Warum versagen industrielle Lagertanks früher als erwartet?

Industrielle Lagertanks spielen in vielen Produktionsprozessen eine wichtige Rolle. Sie werden unter anderem zur Lagerung von Chemikalien, Prozesswasser, Lebensmittel, Kraftstoffe und Rohstoffe. Dabei wird in der Regel von einer langen und vorhersehbaren Lebensdauer ausgegangen.

In der Praxis erweist sich diese Lebensdauer jedoch nicht immer als so vorhersehbar.

Manche Tanks erfordern im Laufe der Zeit immer mehr Aufmerksamkeit. Bei Inspektionen werden häufiger Mängel festgestellt, kleinere Reparaturen müssen wiederholt werden und der Zustand eines Tanks kann sich schneller verschlechtern, als aufgrund seines Alters zu erwarten wäre.

Das wirft eine wichtige Frage auf: Warum weisen manche industrielle Lagertanks früher als erwartet Probleme auf?

Die Antwort lässt sich selten auf eine einzige Ursache zurückführen.

Ein Lagertank kann äußerlich jahrelang gut aussehen, während das Material in der Zwischenzeit langsam angegriffen wird.

Das macht es schwierig, Materialverschleiß zu erkennen. Probleme entstehen meist nicht von heute auf morgen, sondern entwickeln sich über einen längeren Zeitraum unter dem Einfluss der Umgebungsbedingungen, unter denen ein Tank betrieben wird.

Denken Sie beispielsweise an Feuchtigkeit, Temperatur, das gelagerte Medium, Verunreinigungen und Stillstandszeiten.

Einzeln betrachtet müssen diese Faktoren nicht unmittelbar zu Problemen führen. Gerade ihre Kombination kann dazu führen, dass die Zersetzung schneller voranschreitet als erwartet.

Eine der bekanntesten Ursachen für Materialverschleiß bei industriellen Lagertanks ist Korrosion.

Korrosion entsteht, wenn ein Material mit seiner Umgebung reagiert. Wie schnell dieser Prozess abläuft, ist je nach Situation sehr unterschiedlich.

Feuchtigkeit, Sauerstoff, Temperatur, Chemikalien und Verunreinigungen können alle Einfluss darauf haben, in welchem Maße eine Tankwand angegriffen wird.

Dabei ist besonders wichtig, dass Korrosion nicht immer gleichmäßig über die Oberfläche verteilt auftritt. Eine Tankwand kann an vielen Stellen noch nahezu die ursprüngliche Dicke aufweisen, während an einer bestimmten Stelle bereits erhebliche Schäden vorhanden sind.

Daher kann der tatsächliche Zustand eines Tanks anders sein, als es auf den ersten Blick zu erwarten ist.

Ein Beispiel für lokale Korrosion ist die Lochfraßkorrosion.

Bei der Lochfraßkorrosion entstehen relativ kleine Stellen, an denen das Material immer tiefer angegriffen wird. Das umgebende Material kann dabei kaum in Mitleidenschaft gezogen werden.

Gerade dieser lokale Charakter macht Lochfraß so heimtückisch.

An der Oberfläche scheint der Schaden manchmal begrenzt zu sein, während die verbleibende Wandstärke an einer bestimmten Stelle stark abgenommen sein kann. Dadurch kann ein relativ kleiner angegriffener Bereich letztendlich große Auswirkungen auf die Integrität eines Tanks haben.

Zu den Umständen, die mit Lochfraß in Zusammenhang stehen können, gehören unter anderem:

• Wasser, das sich am Boden eines Tanks ansammelt;
• Sedimente und andere Ablagerungen;
• Stillstandszonen;
• lang anhaltender Kontakt mit aggressiven Stoffen;
• Temperaturschwankungen und Kondenswasserbildung.

Es handelt sich um Bedingungen, die in vielen industriellen Prozessen regelmäßig auftreten und daher leicht Teil des normalen Betriebsablaufs werden.

