DE1254938B

DE1254938B - Korrosionsschutz doppelwandiger Tanks und Rohre

Info

Publication number: DE1254938B
Application number: DEB65905A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Rolf-Diet Behling; Dipl-Chem Dr Siegfri Bellingen; Dipl-Chem Dr Hermann Emil; Ferdinand Ordelt; Dipl-Phys Adolf Wisken
Original assignee: BP BENZIN; PETROLEUM AG
Current assignee: BP BENZIN; PETROLEUM AG
Priority date: 1962-02-12
Filing date: 1962-02-12
Publication date: 1967-11-23
Also published as: CH426644A; GB978026A; DK103877C

Description

Korrosionsschutz doppelwandiger Tanks und Rohre Die Erfindung befaßt sich mit der Verwendung einer Korrosionsinhibitoren enthaltenden wässerigen Lösung zum Füllen des Hohlraums zwischen innerer und äußerer Wand doppelwandiger Tanks und Rohre, vor allem solcher. die in die Erde versenkt sind.
Im Interesse einer Reinhaltung des Grundwassers ist es zweckmäßig, zur Lagerung von Mineralölen und seinen Denvaten die n die Erde versenkbaren Tanks doppelwandig auszubilden. Die Doppelwandigkeit soll die Sicherheit geben, daß ein Auslaufen von Mineralölprodukten in das Erdreich nahezu ausgeschlossen ist, denn sonst miißten zur gleichen Zeit der innere und äußere Tank leck werden, was höchst unwahrscheinlich ist. Da derartige Tanks mit Vorrichtungen zur Anzeige von Undichtigkeiten sowohl im äußeren als auch im inneren Tank versehen sind, kann eine möglicherweise auftretende Undichtigkeit schnell beseitigt werden, ohne daß Mineralöl ins Erdreich gelangt.
Ob der innere und äußere Tank nun aus dem gleichen oder verschiedenem Material bestehen, ob es sich dabei um Eisen, Nichteisenmetall oder Kunststoff handelt, in jedem Fall besteht an den dem Hohlraum zwischen den beiden Tanks zugewandten Flächen erhöhte Korrosionsgefahr, die dadurch bedingt ist, daß die Oberflächenbearbeitung unterschiedlich ist, z. B. Walzhaut, Glühzunder usw. Die Korrosion wird ferner begünstigt durch die Verunreinigungen, wie Schweißperlen und Schlacken, die durch das Schweißen entstanden sind, und ein weiterer wesentlicher Faktor ist die mechanische Verspannung, die sich zwangläufig bei Schweißnähten ergibt. Eine weitere Gefahr ist durch einen zu kleinen Abstand zwischen erstem und zweitem Tank, der bis zu einer Berührung führen kann, gegeben. Im Falle der Berührung und in Gegenwart feuchter Gase und Flüssigkeiten kann es zu Korrosionserscheinungen kommen, v orausgesetzt, daß die Wände nicht mit Spezialanstrichen versehen sind. Ist der Zwischenraum klein, so daß kapillare Wirkungen auftreten können, dann ist bei feuchten Gasen an diesen Stellen mit Flüssigkeitsbrtickenbildung zu rechnen. Wird nun der Zwischenraum mit Flüssigkeit angefüllt, so kann es an diesen Stellen zu einer Luftblasenbildung kommen. Die Gefährlichkeit derartiger Belüftungselemente ist bekannt.
Erfindungsgemäß wird nun eine Korrosionsinhibitoren enthaltende wässerige Lösung verwendet, die eine oder mehrere mit Wasser mischbare, organische, chemisch praktisch nicht aggressive Flüssigkeiten, vorzugsweise mehrwertige Alkohole, enthält. Dabei hat sich ein Glycol, vorzugsweise Äthylenglycol, als besonders vorteilhaft erwiesen.
Durch den Gehalt an einer mit Wasser mischbaren, organischen, chemisch nicht aggressiven Flüssigkeit wird der Gefrierpunkt des Korrosionsschutzmittels herabgesetzt, und zwar bis etwa - C.
Bei maximal zu erwartenden Kältegraden kann also keine Eisbildung auftreten, so daß nicht die Gefahr besteht, daß der Tank gesprengt wird. Der Schutz von Metalloberflächen erfolgt durch anorganische Inhibitoren, vorzugsweise Salze des Natriums. wie Natriumnitrit. Da diese anodischen Inhibitoren in unzureichender Konzentration wirkungslos bzw. sogar gefährlich werden können und Lochfraß hervorrufen, wird durch Zugabe von Salzen mit stark alkalischer Reaktion ihre Wirksamkeit sichergestellt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der die Korrosionsinhibitoren enthaltenden wässerigen, eine praktisch gesättigte Lösung von Natriumnitrit und Natriumcarbonat in einem Verhältnis von Natriumnitrit zu Natriumcarbonat von etwa 3:1 bis etwa 1:1 beigegeben.
Nun ist zwar aus »Chemiker-Zeitung, Chem. Apparatur«, 1962, Nr. 2, S. 50, linke Spalte, vorletzter Absatz, die Verwendung eines Gemisches von Natriumnitrit und Natriumcarbonat als Korrosionsschutzmittel in Heizöltankanlagen beschrieben. Hier wirkt das Gemisch in der Weise, daß es in die in praktisch jedem Mineralöltank vorhandene wässerige Phase eingeht, die hier den sogenannten Tanksumpf bildet. Die Schutzwirkung beruht darauf, daß die verhältnismäßig wenig dissoziierten sauren Produkte des Mineralöls sowie die in dem Tankwasser vorhandenen Chlorionen vor dem Angriff auf die Tankwandungen unschädlich gemacht werden. Die sauren Produkte werden hierbei durch Natriumcarbonat neutralisiert, während das Natriumnitrit als Passivator der Metalloberflächen wirksam wird.
