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CHEMIE & PETROCHEMIE

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Experten-Interview: Dr. Helga Leonhard, TÜV SÜD Chemie Service GmbH

„Von Duplexstählen überzeugt“Wie können Anlagen sicher konstruiert werden? Welche Werkstoffe sind für welche Verfahren geeignet? Wodurch entsteht Korrosion? Fragen, die die TÜV SÜD Chemie Service GmbH für Kunden aus der chemischen Industrie beantwortet. Anlässlich der Achema 2012 spricht Edel-stahl Aktuell mit Dr. Helga Leonhard über den Einsatz rostfreier Stähle in chemischen Prozessen. Die Korrosi-onsexpertin ist seit 20 Jahren in der Werkstoffprüfung tätig.

EA: Was ist genau Ihre Aufgabe bei der TÜV SÜD Chemie Service GmbH?HL: Meine Aufgaben bein-halten die Beratung von An-wendern in der chemischen Industrie in allen Werkstoff-fragen, z.B. bei der Werk-stoffauslegung für Neuanla-gen und der Bearbeitung von Schadensfällen. Hier-bei kümmere ich mich ge-meinsam mit zwei Kollegen um die metallischen Werk-stoffe. Ein weiteres Arbeits-gebiet ist das Corrosion Mo-nitoring. Zu diesem Thema leite ich seit mehr als 15 Jahren einen GfKORR (Ge-sellschaft für Korrosions-schutz) Arbeitskreis. Die TÜV SÜD Chemie Service ist auch Mitglied der IGR (Inter-essengemeinschaft Regel-werke e.V.) und bildet hier Kompetenzzentrum Werk-stofftechnik.

EA: Seit wann sind Sie dort tätig?

HL: Ich bin Anfang 1992 in die Werkstofftechnik der Höchst AG eingetreten. Mein Schreibtisch ist seit-dem immer noch der glei-che und meine Aufgabenge-biete sind ähnlich, ich habe aber seit der Auflösung der Höchst AG einige Firmen „durchwandert“ (siehe Kas-ten).

EA: Was sind die häufigs-ten Korrosionsprobleme, mit denen Sie konfrontiert werden?HL: Gefühlt ist dieses die lo-kale Korrosion, verursacht durch Chlorideinwirkung. Obwohl natürlich seit lan-gem bekannt ist, dass rost-freie Stähle in chloridhalti-gen Umgebungen Probleme haben können, kommt es in der Praxis immer wieder zu Loch-, Spannungsriss- oder Spaltkorrosion.

EA: Was sind die Ursa-chen für diese Probleme?

HL: Die wichtigste Ursache ist, dass in der Praxis Bedin-gungen auftreten, die man bei der Werkstoffauslegung nicht genau vorhersehen konnte. In der Regel führen wir Korrosionsversuche mit den Betriebsmedien durch. Hierdurch sind die Werk-stoffgrenzen schon sehr ge-nau bekannt. Parallel dazu empfehlen wir, den Werk-stoff unter Praxisbedingun-gen als Korrosionsprobe auszulagern. Trotz aller Sorgfalt kann es während der Lebenszeit der An-lagenteile zu einer Verän-derung der Bedingungen kommen, die den Werkstoff an die Grenze seiner Be-ständigkeit bringen. Dieses können z.B. eine Erhöhung der Chloridbelastung, aber auch eine Veränderung des Mediums durch oxidierende Stoffe oder eine Tempera-turerhöhung sein.

EA: Werden die Werkstof-fe in der Praxis korrekt an-gewendet oder entstehen viele Probleme durch un-sachgemäße Verwen-dung? HL: Kein Anwender wird be-wusst einen Werkstoff falsch einsetzen. Trotzdem ist eine Qualitätskontrolle mit Werkstoffverwechs-lungsprüfung wichtig. In der Praxis sind es eher die Um-stände, die dazu führen, dass man an die Grenzen des Werkstoffes gehen muss. Zum Beispiel werden in Kleinanlagen im Techni-kumsmaßstab neuentwi-ckelte Produkte zunächst in geringen Mengen in vorhan-denen Behältern produziert, um ihre Eignung für den Mark zu prüfen. So kann es vorkommen, dass man die Grenze der Beständigkeit kurz überschreitet. Dieses macht man aber ganz be-wusst nur mit einer beglei-

tenden Überwachung durch Korrosionsproben und einer sorgfältigen Begutachtung der Anlagenteile durch uns nach der Korrosionsbelas-tung. Es ist schon vorge-kommen, dass man auf Pro-dukte verzichtete, da ihre Produktion zu starker Korro-sion in der vorhandenen An-lage geführt hätte.

