DE1077555B - Verfahren und Vorrichtung zum Schutz gegen Korrosion in den Tanks von Tankschiffen mittels fremdgespeister Anoden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz gegen Korrosion in den Tanks von Tankschiffen mittels fremdgespeister Anoden.

Es ist bekannt, daß auf Tankschiffen die Tanks sowohl für Ölladung als auch für Ballastwasser benutzt werden, weil das Schiff bei der Leerfahrt so viel Ballastwasser nimmt, daß es die erforderliche Stabilität und Seetüchtigkeit besitzt. Es ist ebenso bekannt, daß die wechselweise Beladung mit öl und Ballastwasser manche Probleme mit sich bringt, von denen das der Korrosion in den Tanks äußerst ernster Natur ist.

Da nach den getroffenen Feststellungen die Korrosion in den Tanks der Tankschiffe in der Hauptsache auf elektrochemische Vorgänge zurückzuführen ist, hat man sich diese Vorgänge in der Praxis dadurch nutzbar gemacht, daß man künstlich einen Zustand herstellt, bei dem das zu schützende Material die Kathode in einem elektrogalvanischen System bildet. Der sogenannte kathodische Schutz geht dann so vor sich, daß der kathodische Vorgang die Elektronen aufzehrt, die der anodische Vorgang im Stahl zurückläßt.

Man hat diesen kathodischen Schutz zunächst mit den sogenannten »Opferanoden« durchgeführt, d. h. also mit Magnesium- oder Zinkanoden, die in geeigneter Zahl in den Tanks verteilt angeordnet und mit dem Stahl metallisch verbunden werden. Diese Methode zeigt jedoch einen sehr niedrigen Wirkungsgrad und andere Nachteile in der Handhabung, wie z. B. geringe Elastizität, Möglichkeit der Herabminderung des Wirkungsgrades durch Verunreinigung der Anoden durch Öl.

Eine erheblich bessere Lösung des ganzen Problems wird dann erzielt, wenn man statt der »Opferanoden« Anoden mit von einer äußeren Stromquelle zugeführter elektrischer Energie verwendet. Hier gibt es wieder zwei Möglichkeiten hinsichtlich des Anodenmaterials, nämlich einerseits die Verwendung eines mehr oder weniger indifferenten Materials, wie z. B. Platin oder Graphit, oder andererseits die Verwendung eines Materials, welches sich langsam auflöst, z. B. Eisen oder Aluminium. Die Verwendung des erstgenannten Materials kommt schon deshalb nicht in Frage, weil sich bildender freier Chlor zusammen mit dem kathodisch gebildeten Wasserstoff die Explosionsgefährlichkeit in der Gasphase noch erhöht, ganz abgesehen davon, daß das Chlor außerdem sehr giftig ist.

Bei der Verwendung von Eisen oder Aluminium als Anodenmaterial für Anoden mit Fremdspeisung entstehen infolge der Oxydation des Anodenmaterials selbst harmlose Produkte, die auf den Grund herabsinken und mit dem Ballastwasser herausgepumpt werden. Die elektrische Energie erhalten diese Anoden von einer außerhalb befindlichen Stromquelle. Die Verfahren und Vorrichtung

zum Schutz gegen Korrosion

in den Tanks von Tankschiffen

mittels fremdgespeister Anoden

Anmelder:

Sentralinstitutt for industriell forskning,

Oslo,

und Skipsteknisk forskningsinstitutt,
Trondheim (Norwegen)

¹S Vertreter: Dipl.-Ing. F.-W. Clodius, Patentanwalt,
Hamburg-Rahlstedt, Grubesallee 26

Anoden werden isoliert im Tank aufgestellt und mit ebenfalls isolierten Zuleitungen, z. B. entlang dem Boden, versehen. Die Zuleitungen werden an einem Ende mit den Anoden im Tank und am anderen Ende mit einer geeigneten Stromquelle verbunden, z. B. mit einem Generator, der vorteilhaft im Maschinenraum oder an anderer geeigneter Stelle aufgestellt wird.

Damit wäre an sich ein völlig idealer kathodischer Korrosionsschutz geschaffen, wenn nicht eine solche Anordnung in Dauerinstallation, wie sie ja bei den Opferanoden auch üblich ist, hier mit Recht als Erhöhung der Explosionsgefahr von den Schiffssachverständigen angesehen und abgelehnt würde. Bekanntlich sind die Tanks nach dem Entladen oder beim Ausspülen zur Reinigung mehr oder weniger mit einer explosiven Mischung von Gas und Luft gefüllt. Bleibt nun infolge Sorglosigkeit der Mannschaft das Potential der Installation nach Entladen des Ballastes aufgedrückt, kann einmal ein kurzer Stromstoß mitFunkenbildung und somit eine Explosion mit verheerenden Folgen entstehen.

