Rauchgasseitige Korrosion (2021)

Inhalt:

Das Korrosionsverhalten auf der rauchgasberührten Außenoberfläche von Kesselrohren hängt im Wesentlichen von der chemischen Zusammensetzung des Rauchgases, der Rohrwandtemperatur und der mechanischen Beanspruchung des Rohres durch Rauchgaspartikel (Abrasion) sowie Beigewechselbeanspruchungen als Folge behinderter Wärmedehnung ab. Ganz entscheidend für den Materialabtrag ist es, ob sich eine geschlossene und gut haftende Oxidschicht auf der Rohroberfläche ausbilden kann. Anhand von Beispielen werden die Korrosionsvorgänge systematisch vorgestellt, die zur Beeinträchtigung dieser Schutzschichtausbildung und somit zum Materialverlust führen. 

Vortragsthemen:

(Ausführliche Beschreibung siehe Stundenplan)

  1. Allgemeine Grundlagen zur Hochtemperaturkorrosion
  2. Angriff chlorhaltiger Rauchgase in Müll- und Biomasseverbrennungsanlagen
  3. Taupunktunterschreitung
  4. Abrasionsbeanspruchung von beheizten Kesselrohren

Hotelempfehlungen:

Anmeldeformular:

Stundenplan

Tag 1

09:00 - 09:30
Begrüßung und Organisatorisches
09:30 - 10:30
Kapitel 1: Oxidationsverhalten und Hochtemperaturkorrosion
Im ersten Vortragsblock wird das Oxidations- und Korrosionsverhalten der typischen Kesselstähle unter den „normalen“ Bedingungen eines mit fossilen Brennstoffen befeuerten Kessels behandelt. Neben dem Brennstoff, der Feuerungsart, dem Kesseltyp und der thermischen Belastung der Heizfläche spielt natürlich auch der Kesselrohrwerkstoff hierfür eine entscheidende Rolle. Zusätzlich soll in diesem Kapitel auch auf das Hochtemperaturkorrosionsverhalten von austenitischen Chrom-Nickel-Stählen eingegangen werden. Die ansonsten bei Raumtemperatur korrosionsbeständigen austenitischen Chrom-Nickel-Stähle weisen unter den diskutierten rauchgasseitigen Bedingungen eine grundsätzlich gute bis sehr gute Korrosionsbeständigkeit auf. Dennoch kann unter bestimmten Bedingungen ein von den herkömmlichen ferritisch-martensitischen Kesselstählen abweichendes Verhalten bzw. eine, für diese Werkstoffgruppe ungewohnt hohe Abzehrungsrate beobachtet werden. Die Gründe hierfür und mögliche Abhilfemaßnahmen werden diskutiert.
10:30 - 11:00
Kaffeepause
11:00 - 12:30
Kapitel 2: Untersuchungsverfahren und Untersuchungsmethoden
Die Untersuchung der Korrosionsvorgänge beginnt unmittelbar vor Ort an den noch eingebauten Kesselrohren. Hier spielen neben einer visuellen Untersuchung (VT) insbesondere die zerstörungsfreie Ermittlung der Wanddicke mittels Ultraschall (UT) sowie eine gezielte Probenentnahme von Rohraußenbelägen die Hauptrolle. Tiefergehende Erkenntnisse ergeben sich natürlich aus einer detaillierten Laboruntersuchung herausgeschnittener Rohrabschnitte mithilfe von Licht- und Rasterelektronenkmikroskopie sowie weiteren analytischen Verfahren, wie z.B. der energiedispersiven Spektroskopie (EDS) und der Röntgendiffraktometrie (XRD). In diesem Kapitel sollen aber nicht nur die Untersuchungsverfahren, sondern auch die systematische Untersuchungsmethodik behandelt werden, die zur Ermittlung der Schadensursache(n) und letztendlich zur zukünftigen Schadensvermeidung beitragen soll.
12:30 - 13:30
Mittagspause
13:30 - 15:00
Kapitel 3: Korrosionsmechanismen bei Stein- und Braunkohlefeuerung