Wenn ein Lagertank Anzeichen von Korrosion aufweist, richtet sich die Aufmerksamkeit oft zuerst auf das gelagerte Produkt.

Das ist logisch. Die chemischen Eigenschaften eines Mediums können einen wesentlichen Einfluss auf das Material haben.

Das Medium ist jedoch nur ein Teil der Bedingungen, denen ein Tank während seiner Lebensdauer ausgesetzt ist.

Auch Faktoren wie Temperaturschwankungen, Kondensatbildung, Feuchtigkeitsbelastung, Reinigungszyklen und Stillstandszeiten können den Zustand des Materials beeinflussen.

Zudem sind die Bedingungen nicht überall in einem Tank gleich.

Im Bereich von Schweißnähten, Anschlüssen, Flanschen, dem Tankboden und anderen spezifischen Stellen können andere Bedingungen herrschen als auf großen, freien Flächen. Dadurch kann sich die Materialalterung an bestimmten Stellen stärker entwickeln.

Eine zusätzliche Komplikation besteht darin, dass der Materialverfall oft langsam voranschreitet.

Eine kleine lokale Beschädigung hat keine unmittelbar spürbaren Auswirkungen auf den Produktionsprozess. Der Tank bleibt funktionsfähig, und an der Außenseite ist nichts Besonderes zu erkennen.

In der Zwischenzeit kann sich der Zustand des Materials jedoch weiter verschlechtern.

Erst wenn der Materialverschleiß ein bestimmtes Ausmaß erreicht, werden die Folgen deutlicher. Zum Beispiel, weil Abweichungen festgestellt werden, die Wandstärke lokal stark abgenommen hat oder Undichtigkeiten auftreten.

Dadurch kann ein Problem, das sich über Jahre hinweg entwickelt hat, letztendlich als unerwarteter Defekt wahrgenommen werden.

Selbst Tanks, die für vergleichbare Anwendungen eingesetzt werden, können ganz unterschiedliche Verschleißmuster aufweisen.

Das liegt daran, dass die Lebensdauer nicht von einem einzigen Faktor bestimmt wird.

Es geht um das Zusammenspiel unter anderem folgender Faktoren:

• das gelagerte Medium;
• Feuchtigkeit und Kondenswasser;
• Temperatur;
• Verunreinigungen und Ablagerungen;
• Stillstand;
• Reinigungszyklen;
• lokale Konstruktionsdetails;
• mechanische und chemische Beanspruchung;
• Eigenschaften des verwendeten Materials.

Eine Veränderung einer dieser Bedingungen kann sich auch auf andere Faktoren auswirken.

Daher ist es nicht selbstverständlich, dass sich zwei Tanks gleichen Alters technisch auf die gleiche Weise entwickeln.

Wenn ein industrieller Lagertank früher als erwartet Probleme aufweist, scheint dies manchmal wie ein plötzlicher technischer Defekt.

In Wirklichkeit kann dem jedoch ein viel längerer Prozess vorausgegangen sein.

Korrosion, lokale Lochfraßbildung, Feuchtigkeit, Ablagerungen, Temperaturschwankungen und andere Betriebsbedingungen können das Material über Jahre hinweg beeinträchtigen, ohne dass dies unmittelbar sichtbar ist.

Daher sagt das Alter eines Lagertanks allein nicht alles über dessen tatsächlichen Zustand aus.

Die interessantere Frage ist, welche Umstände zu einer Materialverschlechterung führen und warum sich diese Beschädigung an manchen Stellen viel schneller entwickelt als an anderen.

Eine bestimmte Form der Korrosion veranschaulicht dies besonders gut. Dabei können Mikroorganismen eine Rolle bei der lokalen Korrosion von Metallen spielen: MIC-Korrosion (Microbiologically Influenced Corrosion).

Darauf gehen wir im folgenden Artikel näher ein.