Hier setzt nun die Erfindung ein und schlägt ein Verfahren vor, welches einen einwandfreien kathodischen Schutz der Tanks von Tankschiffen gegen Korrosion mit einem Minimum an Installationskosten und einem Maximum an Sicherheit vom seemännischen Standpunkt aus gewährleistet. Dieses Verfahren besteht darin, daß die Anodenanlage, d.h. Stromzuführungsleitungen und Anodenkörper in den Tank eingebracht werden, sobald derselbe mit Seewasser als Ballastwasser gefüllt werden soll und hinterher vor

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der Füllung mit Ladeöl wieder herausgenommen werden. Wenn vorstehend davon die Rede ist, daß die Anodenanlage in den Tank eingebracht werden soll, sobald derselbe mit Seewasser gefüllt werden soll, so bedeutet das den frühesten Zeitpunkt des Einbringens. Es genügt auch vollkommen, wenn das Einbringen geschieht, nachdem der Tank mit Seewasser gefüllt ist. Genauso geht das Herausnehmen der Anlage vor der Füllung mit Ladeöl den spätesten Zeitpunkt an. Die Anlage kann auch schön herausgenommen werden, wenn das Seewasser in Kürze herausgepumpt werden soll. Bedingung ist nur, daß die Anodenanlage sich bei mit Seewasser gefülltem Tank in diesem befindet, außerhalb dieser Zeit aber nicht in dem Tank vorhanden ist.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist denkbar einfach, da die Anlage, d. h. Zuleitung und Anodenkörper einfach nach Art einer Kabellampe leicht und schnell ortsveränderlich verlegbar ausgebildet wird. Vorteilhaft wird der Tank mit einem schaftähnlichen Schacht in Form eines Rohres versehen, der während der Ballastperioden in das Wasser hinabragt itnd als Gas- und Flüssigkeitsverschluß wirkt. Auf diese Weise ist erreicht, daß der mehr oder weniger gasgefüllte Luftraum in dem Tank, der sogenannte »Flüssigkeitsverlustraum«, von dem Durchgang isoliert ist, durch den die Anoden anfänglich in den Tank hinabgelassen und nach dem Gebrauch wieder hochgezogen werden. Während der Arbeitszeit der Anode schützt aber dieser Schacht vollständig das zu der oder den Anoden führende isolierte Kabel. Der Schacht kann dauernd mit dem Tank verbunden sein, einen Teil desselben bilden oder aber als leicht entfernte Einheit ausgebildet werden, die bei Nichtgebrauch leicht zu verstauen ist, beim Gebrauch in eine zu diesem Zweck im Tank vorgesehene öffnung eingesetzt werden kann. Noch einfacher kann der Schacht in eine schon bestehende Öffnung des Tanks eingesetzt werden, z. B. in die »Butterworth«-Öffnung zur mechanischen Reinigung des Tanks.

Im allgemeinen ist diese öffnung vorteilhaft über der Mitte des Tanks vorgesehen, was auch für die gute Verteilung des Stromes von der Anode durch das Ballastwasser sehr zweckmäßig ist. Die Befestigung des auswechselbaren Schachtes muß so sein, daß der ganze Schaft vollständig vor metallischem Kontakt mit den übrigen Teilen des Schiffes isoliert ist. Vorteilhaft wird deshalb der ganze Schacht aus nichtleitendem Material gefertigt. Um jede Möglichkeit der Bildung gefährlicher Gasmischungen in dem Schacht auszuschalten, wird er zweckmäßig durch geeignete Ventilationseinrichtungen weitgehend belüftet.

Die ganze Anordnung kann in aller Ruhe installiert werden, wenn das Ballastwasser in den Tank eingefüllt ist, und sie kann rechtzeitig vor dem Eintreffen an der Ladestelle wieder entfernt werden. Wie schon erwähnt, brauchen nicht alle Tanks eines Tankers für Ballast benutzt zu werden, bei einem gewöhnlichen 18 000t-Tanker z.B. nur sechs bis acht Tanks. Es kann somit eine praktische Abwechslung in der Benutzung von Tanks als Ballasttanks gemacht werden, wozu natürlich erforderlich ist, daß jeder Tank mit Möglichkeiten zur Anbringung von Vorrichtungen der vorbeschriebenen Art versehen ist. Am einfachsten wird es sein, eine geeignete Zahl von Stromentnahmestellen z. B. entlang des Laufsteges anzuordnen, so daß die Anoden in einfacher Weise mit einer Dauerkabelanordnung verbunden werden können. Auf diese Weise ist die ganze Anordnung sehr elastisch und man ist mit dem Ballastbetrieb völlig frei. Das ist sehr wesentlich, wenn z. B. Reparaturen in den Tanks vorgenommen und dabei oft Tanks als Ballasttanks verwendet werden müssen, die normal nicht dafür benutzt werden.