Sauerstoffmangelkorrosion / „Sulfidierung“ - Dieser Schadensmechanismus tritt auf, wenn unterstöchiometrische Verbrennungs¬zustände herrschen. Die Folge sind sehr starke Korrosionsraten, die an den Verdampferrohren charakteristische Abtragsmuster hervorrufen. Die typischen Schadensbilder werden vorgestellt und die zur Anwendung kommenden Untersuchungsmöglichkeiten diskutiert. „Tieftemperaturkorrosion“ - Hierbei handelt es sich im Wesentlich um den Korrosionsangriff durch einen wässrigen Elektrolyten, dessen Auftreten jedoch auf grundsätzlich unterschiedlichen Vorgängen beruht. Einerseits ist es die im Rauchgas enthaltende Feuchte, die am „kalten“ Ende im Bereich des Eco und LuVo unter bestimmten Umständen kondensieren und zu Korrosionsschäden führen können. Wesentlich seltener ist die Korrosion hygroskopisch wirkender Aschebeläge, die während der Stillstände mit der aufgenommenen Feuchte ebenfalls korrosiv wirkende Medien bilden können. „Zusatzbelastungen“ - In vielen Fällen sind nicht nur die rein chemischen (und thermischen) Randbedingungen für den Materialabtrag verantwortlich, sondern in deren Kombination auch die mechanischen Zusatzbelastungen, insbesondere Biege-wechselbeanspruchungen. Die oft sehr gut haftenden Oxidschichten führen dann zu einer ausgeprägten Querrissbildung. Die Abzehrungsrate wird deutlich erhöht. In ähnlicher Weise wirken auch abrasiv wirkende Partikel im Rauchgasstrom, deren stattgefundene Einwirkung teilweise nur durch eine metallografische Rohrproben-untersuchung nachgewiesen werden kann. „Salzschmelzenkorrosion“ - Häufig wird von einem Angriff beheizter Kesselrohre durch schmelzflüssige Phasen berichtet. Es werden einige ältere Literaturauswertungen vorgestellt, die sich kritisch mit den unterschiedlichen Theorien hierzu auseinander gesetzt haben.
15:00 - 15:30
Kaffeepause
15:30 - 17:00
Praktische Vorführungen
Ermittlung der Materialabzehrung - Die klassische zerstörungsfreie Methode der Wanddickenmessung ist die mittels Ultraschall. Die hierfür zu beachtenden Randbedingungen bei der Oberflächen¬vorbereitung und der Messung selbst werden vorgeführt. Diese Methode ist geeignet, wenn sich der Wanddickenverlust relativ gleichmäßig über den Umfang der feuerraumzugewandten bzw. rauchgasangeströmten Rohrhalbschale und über weite Bereiche entlang der Rohrlängsachse ergibt. Um jedoch im Falle einer sehr inhomogenen Materialabzehrung eine exakte Abbildung der Oberfläche einer korrodierten Oberfläche zu erhalten, bietet sich die auch die Anwendung der 3D-Scanner-Technologie an. Schliff- und Belagsanalyse - Insbesondere bei der Untersuchung von Hochtemperaturkorrosionsvorgängen ist es von entscheidender Bedeutung, sowohl die Verbindungen des Aschebelages als auch die, sich gebildeten Oxidations- und Korrosionsprodukte zu identifizieren. Hierzu stehen die klassischen Untersuchungsmethoden, wie z.B. die stereomikroskopische Untersuchung von Rohraußenbelägen, die licht- und raster¬elektronenmikroskopische Untersuchung von metallografischen Schliffen und die röntgenografische Untersuchung der Beläge zur Verfügung.
17:30 -
Get-Together / Erfahrungsaustauch
Im Anschluss besteht die Möglichkeit sich, mit den übrigen Seminarteilnehmern und dem gesamten StandZeit-Team über das Gelernte auszutauschen aber auch individuelle Probleme aus der eigenen Praxis zu diskutieren.

