Wenn ein Bauteil in einer Anlage kaputt geht, kann es teuer werden: Unmittelbare Folgeschäden und Anlagenstillstände führen schnell zu hohen Schadenssummen. Umso wichtiger, die Ursache zu finden und so sicherzustellen, dass ein solcher Fall nicht erneut auftritt.

Im konkreten Fall fiel in einem großen Unternehmen ein Pumpenlaufrad aus. Das Laufrad zeigte deutliche Korrosionsschäden und Verschleißspuren.

Die Schadensanalyse erforderte einige Detektivarbeit: Bekannt ist, dass das Pumpenlaufrad mit 50%iger Schwefelsäure als Arbeitsmedium bei einer Temperatur von 100 °C in Kontakt kam. Ob diese Betriebsbedingungen zur Zerstörung des Werkstoffs geführt haben können, lässt sich mit einer Detailsuche in der DECHEMA-Werkstoff-Tabelle schnell überprüfen.

Die Eingabe der Suchbegriffe "Hastelloy und Schwefelsäure" liefert 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. Es zeigt, dass der Werkstoff Hastelloy B unter den gegebenen Arbeitsbedingungen mit einer jährlichen Abtragsrate von 0,13 mm/a für die Anwendung geeignet sein sollte. 

 

 

 

 

Die Abbildung aus dem Kapitel A 29 Nickel-Chrom-Molybdänlegierungen bestätigt dies; sie zeigt die Abtragungsraten (mm/a) verschiedener Hastelloy-Legierungen in Schwefelsäure verschiedener Konzentration und Temperaturen. Demnach ist Hastelloy B unter den gewählten Arbeitsbedingungen stabil (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. 

Ist dies vielleicht die entscheidende Spur, um den Schadensfall aufzuklären? Weitere Recherchen zu Hastelloy-Legierungen liefern folgende Tabelle. Sie zeigt Abtragungsraten für Nickellegierungen in Schwefelsäure unterschiedlicher Temperatur und Konzentration. 

Wie schon aus dem Isokorrosionsdiagramm von Hastelloy B 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 - der Werkstoff ist für den Einsatz unter den gegebenen Bedingungen nicht geeignet.

Abschließend wird noch das Isokorrosionsdiagramm von Hastelloy C betrachtet. Auch bestätigt sich die unzureichende Beständigkeit dieser Legierung unter den gegebenen Bedingungen. Die Abtragsrate liegt bei mehr als 1,00 mm/a - das lässt eine Verwendung dieses Werkstoffes unter den Arbeitsbedingungen nicht zu. 

Handelt es sich also gar nicht um eine falsche Werkstoffauswahl, sondern um einen Fehler beim Hersteller? Auf Nachfrage räumt der Lieferant des zerstörten Pumpenrades ein, dass nicht das bestellte Pumpenrad aus Hastelloy B, sondern eines aus Hastelloy C geliefert wurde.

Dank der Recherche mit der DECHEMA-Werkstoff-Tabelle konnte so nicht nur die Schadensursache ermittelt, sondern auch die Verantwortlichkeit geklärt werden. Und das nächste Pumpenlaufrad wird seinen Dienst hoffentlich zuverlässig über einen langen Zeitraum erfüllen.

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