Die im Zusammenhang mit der beschriebenen Anordnung zu benutzenden bekannten Anoden mit »aufgedrücktem Potential« werden vorteilhaft so ausgebildet, daß sie leicht durch den Schacht hindurchpassen. Das ist in einfacher Weise möglich, wenn die Anoden

ίο eine schlanke Form erhalten, wobei die Abmessungen so gewählt werden, daß sie den Anforderungen an Ladung, gewünschter Lebensdauer usw. entsprechen. Um die Sicherheit noch weiter zu erhöhen, werden die Anoden mit einem Schutzgitter umgeben, z. B. aus Kunststoff oder Holz. Die Anoden sind sozusagen als Konsumartikel zu bezeichnen und von Zeit zu Zeit zu erneuern, entweder durch Ersatz der ganzen Einheit, d. h. Anode plus Gitter, oder durch Herausnehmen des verbrauchten Metallkernes und Einsetzen eines

ao neuen Kernes. Das Schutzgitter wird zur Sicherung der Anoden gegen jeden Kurzschluß bei möglichen Berührungen mit leitenden Teilen zweckmäßig aus elastisch nicht leitendem Material hergestellt, beispielsweise aus Holz, Kunststoff, Gummi od. dgl.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt; es zeigt

Fig. 1 schematisch einen Schnitt durch einen Tank mit einer Anordnung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine andere Ausführungsform,

Fig. 3 ein Schutzgitter für eine Anode im Auf- und Grundriß.

Der Tankl ist mit einem schaftähnlichen Schacht 2 versehen, in den das Kabel 3 isoliert von dem gasgefüllten Raum 4 eingeführt ist. Das Kabel 3 führt an der einen Seite zu einer geeigneten Stromanschlußdose 5, die z. B. an dem Laufsteg od. dgl. angeordnet ist. Die Anode 6 hängt frei von dem unteren Ende des Kabels 3 herab und wird aus dem Tank 1 durch Hochziehen durch den Schacht 2 hindurch entfernt. An dem Schacht2 ist eine Entlüftung? vorgesehen; durch die Bewegung des Wassers entsprechend der Bewegung des Schiffes wird in dem Schacht eine Pumpwirkung erzielt, so daß eine sehr gute Ventilation durch die Entlüftung herbeigeführt wird. Die Atmosphäre in dem Schacht 2 besteht dadurch überwiegend aus reiner Luft, und es ist infolgedessen ein Minimum an Explosionsgefahr vorhanden. Selbst wenn eine kleine Explosion an dieser Stelle eintreten sollte, wird diese, sofern nur der Schacht eine geeignete Form besitzt, sich nicht auf den erheblich größeren Raum 4 übertragen.

Fig. 2 zeigt eine andere Anordnung, bei der der eigentliche Schacht, der also demjenigen nach Anspruch 1 entsprechend als Gas- und Flüssigkeitsverschluß bezeichnet werden kann, abnehmbar und transportierbar ist, so daß man während der Lade- und Entladeperioden den ganzen Schachte, der zum Befestigen an einem Flansch der öffnung 10 mit einem Kragen 9 versehen ist, wegnehmen kann.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung einer Anode, deren Kernteil 11 aus metallischem Anodenmaterial besteht, während ein Schutzgitter 12, z. B. aus Kunststoff, Gummi oder Holz die eigentliche Metallanode umgibt.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahnen zum Schutz gegen Korrosion in

den Tanks von Tankschiffen mittels einer oder mehrerer fremdgespeister Anoden, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenanlage, d. h. Stromzufüh-

rungsleitungen (3) und Anodenkörper (6) in den Tank eingebracht werden, sobald derselbe mit Seewasser als Ballastwasser gefüllt werden soll und hinterher vor der Füllung mit Ladeöl wieder herausgenommen werden. S

2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenanlage, d. h. Stromzuführungsleitung (3) und Anodenkörper (6) etwa nach Art einer Kabellampe leicht und schnell ortsveränderlich verlegbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenanlage durch einen Gas- und Wasserverschluß hindurchgeführt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gas- und Wasserverschluß (8, 9) ebenfalls leicht und schnell ortsveränderlich ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gas- und Wasserverschluß (2 bzw. 8, 9) gegen einen metallischen Leitungskontakt mit dem Tank isoliert ist oder aus Isoliermaterial hergestellt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gas- und Wasserverschluß (2 bzw. 8, 9) mit einem Ventil (7) für die Lüftung des Verschlusses versehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden (6) bzw. deren Kernteil (11) von einem Schutz- und Isoliergitter umgeben sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromanschluß (5) für das Kabel (3) der Anoden (6) an Deck vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 404031;
Zeitschrift »Schiff und Hafen«, 1954, S. 134 bis 141 und 1955, S. 87 bis 90.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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