Was sind Deckdichtungen?

May 30, 2023

Öltankschiffe sind für den Transport erdölbasierter Stoffe in flüssiger Form vorgesehen. In diesen Schiffstanks besteht die Tendenz, dass sich oberhalb des Niveaus der flüssigen Ladung gasförmiger Dampf bildet. Selbst nach dem Entladen der Ladung bleiben diese Gase zurück, wenn die Tanks leer sind, und stellen oft eine gefährliche Situation dar.

Diese gasförmigen Bestandteile, die reich an Sauerstoff sind, sind von Natur aus leicht entzündlich und explosiv und erhöhen oft die Gefahr einer Verbrennung, die äußerst gefährlich sein kann.

Gemäß den behördlichen Richtlinien sollten daher alle Tanker mit einem Inertgassystem (IGT) ausgestattet sein, das dieses Risiko drastisch reduziert.

Inertgase, auch Edelgase genannt, sind nicht reaktive oder vernachlässigbar reaktive Gase, die keine Verbrennungs- oder Oxidationseigenschaften aufweisen.

Mit anderen Worten: Diese Gase reagieren nicht und verursachen keinen Brand. Ideale Inertgase sind Helium, Neon, Argon, Krypton usw. Darüber hinaus werden auch Gase mit niedrigem Sauerstoffgehalt und Gase ohne Verbrennungsfähigkeit als Inertgase eingestuft, da bei ihnen die Gefahr einer Explosion oder eines Brandes vernachlässigbar gering ist.

Ein Inertgassystem basiert auf dem Konzept, Inertgase durch eine umfangreiche Rohrleitungsanordnung kräftig in die Tankräume zu blasen, um die Konzentration des darin eingeschlossenen brennbaren Sauerstoffs zu verringern und sie weniger reaktiv auf Verbrennungen zu machen. Im Wesentlichen entsteht durch das Einpumpen von Inertgasen in den Tank eine Mischung aus Inertgasen und Öldämpfen, die weitaus weniger reaktiv ist.

Damit ein Gas gemäß den SOLAS-Anforderungen an Bord eines Schiffes als Inertgas gilt, sollte es in der Praxis einen maximalen Sauerstoffgehalt von 8 Vol.-% aufweisen.

Darüber hinaus sollte das resultierende Gasgemisch im ungünstigsten Fall eine maximale Sauerstoffkonzentration von 10 % aufweisen. In der Praxis gilt jede Konzentration von mehr als 11–12 % als schädlich und explosiv.

Außerdem darf die Menge an Inertgasen, die in den Tankräumen zugeführt werden soll, nicht unbegrenzt sein oder im Übermaß erfolgen, nur um das Risiko einer Entzündung zu verringern. Denn ein übermäßiger Druckaufbau kann auch negative Auswirkungen haben und zu Tankplatzern, Strukturversagen und anderen Schadensarten führen.

Aus praktischen Gründen kann bei einem vollständig gefüllten Öltank mit etwas Abstand über dem Flüssigkeitsspiegel ein maximaler Spielraum von 5 % des Inertgasgehalts berücksichtigt werden. Je nach Füllmenge der Tanks kann es natürlich auch mehr sein.

Die Hauptquellen dieser Inertgasversorgung sind:

Eine Decksdichtung ist wie ein vorbeugendes System oder ein Stoppermechanismus, der den Rückfluss des Inertgas- und Öldampfgemisches zu seinen Quellen verhindert.

Nun wird, wie wir oben wissen, Inertgas aus den angegebenen Quellen erzeugt und zugeführt. Da sich alle diese Mechanismen oder Systeme aufgrund ihres Zwecks und ihrer Energieanforderungen in der Nähe oder in der Nähe von Motor- und Maschinenräumen befinden, ist jeder Rückfluss brennbarer Substanzen in Form von Inertgas- und Dampfgemischen äußerst riskant und brennbar.

An diesem Punkt könnte sich die Frage stellen: Wie stellen Gase mit einer Sauerstoffkonzentration von weniger als 10 % ein potenzielles Risiko dar? Die Antwort liegt in der Tatsache, dass eine Sauerstoffkonzentration von 8–10 % in Gebieten mit hohem Hitzeindex und hoher elektrischer Aktivität immer noch sehr wichtig ist. Im Gegensatz zu idealen Inertgasen wie Helium oder Neon ist die Konzentration dieser Abgase nicht annähernd Null. Daher sind diese Gemische schwer oder mäßig brennbar, aber nicht völlig unbrennbar!

Die Maschinenräume und alle Arten von Bereichen im Bereich der Maschinenräume weisen eine höhere Temperatur, mehrere Zündquellen, Stromleitungen und ein Netzwerk von Geräten und Systemen im Dauerbetrieb auf.

Im Falle jeglicher Art von Leckage oder der Ansammlung konzentrierter und brennbarer Gase und auch bei ständiger Einwirkung einer risikoreichen Umgebung über einen längeren Zeitraum vervielfachen sich die Risiken um ein Vielfaches. Daher sollte mit aller Sorgfalt darauf geachtet werden, dass jegliche Form von Gasen aus den Frachträumen nicht über dasselbe Netzwerk zu ihren Quellen zurückgeführt oder in gefährliche Umgebungen freigesetzt wird.

Die IGT-Systeme verfügen in der Regel über Ventile (Rückschlagventile) in ihren Versorgungsleitungen. Aber oft sind Ventile nicht 100 % zuverlässig, und im Falle eines Ausfalls oder einer Leckage tritt das Risiko erneut ins Spiel.

Somit gewährleisten Decksdichtungen Schutz vor dem riskanten Rückfluss oder Rückfluss von Inertgas- und Öldampfgemischen und fungieren als zuverlässige sekundäre Sicherheitsbarriere.

