Waarom falen industriële opslagtanks eerder dan verwacht?

Industriële opslagtanks spelen een belangrijke rol in veel productieprocessen. Ze worden gebruikt voor de opslag van onder andere chemicaliën, proceswater, voedingsmiddelen, brandstoffen en grondstoffen. Daarbij wordt doorgaans uitgegaan van een lange en voorspelbare levensduur.

In de praktijk blijkt die levensduur echter niet altijd zo voorspelbaar.

Sommige tanks vragen na verloop van tijd steeds meer aandacht. Inspecties brengen vaker afwijkingen aan het licht, kleine reparaties keren terug en de conditie van een tank kan sneller achteruitgaan dan op basis van de leeftijd werd verwacht.

Dat roept een belangrijke vraag op: waarom vertonen sommige industriële opslagtanks eerder problemen dan verwacht?

Het antwoord is zelden terug te brengen tot één oorzaak.

Een opslagtank kan er aan de buitenzijde jarenlang goed uitzien, terwijl het materiaal ondertussen langzaam wordt aangetast. Dat maakt materiaaldegradatie lastig te herkennen. Problemen ontstaan meestal niet van de ene op de andere dag, maar ontwikkelen zich gedurende langere tijd onder invloed van de omstandigheden waarin een tank wordt gebruikt. Denk bijvoorbeeld aan vocht, temperatuur, het opgeslagen medium, verontreinigingen en perioden van stilstand. Afzonderlijk hoeven deze factoren niet direct tot problemen te leiden. Juist de combinatie ervan kan ervoor zorgen dat aantasting sneller verloopt dan verwacht.

Een van de bekendste oorzaken van materiaaldegradatie bij industriële opslagtanks is corrosie.

Corrosie ontstaat wanneer een materiaal reageert met zijn omgeving. Hoe snel dit proces verloopt, verschilt sterk per situatie.

Vocht, zuurstof, temperatuur, chemicaliën en verontreinigingen kunnen allemaal invloed hebben op de mate waarin een tankwand wordt aangetast.

Daarbij is vooral belangrijk dat corrosie niet altijd gelijkmatig over het oppervlak ontstaat. Een tankwand kan op veel plaatsen nog vrijwel de oorspronkelijke dikte hebben, terwijl op één specifieke locatie al aanzienlijke aantasting aanwezig is.

Daardoor kan de werkelijke conditie van een tank anders zijn dan op het eerste gezicht wordt verwacht.

Een voorbeeld van lokale aantasting is putcorrosie.

Bij putcorrosie ontstaan relatief kleine plekken waar het materiaal steeds verder in de diepte wordt aangetast. Het omliggende materiaal kan daarbij nauwelijks zijn aangetast.

Juist dat lokale karakter maakt putcorrosie verraderlijk.

Aan de oppervlakte lijkt de schade soms beperkt, terwijl de resterende wanddikte op één specifieke plaats sterk kan zijn afgenomen. Hierdoor kan een relatief klein aangetast gebied uiteindelijk een groot effect hebben op de integriteit van een tank.

Omstandigheden die met putcorrosie samen kunnen hangen zijn onder andere:

• water dat zich onderin een tank verzamelt;
• sediment en andere afzettingen;
• stilstaande zones;
• langdurig contact met agressieve stoffen;
• temperatuurwisselingen en condensvorming.

Het zijn omstandigheden die in veel industriële processen regelmatig voorkomen en daardoor gemakkelijk onderdeel worden van de normale bedrijfsvoering.

Wanneer een opslagtank tekenen van aantasting vertoont, ligt de aandacht vaak als eerste op het opgeslagen product.

Dat is logisch. De chemische eigenschappen van een medium kunnen een belangrijke invloed hebben op het materiaal.

Maar het medium is slechts één onderdeel van de omstandigheden waaraan een tank gedurende zijn levensduur wordt blootgesteld.

Ook factoren zoals wisselende temperaturen, condensvorming, vochtbelasting, reinigingscycli en perioden van stilstand kunnen invloed hebben op de conditie van het materiaal.

Daarnaast zijn de omstandigheden niet overal in een tank hetzelfde.

Rond lasnaden, aansluitingen, flenzen, de tankbodem en andere specifieke delen kunnen andere omstandigheden ontstaan dan op grote, vrije oppervlakken. Daardoor kan aantasting zich op bepaalde plaatsen sterker ontwikkelen.

Een extra complicatie is dat materiaaldegradatie vaak langzaam verloopt.

Een kleine lokale aantasting heeft niet direct merkbare gevolgen voor het productieproces. De tank blijft functioneren en aan de buitenzijde hoeft niets bijzonders zichtbaar te zijn.

Ondertussen kan het materiaal wel verder achteruitgaan.

Pas wanneer de aantasting een bepaalde grens bereikt, worden de gevolgen duidelijker. Bijvoorbeeld doordat afwijkingen worden geconstateerd, de wanddikte lokaal sterk is afgenomen of lekkage ontstaat.

Daardoor kan een probleem dat zich jarenlang heeft ontwikkeld uiteindelijk als een onverwacht defect worden ervaren.

Zelfs tanks die voor vergelijkbare toepassingen worden gebruikt, kunnen een heel verschillend degradatiepatroon laten zien.

Dat komt doordat de levensduur niet door één afzonderlijke factor wordt bepaald.

Het gaat om de wisselwerking tussen onder andere:

• het opgeslagen medium;
• vocht en condens;
• temperatuur;
• verontreinigingen en sediment;
• stilstand;
• reinigingscycli;
• lokale ontwerpdetails;
• mechanische en chemische belasting;
• eigenschappen van het gebruikte materiaal.

Een verandering in één van deze omstandigheden kan ook invloed hebben op andere factoren.

Daardoor is het niet vanzelfsprekend dat twee tanks van dezelfde leeftijd zich technisch op dezelfde manier ontwikkelen.

Wanneer een industriële opslagtank eerder problemen vertoont dan verwacht, lijkt dat soms een plotseling technisch defect.

In werkelijkheid kan daar een veel langer proces aan vooraf zijn gegaan.

Corrosie, lokale putvorming, vocht, sediment, temperatuurwisselingen en andere bedrijfsomstandigheden kunnen gedurende jaren invloed hebben op het materiaal zonder dat dit direct zichtbaar is.

Daarom zegt alleen de leeftijd van een opslagtank niet alles over de werkelijke conditie ervan.

De interessantere vraag is welke omstandigheden ervoor zorgen dat materiaaldegradatie ontstaat en waarom die aantasting zich op sommige plaatsen veel sneller ontwikkelt dan op andere.

Een specifieke vorm van corrosie laat dat bijzonder goed zien. Daarbij kunnen micro-organismen een rol spelen in lokale aantasting van metalen: MIC-corrosie (Microbiologically Influenced Corrosion).

Daar gaan we in het volgende artikel dieper op in.