DE10203826B4

DE10203826B4 - Verfahren zur Behandlung eines Tanks

Info

Publication number: DE10203826B4
Application number: DE10203826A
Authority: DE
Inventors: Herbert Ammon
Original assignee: AMMON TECHNIK; AMMON-TECHNIK
Current assignee: Ammon Tanksiegel De GmbH
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2022-02-01
Also published as: DE10203826A1

Abstract

Verfahren zur Behandlung eines Tanks, bei dem
– in einem ersten Schritt der Tank mit einer alkalischen Reinigungslösung befüllt wird, welche für eine erste vorgegebene Zeitspanne in dem Tank verbleibt, wobei die Reinigungslösung als Komponenten Natriumhydroxid, ein Natrium-Salz einer Kieselsäure, Natriumcarbonat und/oder anionische Tenside aufweist,
– in einem zweiten Schritt nach dem Entleeren des Tanks von der alkalischen Reinigungslösung der Tank mit einer Umwandlungslösung zum Umwandeln von Metalloxid-Schichten in eine stabile Grundschicht befüllt wird, welche eine zweite vorgegebene Zeitspanne in dem Tank verbleibt, wobei die Umwandlungslösung Phosphorsäure und/oder Oxalsäure oder Borate, Phosphate, Ätzalkalien und/oder nichtionogene Tenside aufweist,
– in einem dritten Schritt nach dem Entleeren des Tanks von der Umwandlungslösung auf der Innenseite des Tanks eine Phenolharzlösung aufgebracht wird, welche zu einem elastischen, folienartigen Überzug vulkanisiert, wobei
die Phenolharzlösung ein Phenol-Formaldehyd-Harz sowie Isobutanol, Acrylnitril/Butadien-Kautschuk, Xylol und/oder Zinkphosphat aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung eines Tanks, insbesondere eines Kraftstofftanks oder eines anderen Behälters zur Aufnahme eines Füllguts.
Bei der Benutzung eines Tanks über einen längeren Zeitraum entstehen in vielen Fällen Ablagerungen an der Innenseite des Tanks. Derartige Ablagerungen sind in mehrfacher Hinsicht problematisch, was insbesondere für Kraftstofftanks gilt. Abhängig vom Füllgut und dem Einsatzzweck des Tanks können Ablagerungen an der Wand des Tanks zu Bedingungen führen, bei welchen das Material der Wand auf chemischem oder elektrochemischem Wege angegriffen wird.
Unter solchen Bedingungen können selbst bei Tanks aus sogenanntem rostfreien Stahl Schichten aus oxidiertem Metall, sogenannter Rost, entstehen.
Die Ablagerungen zusammen mit dem Rost können sich von der Tankwand ablösen und zu einer unerwünschten Verunreinigung des Tankinhaltes führen. Abblätternde Ablagerungen und Rost sind vor allem bei Kraftstofftanks nachteilig, da derartige Partikel in dem Kraftstoff zu einem Zusetzen eines Kraftstofffilters führen. Ein bereits teilweise zugesetzter Kraftstofffilter wirkt sich ungünstig auf die Leistung eines Verbrennungsmotors aus, welchem der Kraftstoff zugeführt werden soll.
Eine ähnliche Problematik von Ablagerungen in Tanks ergibt sich aber auch bei anderen Einsatzzwecken, beispielsweise wenn als Füllgut in den Tanks Nahrungsmittel, pharmazeutische Erzeugnisse oder chemische Produkte gelagert werden.

Im Stand der Technik sind daher zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen zur Behandlung von Tanks bekannt, um Ablagerungen zu entfernen oder zu vermeiden. Bekannte Verfahren gehen beispielsweise aus der DE 40 40 944 C2 oder der US 4,206,001 hervor. Die Anwendung dieser Verfahren zur Tankbehandlung und Tankreinigung führen jedoch mit der Zeit zu einem nicht unerheblichen Verschleiß der Tankwand. Dabei hat eine stark angegriffene Tankwand sogar eine verstärkte Neigung zum Anlagern von Sedimenten sowie zur Korrosion.

Aus der DE-PS 976 692 ist ein Verfahren zum Aufbringen von Oxalat-Überzügen auf Metallen bekannt, bei dem die Metalle in einer Lösung behandelt werden, die Halogenionen, Eisenionen, Oxalsäure und Phosphationen enthält. Weitere Lösungen zur Herstellung von Metalloxalatschichten sind aus der DE-AS 1 141 853 bekannt. Diese Lösungen zeichnen sich durch einen Gehalt an Molybdän aus.