Nassventil: Dies ist die am häufigsten verwendete Art von Deckdichtungsmechanismus. Dies basiert auf der Physik der Druckdifferenzen. Über die Einlassleitung strömen die Gase in einen teilweise mit Wasser gefüllten Behälter und über einen Auslass für die Gase zum Hauptdeck oder zum Tank. Wenn nun der positive oder stromaufwärtige Druck der Gase größer ist als der hydraulische Druck der Wassersäule, gibt es kein Problem.

Im umgekehrten Fall jedoch, wenn am Auslass ein höherer Druck oder ein daraus resultierender Unterdruck herrscht, neigen die Gase dazu, zurückzuströmen, und dann wirkt die Wassersäule als Barriere und verhindert den riskanten Rückfluss der Gase zur Einlassleitung.

Hier fungiert das Wasser im Wesentlichen als Polster oder Pfropfen gegen die Gase, indem es eine positive Druckdifferenz aufrechterhält. Dies ist auch kostengünstiger. Das Grundkonzept basiert auf einem Venturi-Meter. Zu den Nachteilen gehören Korrosionseffekte, geringere Durchflussraten von Inertgas durch die Leitungen aufgrund der Wasserbeschränkungen und häufig auch Wassertröpfchen und -partikel, die zusammen mit den Gasen durch die Leitungen strömen.

Halbtrockener Typ: Das Prinzip dieses zweiten Typs basiert auf der Ansaugung von Wasser, wann immer der Nettodruck der Kammer negativ wird; Das heißt, es besteht die Möglichkeit, dass Wasser durch die Rohrleitungen zum Quellweg zurückfließt. Die Grundlagen des Venturi-Meters bleiben jedoch dieselben. Bei dieser Konstruktion bleibt der Durchgang des Inertgases von der Quelle zu den Decksräumen und Tanks im Wesentlichen trocken und ohne Behinderung.

An diese Rohrleitung ist jedoch ein separates Fach angeschlossen, in dem sich Wasser befindet. Bei positiver Luftströmung, das heißt, wenn das Gas von der Quelle zu den Ladetanks strömt, bleibt das Wasser in der dafür vorgesehenen Kammer.

Im Falle eines Rückstaus oder einer Unterdruckdifferenz wird jedoch das Wasser aus dem Laderaum durch Saug- oder Unterdruckwirkung angesaugt bzw. angesaugt. Nun fungiert die Wassersäule, wie bei der Nassventildichtung, als Barriere und verhindert, dass Wasser zurückfließt. Der halbtrockene Dichtungstyp kann als Verbesserung gegenüber dem Nasstyp angesehen werden.

Trockentyp: Dies ist die fortschrittlichste Form des Deckdichtungsmechanismus. Es kombiniert das Prinzip der beiden oben genannten auf automatisierte Weise. Der Durchgang von Inertgasen durch die Leitungen bleibt größtenteils trocken. Und das Wasser wird separat in einem separaten angrenzenden Tank, dem sogenannten Vorratstank, gespeichert. Im Falle eines Unterdrucks oder eines Rückflusses werden Sensoren aktiviert, die dies erkennen. Diese wiederum aktivieren einen Freigabemechanismus in Form einer automatischen Ventilsteuerung zum Vorratstank, der Wasser in die Rohrleitungen abgibt.

Dieses Wasser fungiert wiederum als Barriere und verhindert den Rückfluss von Gasen zur Quelle. Alle Vorgänge zum Befüllen und Entleeren des Wassers werden durch automatisierte Ventile durchgeführt. Der einzige Nachteil dieses Systems besteht darin, dass wie bei allen anderen automatisierten Systemen ein Fehler dazu führen kann, dass das System nicht mehr funktioniert und das Risiko eines Gasrückflusses steigt. Daher erfordern diese Art von Dichtungen regelmäßige Wartung und Inspektionen. Sie werden üblicherweise in den meisten modernen Tankschiffen eingebaut.

Decksdichtungen werden normalerweise in bestimmten Abständen an unterbrochenen Stellen im Weg des Inertgas-Rohrleitungsnetzes angebracht. Sie erscheinen äußerlich wie ein geschlossener Zylinder oder ein Metallgehäuse, das sich über das Hauptdeckniveau erhebt und streng luft- und wasserdicht ist.

Sie verfügen über Ein- und Auslässe für die Rohrleitungen und werden häufig mithilfe von Drucküberwachungssystemen auf einem bestimmten Druck gehalten. Außerdem verfügen sie über Öffnungen bzw. kleine Mannlöcher für Reparatur- und Wartungsarbeiten. Alle Randkanten des versiegelten Behälters werden je nach Anforderung entweder dicht verschweißt oder verschraubt. Sie sind häufig vor korrosiven Einwirkungen sowie äußeren und inneren Einflüssen geschützt.

Da diese Ummantelungen für den Decksdichtungsraum aus struktureller Sicht zusätzliche Belastungen auf das Deck ausüben, werden sie vorzugsweise als Versteifungselemente unter dem Deck angebracht. Decksdichtungen werden in der Regel in späteren Bauphasen als Ausstattungs- oder Rohrleitungselemente eingebaut. Um Risiken zu vermeiden, werden sie bei den Öltankschiffen regelmäßig überprüft und gewartet.

Gemeinsame Komponenten des Deckdichtungssystems außer dem oben genannten Mechanismus sind:

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Subhodeep ist Absolvent der Marinearchitektur und Meerestechnik. Er interessiert sich für die Feinheiten von Meeresstrukturen und zielgerichteten Designaspekten und widmet sich dem Austausch und der Verbreitung gemeinsamen technischen Wissens in diesem Sektor, der gerade in diesem Moment einen Umschwung erfordert, um wieder zu altem Glanz zu erblühen.