Tag 2

09:00 - 10:30
Kapitel 4.1: Korrosionsmechanismen in Müllverbrennungsanlagen
„Chlorkorrosion / chlorinduzierte aktive Oxidation“ - Bevorzugt in Anlagen, in denen schwefelarme und chlorreiche Brennstoffe verbrannt werden, wie z.B. Müllverbrennungs- und Biomasseanlagen treten unterschiedliche Korrosionsmechanismen auf. Die am häufigsten auftretende Korrosion ist die so genannte „chlorinduzierte aktive Oxidation“. Das Erscheinungsbild unterscheidet sich aufgrund der unterschiedlich hohen Rohrwandtemperaturen zwischen dem Angriff an Verdampferrohren und dem an Überhitzerrohren. „Tieftemperaturkorrosion“ - Vergleichbar zu den Vorgängen in Kraftwerken, die mit fossilen Brennstoffen befeuert werden, können auch in den Müllverbrennungsanlagen am kalten Ende des Rauchgasweges unter bestimmten Bedingungen wässrige und korrosiv wirkende Medien entstehen, die entsprechend der Brennstoffzusammensetzung neben Schwefelsäure bzw. schwefeliger Säure auch Salzsäure enthält.
10:30 - 11:00
Kaffeepause
11:00 - 12:30
Kapitel 4.1: Korrosionsmechanismen in Müllverbrennungsanlagen
„Zusatzbelastungen“ - Aufgrund der geringen Haftfestigkeit der rauchgasseitigen Oxidschichten neigen diese bei entsprechender mechanischer Belastung eher zum Abplatzen als zum Einreißen, wie dies bei fossilen Brennstoffen der Fall ist was aber ebenfalls zu einer zusätzlichen Wanddickenreduzierung führt. „Salzschmelzenkorrosion“ - Häufig wird von einem Angriff beheizter Kesselrohre durch schmelzflüssige Phasen berichtet. Anhand von Erfahrungen aus Müllverbrennungsanlagen sollen die Szenarien dargestellt werden, nach denen eine Salzschmelzenkorrosion unter diesen Bedingungen ablaufen kann.
12:30 - 13:30
Mittagspause
13:30 - 15:00
Kapitel 4.2: Abhilfemaßnahmen
Die am häufigsten angewendete Maßnahme gegen rauchgasseitigen Korrosions-angriff ist das Beschichten der Rohre mit einem korrosionsbeständigeren Werkstoff. Die am häufigsten durchgeführte Beschichtungsmaßnahme ist hierbei das Auftragsschweißen (Cladding) mit einer korrosionsbeständigen Metalllegierung (meist Ni-Basislegierung, z.B. Alloy 625). Aber auch die thermischen Spritzverfahren, wie Laser- und Plasmaspritzen mit und ohne einer thermischen Nachverdichtung werden behandelt. Weiterhin wird auch auf Betriebserfahrungen eingegangen, die mit alternativen Werkstoffkonzepten gemacht wurden.
15:00 - 15:30
Kaffeepause
15:30 - 17:00
Praktische Vorführungen
Ausgehend von Kesselrohren, die „normal“ aufgebaute Rohraußenbeläge aufweisen, werden auch Schadensbauteile vorgestellt und deren charakteristische Schadens-merkmale diskutieren. Die am häufigsten durchgeführte Beschichtungsmaßnahme ist das Auftragsschweißen (Cladding) mit einer korrosionsbeständigen Metalllegierung (meist Ni-Basislegierung, z.B. Alloy 625). Aber auch die thermischen Spritzverfahren, wie Laser- und Plasmaspritzen mit und ohne thermische Nachverdichtung werden behandelt. g werden behandelt.
17:00 -
Ende der Veranstaltung

Datum

Sep 22 - 23 2021

Uhrzeit

9:00 am - 5:00 pm

Kosten

€840.00

Veranstaltungsort

StandZeit GmbH
Gutenbergstraße 2, 48653 Coesfeld
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