Aus der US 5,662,746 ist eine Spüllösung zur Behandlung eines umwandlungsbeschichteten Metallsubstrates bekannt, welche die Haftung und die Korrosionsbeständigkeit einer anschließend aufgebrachten, trocknenden Beschichtung erhöht. Die Spüllösung ist dabei eine wässrige Lösung eines Phenolharzes und eines Gruppe IVa-Metallions.

Eine Innenauskleidung für einen Leichtmetall-Behälter geht aus der DE 36 30 274 A1 hervor. Hierbei wird die Innenseite des Behälters mit einer Lage aus Streckmetall oder Maschendraht ausgekleidet, auf welche dann eine Schicht aus Kunstharzkitt aufgetragen wird.

Schließlich ist noch aus der DE 35 36 305 A1 eine selbstvulkanisierende Auskleidung für Kraftwerks-Entschwefelungsanlagen bekannt. Zur Erreichung einer hohen Kälteflexibilität ist ein Grundbatch aus Nitrilkautschuk vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Behandlung eines Tanks anzugeben, mit welchem dem Problem von Ablagerungen selbst in älteren Tanks besonders wirksam und langfristig entgegengewirkt werden kann.

Nach der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zur Behandlung eines Tanks vorgesehen, bei dem

– in einem ersten Schritt der Tank mit einer alkalischen Reinigungslösung befüllt wird, welche für eine erste vorgegebene Zeitspanne in dem Tank verbleibt, wobei die Reinigungslösung als Komponenten Natriumhydroxid, ein Natrium-Salz einer Kieselsäure, insbesondere Dinatriummetasilikat, Natriumcarbonat und/oder anionische Tenside aufweist,
– in einem zweiten Schritt nach dem Entleeren des Tanks von der alkalischen Reinigungslösung der Tank mit einer Umwandlungslösung zum Umwandeln von Metalloxid-Schichten in eine stabile Grundschicht befüllt wird, welche eine zweite vorgegebene Zeitspanne in dem Tank verbleibt, wobei die Umwandlungslösung Phosphorsäure und/oder Oxalsäure oder Borste, Phosphate, Ätzalkalien und/oder nichtionogene Tenside aufweist,
– in einem dritten Schritt nach dem Entleeren des Tanks von der Umwandlungslösung auf der Innenseite des Tanks eine Phenolharzlösung aufgebracht wird, welche zu einem elastischen, folienartigen Überzug vulkanisiert, wobei die Phenolharzlösung ein Phenol-Formaldehyd-Harz sowie Isobutanol, Acrylnitril Butadien-Kautschuk Xylol und/oder Zinkphosphat aufweist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Tankbehandlung führt zu einem Tank mit Befüllungseigenschaften, welche denen eines neuen Tanks entsprechen oder sogar diese noch übertreffen. So ist nach Abschluss des erfindungsgemäßen Verfahrens zuverlässig sichergestellt, dass keine alten Ablagerungen oder Rostpartikel mehr an das Füllgut gelangen können. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden sogar die Dichtigkeit sowie die Korrosionsbeständigkeit des Tanks oder Behälters erhöht, so dass selbst ältere Tanks wieder mit hoher Betriebssicherheit verwendet werden können.

Dies wird durch eine Kombination verschiedener Maßnahmen erreicht. So wird in dem ersten Schritt der Tank mit einer besonders aggressiven alkalischen Reinigungslösung befüllt. Vorzugsweise ist der Tank dabei vollständig befüllt, so dass die Reinigungslösung gleichmäßig an der gesamten Innenwand des Tanks einwirken kann.

Durch die alkalische Reinigungslösung werden nicht nur verschiedenste Verunreinigungen und Ablagerungen, insbesondere Öle und Fette, praktisch vollständig entfernt, sondern die relativ aggressive alkalische Reinigungslösung führt auch zu einer ersten Aufrauhung der Wandoberfläche.