Der erfindungsgemäß verwendeten Lösung sind nun aber mehrwertige Alkohole, vor allem ein Glycol, vorzugsweise Äthylenglycol, beigegeben. Das Glycol wirkt zwar in frischem Zustand nicht korrosiv, bei dem Schutz doppelwandiger Tanks jedoch bleibt das Glycol durch den unvermeidlichen Luftsauerstoff keineswegs unverändert, sondern es bilden sich eine Reihe von Oxydationsprodukten, z. B. Glyoxal, das seinerseits über Peroxidbildung bis zu Dicarbonsäuren weiteroxydiert wird, die im höchsten Grade Eisen angreifen. Verstärkt wird dieser Angriff noch dadurch, daß das Glycol in hohem Maße in Hohlräume kriecht. Dieser Oxydationsvorgang wird erfahrungsgemäß durch Zunder und Rost katalytisch beschleunigt. Es war also nicht vorherzusehen, daß eine Kombination von Natriumcarbonat und Natriumnitrit auch unter den bei doppelwandigen Tanks vorliegenden Bedingungen wirksam sein würde, insbesondere da bei Befüllung der doppelwandigen Systeme stets Luftblasen eingeschlossen werden.
Vorteilhafterweise enthält die erfindungsgemäß eingesetzte Lösung Morpholin oder Dichan als Dampfphaseninhibitor.
Nun ist zwar die Verwendung verschiedener Amine, unter anderem auch Morpholin und Dichan als Dampfphaseninhibitoren aus »Industrial and Engineering Chemistry«, Dezember 1954, S. 2594, Tabellen II und III, als bekannt zu entnehmen.
Dort wird ausgeführt, daß diese in Packpapier verpacktes Eisen wirksam gegen Rost schützen.
Im System doppelwandiger Tanks liegen jedoch ganz andere Verhältnisse vor; es lassen sich Luftblasen nicht verhindern, die unter unterschiedlichen hydrostatischen Drücken stehen. Ferner sind Temperaturunterschiede von vielen Temperaturgraden, z. B. 15 bis , 60 C in Betracht zu ziehen. Diese Luftblasen beeinträchtigen nun den Schutz durch Carbonat/Nitrit an diesen Stellen. Es war unter den gegebenen Umständen der Belüftungselemente nicht vorherzusehen, daß in Gegenwart von Morpholin und Dichan nunmehr ein Schutz gegen Korrosion, insbesondere an diesen besonders gefährdeten Stellen, erzielt werden kann. Dabei darf nicht übersehen werden, daß es sich bei doppelwandigen Tanks nicht um ein stationäres System handelt, das sich über lange Zeiträume nicht ändert.
Darüber hinaus können die oben beschriebenen komplizierten und gefährlichen Oxydationsvorgänge im Glycol ebenfalls wirksam durch Morpholin und Dichan bekämpft werden.
Das Morpholin und Dichan erfüllen also bei der erfindungsgemäßen Verwendung Aufgaben, die von denen der Dampfphaseninhibitoren durchaus verschieden sind. Diese Stoffe schützen nämlich die besonders gefährdeten Stellen, wo sich Luftblasen festsetzen können. Da der Dampfdruck dieser Substanzen stark von der Temperatur abhängt und sie leicht verdampfen, werden auch Materialstellen, die nicht von dem Korrosionsschutzmittel benetzt werden, geschützt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält die wässerige Lösung etwa 250/0 Athylenglycol, etwa 5 ovo einer gesättigten Natriumnitrit-Natriumcarbonat-Lösung und bis zu etwa 0,1 °/o Morpholin oder Dichan.
Die erfindungsgemäß verwendete Lösung gibt einen sicheren Schutz über längere Zeiträume, insbesondere auch an engen Stellen. Sie zeichnet sich durch einfache Handhabung und große Wirtschaftlichkeit aus und ist physiologisch unbedenklich, so daß beim Eintritt dieser Flüssigkeit ins Erdreich eine nachteilige Beeinflussung des Grundwassers nicht zu befürchten ist, Bei der erfindungsgemäßen Verwendung der wässerigen Lösung ergibt sich der weitere Vorteil, daß man das Korrosionsschutzmittel leicht erneuern kann, während die Erneuerung oder Ausbesserung eines schadhaft gewordenen Schutzanstrichs sehr zeitraubend und umständlich ist, da dann der ganze Tank ausgebaut werden müßte.
Die Korrosionsinhibitoren enthaltende wässerige Lösung kann als konzentrierte Lösung (Stammlösung) hergestellt und versandt werden und dann vor der Verwendung, d. h. bevor sie als Sperrflüssigkeit in den Tankzwischenraum gefüllt wird, verdünnt werden.
Die Stammlösung kann beispielsweise folgende Bestandteile in den angegebenen Mengen enthalten: 85 O/o Äthylenglycol, 15 O/o gesättigte Lösung aus Natriumnitrit und Natriumcarbonat, bei der das Verhältnis Natriumnitrit zu Natriumcarbonat zwischen 3:1 und 1:1 liegt, 0,1 0/0 Morpholin oder Dichan.
Eine daraus hergestellte Sperrflüssigkeit enthält beispielsweise: 70 O/o Wasser, 30 ovo Stammlösung.
In der Beschreibung und den Ansprüchen wurde mit Dichan die Verbindung Dicyclohexylammoniumnitrit bezeichnet.

