Die Auswahl der richtigen Werkstoffe für den Einsatz in wässrigen Umgebungen kann eine Herausforderung darstellen, aber Hochleistungs-Nickellegierungen sind für diese Aufgabe gut gerüstet. Wässrige Systeme, insbesondere solche, die Meerwasser nutzen, weisen zahlreiche Faktoren auf, die die Materialeignung beeinflussen. Diese Systeme sind integraler Bestandteil verschiedener Branchen, darunter die Offshore-Öl- und Gasförderung, die Schifffahrt, die Entsalzung und bestimmte industrielle Prozesse. Viele dieser Anwendungen sind auf Meerwasser zur Kühlung angewiesen, was eine entscheidende Rolle für ihren Betrieb spielt. Bei der Auswahl geeigneter Materialien für jede Komponente eines wässrigen Systems müssen Korrosionsbeständigkeit und Kostenaspekte in Einklang gebracht werden. Mehrere Nickellegierungen sind für wässrige Umgebungen konzipiert und bieten effektive Lösungen. Es ist jedoch wichtig, zunächst die Faktoren zu verstehen, die sich auf die Materialauswahl auswirken.
Wichtige Überlegungen bei der Materialauswahl
Korrosion ist ein Hauptanliegen bei der Auswahl von Materialien. Die Korrosion kritischer Komponenten kann im Laufe der Zeit zu Systemausfällen führen. Wässrige Umgebungen, insbesondere solche, die Meerwasser enthalten, sind für die meisten Metalle und Legierungen stark korrosiv. Wässrige Korrosion leitet die Oxidation ein und bildet einen schützenden Oxidfilm. Materialien, die eine dichte, stabile Oxidschicht entwickeln, sind besser vor weiterer Korrosion geschützt. Im Gegensatz dazu sind schuppige Oxidschichten, wie Rost, anfälliger für Durchdringungen. Aggressive Substanzen wie Salzsäure können jedoch selbst robuste Schutzschichten beeinträchtigen, was zu tieferen Korrosions- und strukturellen Integritätsproblemen führt. Während verschiedene Schutzmaßnahmen wie Beschichtungen oder Farben die Korrosion abschwächen können, ist es am besten, mit einer Metalllegierung zu beginnen, die von Natur aus resistent gegen Meerwasser und andere wässrige Bedingungen ist. Neben der Korrosionsbeständigkeit müssen die Werkstoffe auch der Spannungsrisskorrosion standhalten, insbesondere in raueren wässrigen Umgebungen. Zu den weiteren Faktoren, die sich auf die Materialauswahl auswirken, gehört die Flüssigkeitsgeschwindigkeit, die die Dimensionierung von Rohren und Ventilen beeinflusst und die Projektkosten in die Höhe treibt. Höhere Flüssigkeitsgeschwindigkeiten können den Druck erhöhen und die Korrosion beschleunigen. Umgekehrt können größere Durchmesser den Druck verringern, aber auch die Kosten erhöhen und mehr Sauerstoff in das System lassen, was das Korrosionsrisiko erhöhen kann. Einige Materialien können auch anfällig für Spaltkorrosion und Lochfraß sein, was sich auf ihre Langlebigkeit und Integrität auswirkt.
Die Betriebstemperatur ist ein weiterer Aspekt in wässrigen Umgebungen. Bei der Öl- und Gasförderung beispielsweise können Materialien hohen Temperaturen ausgesetzt sein, die Korrosionsprobleme verschlimmern können. Meerwasser führt zu zusätzlichen Komplexitäten, da es nicht nur Wasser, sondern auch anorganische Salze, organische Stoffe und gelöste Gase enthält. Diese Elemente sind entscheidend bei der Materialauswahl für Offshore-Öl- und Gasanwendungen und die Schifffahrt. Als Konstrukteur, der mit der Auswahl von Materialien für diese anspruchsvollen Bedingungen beauftragt ist, müssen Sie die Flüssigkeitsgeschwindigkeit, die Belüftung, die Betriebstemperatur, den Wasserdruck und die lokale Meeresumwelt berücksichtigen, einschließlich potenzieller Verschmutzung der Meere und der Arten der vorhandenen Organismen.
Geeignete Nickellegierungen
Glücklicherweise sind mehrere Hochleistungs-Nickellegierungen so konzipiert, dass sie sich unter schwierigen wässrigen Bedingungen auszeichnen, von denen viele bei Corrotherm erhältlich sind.
INCONEL Alloy 625ist eine vielseitige Option für verschiedene industrielle Anwendungen, einschließlich der Verwendung in Meerwasser. Es ist besonders widerstandsfähig gegen Lochfraß, Spaltkorrosion und Chloridionen-Spannungsrisskorrosion – häufige Probleme in Meerwassersystemen. Seine hohe Korrosionsermüdungsfestigkeit und Zugfestigkeit ermöglichen es ihm, extremen Drücken standzuhalten. Infolgedessen wird INCONEL 625 in der Schifffahrtsindustrie häufig eingesetzt, unter anderem für Propellerblätter, Antriebsmotoren, Sauergaspipelines und Meerwasserwärmetauscher.
INCONEL Alloy C-276ist eine weitere ausgezeichnete Wahl für wässrige Umgebungen. Diese Nickel-Chrom-Molybdän-Legierung wird in verschiedenen chemischen Prozessen mit Meerwasser oder Sole sowie in Gasbohrlochkopfflüssigkeiten und Abfallbehandlungsanlagen eingesetzt. Es bietet eine außergewöhnliche Beständigkeit gegen Meerwasser, insbesondere unter Spaltenbedingungen.
INCONEL Alloy 22 wird zwar manchmal übersehen, ist aber ein starker Kandidat für bestimmte wässrige Anwendungen. Seine Nickel-Eisen-Chrom-Zusammensetzung sorgt für eine hohe Festigkeit und eine gute Korrosionsbeständigkeit, wodurch es für den Einsatz in der Schifffahrt geeignet ist. Insbesondere schneidet es im Vergleich zu vielen anderen Nickellegierungen bei erhöhten Temperaturen gut ab.
MONEL Alloy 400wird aufgrund seiner Beständigkeit gegen schnell fließendes Meerwasser auch in der Schifffahrt eingesetzt. Als kostengünstigeres Material trägt es dazu bei, die Gesamtprojektkosten niedrig zu halten, und wird für die Wellenschutzummantelung von Plattformsteigleitungen und Stahlmastbeinen auf Offshore-Bohrinseln sowie für Lagertanks mit Benzin oder Trinkwasser verwendet.