Nach dem Entfernen der Reinigungslösung mit den darin gelösten Verunreinigungen, Ablagerungs- und Korrosionspartikeln wird die Umwandlungslösung in den Tank eingefüllt. Zweckmäßigerweise erfolgt die Befüllung ebenfalls bis zum Rand des Tanks, um eine gleichmäßige Einwirkung an allen Bereichen der Tankinnenseite zu erreichen. Die Umwandlungslösung dient vornehmlich bei metallischen Tanks zum Umwandeln von Metalloxidschichten, d.h. der vorhandene Rest wird weitgehend weggebeizt. Zudem wird eine dünne, raube Oxidschicht gebildet, welche ohne weitere Behandlung Rost für längere Zeit verhindert. Diese Umwandlung führt also zu mechanisch stabilen Schichten, welche wegen der Erzeugung einer besonders rauben Wandoberfläche für das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignet sind. Zudem wird hierdurch ein späteres Fortschreiten der Korrosion an der Wandinnenseite verhindert.

Abschließend wird nach dem abermaligen Entleeren des Tanks eine Phenolharzlösung, welcher bereits ein Härter zugegeben ist, in den Tank eingebracht. Die Phenolharzlösung wird durch geeignete Mittel oder Maßnahmen, etwa dem Schwenken bei kleineren Tanks, gleichmäßig dünn auf der gesamten Innenwand des Tanks ausgebreitet. Durch die vorher durchgeführten Maßnahmen der Behandlung der Wandoberfläche kann ein dünner Film der Phenolharzlösung an der Wandoberfläche verbleiben, während überschüssige Phenolharzlösung aus einem Ausfluss des Tanks ausgegossen werden kann. Durch Vulkanisieren härtet die Phenolharzlösung zu einem elastischen, folienartigen Überzug aus. Dieser stellt sozusagen einen Tank im Tank dar. Die Dichtigkeit und eine glatte Oberfläche sind durch den Überzug der vulkanisierten Phenolharzlösung gegeben, während die mechanische Stabilität weitgehend durch den bisherigen Tank gewährleistet ist.

Der zäh elastische Überzug stellt eine glatte Auskleidung des bisherigen alten Tanks dar. Die Tankinnenseite wird hierdurch zukünftig vor einem weiteren Korrosionsangriff des Füllguites und/oder der Ablagerungen geschützt, wobei gleichzeitig die glatte Oberfläche des Überzuges dem Entstehen neuer Ablagerungen langfristig vorbeugt. Zudem wird die Dichtigkeit des Tanks durch den entstandenen Überzug noch verbessert, so dass das erfindungsgemäße Verfahren besonders gut zur Reinigung und Sanierung alter Tanks, Behälter oder Tankanlagen geeignet ist. Der Phenolharzüberzug haftet im Wesentlichen aufgrund der intensiven Verzahnung mit der entsprechend aufgerauhten Wandoberfläche in dem Tank und kann gegebenenfalls mit entsprechender mechanischer Einwirkung wie eine Folie aus dem Tank abgezogen werden.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Reinigungslösung als Komponenten Natriumhydroxid, ein Natrium-Salz einer Kieselsäure, insbesondere Dinatriummetasilikat, Natriumcarbonat und/oder anionische Tenside aufweist.

Natriumhydroxid reagiert bei Lösung im Wasser sehr stark alkalisch und bildet eine sogenannte Natronlauge. Diese ist hervorragend zum Reinigen von Fetten und Ölen sowie anderer fettiger Verunreinigungen geeignet. Gleichzeitig unterstützt Natriumhydroxid in gewissem Umfang die Aufrauhung der Oberfläche.

Die Verwendung von Natriumsilikaten wirkt schmutz-, öl- und fettemulgierend. Gleichzeitig wirkt dieser Stoff wasserenthärtend und oberflächenspannungabbauend, so dass eine gute Benetzung der Reinigungslösung auf der zu reinigenden Wandoberfläche erreichbar ist. Das weiterhin vorgesehene Na triumcarbonat wirkt ebenfalls stark alkalisch in wässriger Lösung, was zur Reinigung sowie Oberflächenaufrauhung gewünscht ist. Der Reinigungseffekt wird weiter durch die Verwendung anionischer Tenside unterstützt.

