Wenn ein Schaden eingetreten ist, genügt es nicht, das betroffene Bauteil zu tauschen. Genauso wichtig ist die Fehleranalyse. Dabei kann die DECHEMA-Werkstoff-Tabelle wertvolle Dienste leisten.
In der folgenden Fallstudie wird mithilfe der DECHEMA-Werkstoff-Tabelle eine Schadensanalyse durchgeführt: Warum wurde ein Pumpenlaufrad aus Hastelloy® B-Guss im Anlagenbetrieb zerstört?
Bekannt ist, dass das Pumpenlaufrad in Kontakt kam mit 50%iger Schwefelsäure als Arbeitsmedium bei einer Temperatur von 100 °C. Um die Zerstörung des eingesetzten Werkstoffs unter den gewählten Betriebsbedingungen zu verstehen, wird die Detailsuche der DECHEMA-Werkstoff-Tabelle verwendet. Nach Eingabe der Suchbegriffe‚ Hastelloy und Schwefelsäure‘ erhält man verschiedene Suchergebnisse. Zuerst wird das Kapitel A 31 Nickel-Molybdän-Legierungen des angreifenden Mediums ‚Schwefelsäure‘ durchsucht.
Das erste verwendbare Ergebnis ist das Isokorrosionsdiagramm von Hastelloy B in Schwefelsäure bei unterschiedlichen Temperaturen (s. Abbildung 1). Es zeigt sich, dass der Werkstoff Hastelloy B unter den gegebenen Arbeitsbedingungen mit einer jährlichen Abtragsrate von 0,13 mm/a für die Anwendung geeignet sein sollte.
Diese Information wird auch durch die Abbildung 2 aus dem Kapitel A 29 Nickel-Chrom-Molybdänlegierungen der Schwefelsäure bestätigt. Die Abbildung zeigt die Abtragungsraten (mm/a) verschiedener Hastelloy-Legierungen in Schwefelsäure verschiedener Konzentration und Temperaturen. Auch hier zeigt sich, dass Hastelloy B unter den gewählten Arbeitsbedingungen stabil ist (Abtrag < 0,1 mm/a). Allerdings gibt es einige andere Legierungen des Hastelloy-Typs (z. B. Hastelloy C und Hastelloy F), die aufgrund zu hoher Abtragsraten unter den gewählten Arbeitsbedingungen nicht oder nur bedingt geeignet sind.
Bei der gewählten Schwefelsäurekonzentration von 50 % gibt der Bereich bis zur unteren roten Linie (Abtrag < 0,1 mm/a) den Bereich der Beständigkeit an, der Bereich bis zur oberen roten Linie (Abtrag 1,0 mm/a) den Bereich der mäßigen Beständigkeit. Bei einem Abtrag von mehr als 1,0 mm/a ist die Legierung nicht mehr für eine Anwendung geeignet.
Die Recherche wird fortgeführt, um weitere Informationen zu Hastelloy-Legierungen zu erhalten. Die Tabelle 1 liefert dazu Abtragungsraten für Nickellegierungen in Schwefelsäure unterschiedlicher Temperatur und Konzentration.
Wie schon aus dem Isokorrosionsdiagramm von Hastelloy B (Abbildung 1) ersichtlich, zeigt sich auch bei den Daten der Tabelle, dass diese Legierung unter den gegebenen Bedingungen einen geringen Abtrag (0,05 mm/a) besitzt und somit für die Anwendung geeignet ist. Im Gegensatz dazu zeigt Hastelloy C einen Abtrag von 2,95 mm/a und ist somit nicht für den Einsatz unter den gegebenen Bedingungen geeignet. Abschließend wird noch das Isokorrosionsdiagramm von Hastelloy C betrachtet (Abbildung 3). Auch hier wird die unzureichende Beständigkeit dieser Legierung unter den gegebenen Bedingungen bestätigt. Es wird eine Abtragsrate von mehr als 1,00 mm/a ermittelt, die eine Verwendung dieses Werkstoffes unter den Arbeitsbedingungen nicht zulässt.
Auf Nachfrage bei dem Lieferanten des zerstörten Pumpenrades wurde die Information erhalten, dass nicht das bestellte Pumpenrad aus Hastelloy B, sondern eines aus Hastelloy C geliefert wurde. Somit konnte mit den Informationen der DECHEMA-Werkstoff-Tabelle nachgewiesen werden, dass der Korrosionsschaden an dem Bauteil auf einen nicht geeigneten Werkstoff, Hastelloy C statt Hastelloy B, zurückgeführt werden kann.
