Die richtige Werkstoffauswahl
macht den Unterschied
Edelstähle werden in unzähligen Anwendungen und industriellen Bereichen benötigt. Variantenreich sind die möglichen Einsätze dieser Werkstoffe in wichtigen Sektoren wie Rohstoffgewinnung, Pharma, Chemie, Anlagenbau, Öl und Gas, Offshore-Anwendungen usw. Entsprechend breit gefächert ist Mankenbergs Produktpalette an flexiblen Standardventilen oder projektbezogenen Sonderarmaturen. Die Betriebsbedingungen beim Kunden erfordern teilweise hochreine Oberflächen des Ventils, bei anderen Armaturen müssen die Voraussetzungen für die Durchströmung mit schmutzigen oder hochkorrosiven Medien erfüllt werden. Die jeweils optimale Lösung wird in enger Absprache mit unseren Ingenieuren, Technikern und Kaufleuten sorgfältig ausgewählt. Eine spezielle Herausforderung ist die Auswahl des richtigen Werkstoffs bei Anwendungen mit chemisch-technischen Prozessen, bei denen ätzende bzw. korrosive Fluide zur Anwendung kommen. Gleiches gilt für den maritimen Bereich oder bei salzhaltigen Flüssigkeiten, hier spricht man im Allgemeinen von Seewasserbeständigkeit. Dies erfordert besondere Sorgfalt und Klärung aller technischen und chemischen Details, um die Beanspruchungsverhältnisse des Materials und die Wechselwirkung mit dem Medium und den Umweltbedingungen richtig einzuschätzen. Edelstähle, also nichtrostende Stähle, erhalten ihre Korrosionsbeständigkeit durch die Bildung einer so genannten Passivschicht auf der Oberfläche. Bei dieser Schicht handelt es sich um eine chromreiche Metalloxid- bzw. Metalloxidhydratschicht, die den direkten Kontakt des Metalls mit dem angreifenden Medium verhindert. Selbst bei kleineren Verletzungen bildet sich meist selbständig eine neue Schicht an der betreffenden Stelle. Ist dies nicht der Fall, z. B. bei fehlendem Sauerstoff, kann es u.a. zu Lochfraß- oder Spaltkorrosion kommen. Edelstähle haben einen Masseanteil des Elements Chrom von mind. 12 % und des Elements Kohlenstoff von möglichst nicht mehr als 0,12 %. Der Anteil des Legierungselements Chrom ist also entscheidend für die Korrosionsbeständigkeit des Edelstahls. Wenn der Stahl weitere Legierungselemente wie Molybdän enthält, erhöht sich die Beständigkeit des Materials auch bei hoch aggressiven Einsatzbedingungen.
Die passende Armatur aus dem richtigen Material für Ihre Applikation:
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Edelstahl und seine Korrosionsbeständigkeit
Allgemeine Korrosion
- Die Passivschicht wird vollständig zerstört
- Diese Korrosionsart ist abhängig von der Beschaffenheit des Fluids
- Kann durch optimale Auswahl des Materials in Bezug auf das Medium vermieden werden
Lochfraßkorrosion
- Kann durch die Auswahl von molybdänhaltigen Stahlqualitäten vermieden werden
Spaltkorrosion
- Entsteht in einem konstruktionsbedingten geschlossenen Hohlraum des Gerätes und in chloridhaltiger Umgebung
- Kann durch Vermeidung von geschlossenen Hohlräumen schon bei der Konstruktion vermieden werden
Korrosion durch Verunreinigung
- Entsteht durch eisenhaltige Ablagerungen und verursacht eine Verunreinigung
Interkristalline Korrosion
- Verbreitet sich von den Korngrenzen aus in hitzesensibilisierten Bereichen
- Chromverarmung tritt auf und setzt die passivierende Wirkung außer Kraft
- Kann durch die Auswahl von Stahlqualitäten mit niedrigem Kohlenstoffgehalt vermieden werden
Spannungsrisskorrosion
- Entsteht in chloridhaltiger Umgebung, wenn die Ausrüstung z.B. einer Spannungsbeanspruchung ausgesetzt ist
- Kann durch die Auswahl eines geeigneten Edelstahls vermieden werden
- Trans- oder interkristalliner Rissverlauf an sensibilisierten Gefügen
Verhalten von korrosionsbeständigem Edelstahl 1.4529 / 1.4547
Sehr gute Korrosionsbeständigkeit durch erhöhten Chrom- und Molybdänanteil
Lochfraßkorrosion ist eine spezielle Korrosionsart in Medien, die Chloridionen enthalten. Wird die schützende Passivschicht des Edelstahls durch kleinere Verletzungen durchbrochen, kommt es zu einem lokalen Korrosionsangriff. Es bilden sich Grübchen oder Löcher, die häufig nur nadelstichartig klein sind. Bei anhaltender Belastung vergrößern sich diese jedoch.
Spaltkorrosion findet sich in bereits vorhandenen Spalten oder Aussparungen, die oft konstruktiv bedingt sind. Die Passivschicht des Edelstahls kann sich gar nicht erst bilden, und aggressive Medien wie Salzwasser beschleunigen den Korrosionsvorgang. Fehlt dann noch der für die Bildung der Passivschicht notwendige Sauerstoff, kann es zu schwerwiegender Spaltkorrosion kommen.
Verwendete korrosionsbeständige Metalle
Je höher die Wirksumme, desto beständiger gegen Spalt- und Lochfraßkorrosion | Legierungen mit einer Wirksumme > 33 gelten als seewasserbeständig | Hastelloy® C-4 und Titan gelten als hochbeständig gegenüber Seewasser | Wirksumme (PREN) von Edelstählen = %Cr + 3,3*%Mo + 16*%N | mit wachsendem Salzgehalt und / oder steigender Temperatur wird eine höhere Wirksumme benötigt
Verwendete Dichtungswerkstoffe