Eine besonders effektive Reinigungslösung ergibt sich durch die kombinierte Verwendung der vorangehend genannten Komponenten. Diese können in pulvriger oder körnerförmiger Form zu einer Grundsubstanz vermischt werden, welche auch wasserlöslich ist und somit zur Herstellung der Reinigungslösung in einfacher Weise mit Wasser in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis vermischt werden kann. In der Trockenmasse betragen die Anteile des Natriumhydroxid zwischen 5 bis 30 %, des Natriumsilikates zwischen 3 % bis 30 % sowie des Natriumcarbanates zwischen 2 % und 20 %. Die restlichen Bestandteile werden durch die anionischen Tenside oder weitere Füll- und Wirkstoffe gebildet. Zur Herstellung der Lösung wird die Trockenmischung mit Wasser in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 20 bis 1 : 30, vorzugsweise 1 : 25 vermischt.

Für den zweiten Schritt können grundsätzlich verschiedene Umwandlungslösungen eingesetzt werden. Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Umwandlungslösung Oxalsäure aufweist. Auch Phosphorsäure ist grundsätzlich geeignet, welche Metalloxid-Schichten durch Phosphatieren in eine stabile Grundschicht umsetzen kann. Hierdurch wird vorhandener Rost weggebeizt und es lässt sich eine vor weiterer Korrosion geschützte Oberflächenschicht mit einer gewünschten hohen Oberflächenrauhigkeit erzeugen. Zusätzlich können in der Umwandlungslösung Oxalsäure und/oder Gerüst- und Hilfsstoffe sein. Bei Verwendung einer Umwandlungslösung auf Basis von Oxalsäure hat sich überraschenderweise gezeigt, dass diese hinsichtlich einer Verbesserung der Oberflächenrauhigkeit auch in gewissem Umfang einen Einfluss auf nichtmetallische Materialien, insbesondere verschiedene Kunststoffsorten hat. Das erfindungsgemäße Verfahren ist zwar vornehmlich zum Einsatz bei Tanks oder Behältern aus einem eisenhaltigen Material, insbesondere Stahl vorgesehen, kann jedoch auch bei nicht eisenhaltigen Metallen (NE-Metallen) oder sogar Kunststoffen eingesetzt werden.

Für die Behandlung von Tanks aus einem NE-Metall, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung, ist es erfindungsmäß vorgesehen, dass die Umwandlungslösung Borate, Phosphate, Ätzalkalien und/oder nichtionogene Tenside aufweist. Die Umwandlungslösung aus dieser Mischung ist neben Aluminium auch für verzinkte oder verzinnte Behälter geeignet.

Nach der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Phenolharzlösung ein Phenol-Formaldehyd-Harz sowie Isobutanol, Acrylnitril, Xyolol und/oder Zinkphosphat aufweist. Ein besonders stabiler Überzug wird nach der Erfindung dadurch erzielt, dass der Überzug neben dem Phenol-Formaedhyd-Harz, Xylol und Isobutanol auch 4-Methylpentan-2-on sowie Acrylnitril/Butadien-Kautschuk aufweist. 4-Methylpentan-2-on bildet mit einem Anteil von 50 bis 80 % den Grundstoff, welcher mit Anteilen von Isobutanol, Acrylnitril/Butadien-Kautschuk und Xylol mit je einem Anteil von 5 bis 10 einen zäh elastischen Überzug bildet. Mit einem Anteil von Polyaminoamidaddukt, Xylol und Isobutanol zwischen 1 bis 5 % kann die Aushärtung des Überzuges in gewünschtem Maße eingestellt werden.

Eine besonders effektive Verfahrensdurchführung ergibt sich dadurch, dass die alkalische Reinigungslösung und/oder die Umwandlungslösung auf eine Temperatur über Raumtemperatur, insbesondere innerhalb des Tanks erwärmt wird. Durch eine Erwärmung auf eine Temperatur auf 40 bis 70 C erhöht sich die Wirksamkeit der beiden Lösungen in erheblichem Maße. Dabei hat es sich als besonders bevorzugt herausgestellt, die Erwärmung der Lösungen unmittelbar in dem Tank durch Einbringen einer entsprechenden Heizeinrichtung in den Tank zu bewirken. Denn die Aufheizung der jeweiligen Lösung im Tank führt zu einer konvektiven Strömung, wodurch der Reinigungs- bzw. Umwandlungseffekt der Lösung nochmals erheblich verbessert wird. Eine Temperaturerhöhung erlaubt auch eine Verkürzung der Einwirkungszeit auf einen unteren Wert der Zeitspanne, welche sowohl für die Reinigungslösung als auch für die Umwandlungslösung zwischen 15 Minuten und 2 Stunden beträgt.

