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Erosionskorrosion
Schlagworte:
Deckschichtzerstörung, Einphasenströmung, Erosionskorrosion, Mehrphasenströmung, Strömungsgeschwindigkeit, kritisch
Erscheinungsform:
Erosionskorrosion führt zu einem Materialabtrag in schnell strömenden Flüssigkeiten. In der Metalloberfläche entstehen furchenartige, glatte Vertiefungen in Strömungsrichtung. Die Vertiefungen können auch hufeisenförmig sein oder sich verbreitern und eine dreieckige Gestalt annehmen.
Mechanismus:
Unter Erosionskorrosion wird das Zusammenwirken von mechanischem Oberflächenabtrag (Erosion) und Korrosion verstanden, wobei die Korrosion durch Zerstörung von Schutzschichten (Passivschichten) als Folge der Erosion ausgelöst wird. Sie kann dann als anodischer Prozess der Metallauflösung betrachtet werden.
Im Allgemeinen wird angenommen, dass durch Wandschubspannungen Deck- oder Passivschichten auf den Metalloberflächen zerstört werden. Das Medium greift dann die Oberfläche verstärkt an, und es kommt zu einem Wechselspiel zwischen Zerstörungs- und Ausheilvorgängen, wobei die Geschwindigkeit der Deckschichtausheilung für die Beständigkeit des jeweiligen Systems Werkstoff/Medium maßgebend ist.
Einflussgrößen:
Erosionskorrosion tritt erst oberhalb einer kritischen Strömungsgeschwindigkeit auf. Maßgebend ist der Geschwindigkeitsgradient an der Oberfläche. Diese kritische Strömungsgeschwindigkeit ist abhängig vom Werkstoff und vom Medium, wobei der Werkstoff eine maßgebende Rolle spielt. In Bereichen mit gestörter Strömung (Turbulenzen) kann Erosionskorrosion auch örtlich begrenzt auftreten. Dies kann bereits im Bereich einer durchhängenden Schweißnahtwurzel der Fall sein.
Mehrphasenströmungen (Feststoffe oder Gasblasen in Flüssigkeiten, Tropfenschlag) können die Beanspruchung erheblich verstärken.
Konstruktive und fertigungstechnische Maßnahmen:
Folgende Schutzmaßnahmen können - auch miteinander kombiniert - angewendet werden:
a) Auswahl eines beständigeren Werkstoffs
b) Vermindern der Strömungsgeschwindigkeit, z. B. durch Wahl größerer Strömungsquerschnitte
Hinweis:
Bei sehr geringen Strömungsgeschwindigkeiten (einige cm/s) kann die Korro%sionsrate durch Stillstandkorrosion wieder ansteigen. Wenn sich in mangelhaft durchströmten Teilen beispielsweise Ablagerungen bilden, so erhöht sich in solchen Bereichen die Neigung zur Korrosion.
a) Erhöhung von Krümmungsradien in Rohrleitungsbogen
b) Vermeidung der direkten Wandanströmung in Apparaten, z. B. durch Einsatz von Prallblechen
c) Vermeiden von plötzlichen Querschnittsübergängen (Schweißnahtüberhöhungen oder Wurzeldurchhängen)
d) Vermeiden von gestörten Strömungen (hydraulische Maßnahmen),
Vermeidung von Turbulenzen
e) Schutz der Oberfläche durch Beschichtungen und Überzüge
Häufige Schäden:
Häufig führen zu hohe Strömungsgeschwindigkeiten zu Schäden, z. B. zur lokalen Zerstörung von Rohrböden und Rohrwänden in Rohrbündelwärmeaustauschern oder an Rohrkrümmern.
Die ungünstige Gestaltung von Einlaufstrecken, Eintrittskanten u. a. kann zur Zerstörung von Laufrädern oder Leitapparaten in Pumpen führen.
Deckschichtzerstörung, Einphasenströmung, Erosionskorrosion, Mehrphasenströmung, Strömungsgeschwindigkeit, kritisch
Erscheinungsform:
Erosionskorrosion führt zu einem Materialabtrag in schnell strömenden Flüssigkeiten. In der Metalloberfläche entstehen furchenartige, glatte Vertiefungen in Strömungsrichtung. Die Vertiefungen können auch hufeisenförmig sein oder sich verbreitern und eine dreieckige Gestalt annehmen.
Mechanismus:
Unter Erosionskorrosion wird das Zusammenwirken von mechanischem Oberflächenabtrag (Erosion) und Korrosion verstanden, wobei die Korrosion durch Zerstörung von Schutzschichten (Passivschichten) als Folge der Erosion ausgelöst wird. Sie kann dann als anodischer Prozess der Metallauflösung betrachtet werden.
Im Allgemeinen wird angenommen, dass durch Wandschubspannungen Deck- oder Passivschichten auf den Metalloberflächen zerstört werden. Das Medium greift dann die Oberfläche verstärkt an, und es kommt zu einem Wechselspiel zwischen Zerstörungs- und Ausheilvorgängen, wobei die Geschwindigkeit der Deckschichtausheilung für die Beständigkeit des jeweiligen Systems Werkstoff/Medium maßgebend ist.
Einflussgrößen:
Erosionskorrosion tritt erst oberhalb einer kritischen Strömungsgeschwindigkeit auf. Maßgebend ist der Geschwindigkeitsgradient an der Oberfläche. Diese kritische Strömungsgeschwindigkeit ist abhängig vom Werkstoff und vom Medium, wobei der Werkstoff eine maßgebende Rolle spielt. In Bereichen mit gestörter Strömung (Turbulenzen) kann Erosionskorrosion auch örtlich begrenzt auftreten. Dies kann bereits im Bereich einer durchhängenden Schweißnahtwurzel der Fall sein.
Mehrphasenströmungen (Feststoffe oder Gasblasen in Flüssigkeiten, Tropfenschlag) können die Beanspruchung erheblich verstärken.
Konstruktive und fertigungstechnische Maßnahmen:
Folgende Schutzmaßnahmen können - auch miteinander kombiniert - angewendet werden:
a) Auswahl eines beständigeren Werkstoffs
b) Vermindern der Strömungsgeschwindigkeit, z. B. durch Wahl größerer Strömungsquerschnitte
Hinweis:
Bei sehr geringen Strömungsgeschwindigkeiten (einige cm/s) kann die Korro%sionsrate durch Stillstandkorrosion wieder ansteigen. Wenn sich in mangelhaft durchströmten Teilen beispielsweise Ablagerungen bilden, so erhöht sich in solchen Bereichen die Neigung zur Korrosion.
a) Erhöhung von Krümmungsradien in Rohrleitungsbogen
b) Vermeidung der direkten Wandanströmung in Apparaten, z. B. durch Einsatz von Prallblechen
c) Vermeiden von plötzlichen Querschnittsübergängen (Schweißnahtüberhöhungen oder Wurzeldurchhängen)
d) Vermeiden von gestörten Strömungen (hydraulische Maßnahmen),
Vermeidung von Turbulenzen
e) Schutz der Oberfläche durch Beschichtungen und Überzüge
Häufige Schäden:
Häufig führen zu hohe Strömungsgeschwindigkeiten zu Schäden, z. B. zur lokalen Zerstörung von Rohrböden und Rohrwänden in Rohrbündelwärmeaustauschern oder an Rohrkrümmern.
Die ungünstige Gestaltung von Einlaufstrecken, Eintrittskanten u. a. kann zur Zerstörung von Laufrädern oder Leitapparaten in Pumpen führen.