Claims

Patentansprüche: 1. Verwendung einer Korrosionsinhibitoren enthaltenden wässerigen Lösung zum Füllen des Hohlraums zwischen innerer und äußerer Wand eines doppelwandigen, insbesondere in die Erde versenkten Tanks oder Rohres.
2. Verwendung einer Korrosionsinhibitoren enthaltenden wässerigen Lösung nach Anspruch 1, die eine oder mehrere mit Wasser mischbare, organische, chemisch praktisch nicht aggressive Flüssigkeiten, vorzugsweise mehrwertige Alkohole, enthält.
3. Verwendung einer Korrosionsinhibitoren enthaltenden wässerigen Lösung nach Anspruch 1 oder 2, die ein Glycol, vorzugsweise Äthylenglycol, enthält.
4. Verwendung einer Korrosionsinhibitoren enthaltenden wässerigen Lösung nach Anspruch 1 bis 3, der eine praktisch gesättigte Lösung von Natriumnitrit und Natriumcarbonat in einem Verhältnis von Natriumnitrit zu Natriumcarbonat von etwa 3:1 bis etwa 1:1 beigegeben ist.
5. Verwendung einer Korrosionsinhibitoren enthaltenden wässerigen Lösung nach Anspruch 1 bis 4, die als Dampfphaseninhibitor Morpholin oder Dichan enthält.
6. Verwendung einer Korrosionsinhibitoren enthaltenden wässerigen Lösung nach Anspruch 1 bis 5, die etwa 250/0 Athylenglycol, etwa 5 °/o einer gesättigten Natriumnitrit-Natriumcarbonat-Lösung und bis etwa 0,10/o Morpholin oder Dichan enthält. ~~~~~~~~ In Betracht gezogene Druckschriften: Zeitschrift »Chemiker-Zeitung, Chemische Apparasur«, 1962, Nr. 2, S. 50; Zeitschrift »Industrial and Engineering Chemistry«, 1954, S. 2594.