Eine weitere Verbesserung der Reinigungswirkung ergibt sich nach der Erfindung dadurch, dass nach dem Entleeren des Tanks nach dem ersten Schritt und/oder dem zweiten Schritt der Tank gespült oder ausgestrahlt wird. Durch die mechanische Strömungseinwirkung beim Spülen oder beim Dampfstrahlen werden in besonders zuverlässiger Weise Partikel von der Wand gelöst und aus dem Tank ausgetragen.

Eine weitere Verbesserung hinsichtlich des Korrosionsschutzes besteht erfindungsgemäß darin, dass die Innenseite des Tanks unmittelbar nach dem zweiten Schritt getrocknet wird. Hierdurch wird der kurzfristigen Entstehung neuer Metalloxidschichten entgegengewirkt.

Die Wirkung des jeweiligen Verfahrensschrittes kann nach der Erfindung noch dadurch verbessert werden, dass die einzelnen Schritte jeweils mehrfach wiederholt werden. So kann bei stark verschmutzten Tanks mit starken Ablagerungen die Behandlung mit der Reinigungslösung zwei oder mehrmalig durchgeführt werden. Gleiches gilt für die Anwendung der Umwandlungslösung, was insbesondere bei stark korrodierten metallischen Werkstoffen sinnvoll ist. Des Weiteren kann auch der zähelastische folienartige Überzug mehrfach, insbesondere zwei- oder dreimal aufgebracht werden. Eine mehrfache Aufbringung des Überzuges ist insbesondere bei größeren Rauhheitstiefen zweckmäßig. Das Aufbringen eines weiteren Überzuges erfordert eine hinreichende Trocknungszeit, welche je nach Trocknungstemperatur und Ablüftzeit von wenigen Stunden bis zu einigen Tagen dauern kann.

Die Herstellung der Reinigungslösung und Umwandlungslösung kann auf Basis eines beliebigen, geeigneten Lösungsmittels erfolgen. Besonders anwenderfreundlich ist es jedoch, dass diese als wässrige Lösungen hergestellt werden können.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können selbst stark korrodierte und mit hartnäckigen Ablagerungen versehene Tanks für eine Wieder- oder Weiterverwendung mit hoher Betriebssicherheit aufbereitet und saniert werden. Das Verfahren ist gerade auch für Tanks von KFZ, Motorrädern, Flugzeugen, Schiffen sowie anderen Fahrzeugen sehr gut geeignet.

Claims

Verfahren zur Behandlung eines Tanks, bei dem – in einem ersten Schritt der Tank mit einer alkalischen Reinigungslösung befüllt wird, welche für eine erste vorgegebene Zeitspanne in dem Tank verbleibt, wobei die Reinigungslösung als Komponenten Natriumhydroxid, ein Natrium-Salz einer Kieselsäure, Natriumcarbonat und/oder anionische Tenside aufweist, – in einem zweiten Schritt nach dem Entleeren des Tanks von der alkalischen Reinigungslösung der Tank mit einer Umwandlungslösung zum Umwandeln von Metalloxid-Schichten in eine stabile Grundschicht befüllt wird, welche eine zweite vorgegebene Zeitspanne in dem Tank verbleibt, wobei die Umwandlungslösung Phosphorsäure und/oder Oxalsäure oder Borate, Phosphate, Ätzalkalien und/oder nichtionogene Tenside aufweist, – in einem dritten Schritt nach dem Entleeren des Tanks von der Umwandlungslösung auf der Innenseite des Tanks eine Phenolharzlösung aufgebracht wird, welche zu einem elastischen, folienartigen Überzug vulkanisiert, wobei die Phenolharzlösung ein Phenol-Formaldehyd-Harz sowie Isobutanol, Acrylnitril/Butadien-Kautschuk, Xylol und/oder Zinkphosphat aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die alkalische Reinigungslösung und/oder die Umwandlungslösung auf eine Temperatur über Raumtemperatur, insbesondere innerhalb des Tanks erwärmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der entleerte Tank nach dem ersten Schritt und/-oder dem zweiten Schritt gespült oder ausgestrahlt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite des Tanks unmittelbar nach dem zweiten Schritt getrocknet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Schritte mehrfach wiederholt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungslösung und/oder die Umwandlungslösung als eine wässrige Lösung hergestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass für die Reinigungslösung als Natrium-Salz einer Kieselsäure Dinatriummetasilikat vorgesehen ist.