EA: Wie haben sich allge-mein die Anforderungen an Edelstähle in den ver-gangenen Jahren verän-dert?HL: Die Tendenz geht dahin, dass man immer effizienter produzieren will. Eine höhe-re Ausbeute an Produkten bedeutet oft eine Erhöhung der Temperatur und des Druckes von vorhandenen Verfahren. Durch die verfah-renstechnische Optimierung treten oftmals höhere Anfor-derungen an die Werkstoffe auf. Verfahrensschritte, die vor 20 Jahren möglich und üblich waren, wie z.B. die Passivierung von Edelstäh-

len in reduzierenden Medi-en durch das Einblasen von Luft sind heute nicht mehr gewünscht. Dieser Tendenz muss man gegensteuern, indem man z.B. Edelstähle mit einem höheren Molyb-dängehalt benutzt und da-durch die Beständigkeit ge-gen Lochkorrosion erhöht.

EA: Wie werden sich diese Anforderungen in Zukunft verändern? HL: Ich nehme an, die oben genannten Anforderungen werden weiter wachsen. Aber ich vermute, man wird

Rohr aus rostfreiem Stahl mit chloridbedingter Spannungsrisskorrosion.

Dr. Helga Leonhard von der TÜV SÜD Chemie Service GmbH.

Laborautoklav zur Durchführung von elektrochemischen Korrosionsversuchen mit selbst gefertigter Bezugselektrode.

Fortsetzung auf Seite 10

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CHEMIE & PETROCHEMIE

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auch mehr Anlagen benöti-gen, in denen unterschiedli-che Produkte hergestellt werden können. Vielleicht werden hierbei auch ver-stärkt Nickelbasislegierun-gen zum Einsatz kommen. EA: Im Laufe der letzten Wirtschaftskrise hat sich die Branche verstärkt in Richtung Duplex-Stähle und 200er-Serie orien-tiert. Wie sind Ihre Erfah-rungen mit diesen Werk-stoffgruppen? HL: Da auch unsere Kun-den, die Anwender in der chemischen Industrie, Aus-sagen zu der Beständigkeit von Alternativwerkstoffen, insbesondere für Rohrlei-tungen aus 1.4571 oder 1.4401 haben wollten, ha-ben wir ein IGR-Projekt zur Lochkorrosionsbeständig-keit von Alternativwerkstof-fen durchgeführt. Es zeigte sich, dass Austenite ohne Molybdän und auch ein rei-ner Ferrit mit 18 % Chrom eine deutlich schlechtere Lochkorrosionsbeständig-keit hatten als die Ver-gleichswerkstoffe. Sehr gut schnitt der 1.4362 ab, ein Duplexstahl ohne Mo mit 23 % Chrom und 4 % Nickel. Grundsätzlich sind wir von

den guten Eigenschaften der Duplexstähle überzeugt und haben schon 1992 die Werkstoffe 1.4462 und 1.4410 (der damals nur un-ter dem Namen SAF 2597 bekannt war und noch kei-ne Werkstoffnummer hatte) für eine Kolonne empfoh-len. Man braucht aber auch zur Empfehlung der Duplex-stähle einige Erfahrung. So kann es unter Umständen auch zur Spannungsrisskor-rosion kommen, was viele für kaum möglich halten, da diese Werkstoffe meistens als resistent gegen diese Korrosionsform angesehen werden.

EA: Gibt es Anwendungs-gebiete, in denen der Ein-satz von Edelstählen nicht mehr zeitgemäß ist?HL: Dazu fällt mir kein Ge-biet ein. Besonders aus der chemischen und pharma-zeutischen Industrie ist der rostfreie Stahl nicht wegzu-denken.

EA: Gibt es andersherum aus Ihrer Sicht neue An-wendungsgebiete für Edel-stähle? HL: Es wird daran gearbei-tet, durch neue Werksstoff-entwicklungen Eigenschaf-

ten zu erzielen, die eine Ausweitung der Anwendun-gen und den Einsatz in wei-teren Nischen ermöglicht, in denen die Beständigkeit der Edelstähle bisher be-grenzt ist. Wir stehen in Kontakt mit den Herstellern der rostfreien Stähle und unterstützen diesen Pro-zess mit unseren Kenntnis-sen und Erfahrungen.

EA: Wie schätzen Sie die Stellung der Edelstähle in der Zukunft ein, und zwar vor dem Hintergrund des steigenden Kostendrucks,

der Preisschwankungen beim Nickel und neuer Werkstoffkombinationen? HL: Die rostfreien Stähle haben sich in so vielen An-wendungsgebieten etab-liert, dass sie trotz Preis-schwankungen immer eine starke Position haben wer-den, die sicher noch ausge-baut werden wird. Ich ver-mute, dass sich besonders

bei den Duplex-stählen die An-wendungsgebiete und die Akzeptanz beim Anwender weiter vergrößern werden.

EA: Vielen Dank für das Gespräch.

Verschiedene Gefäße zur Durchführung von Korrosionsversuchen, rechts für Auslagerungsversuche, links Autoklav zur

Durchführung elektrochemischer Versuche mit selbst gefertigter Bezugselektrode

Seit 20 Jahren ist die Korrosionsexpertin in der Werkstoffprüfung tätig.

Die TÜV Süd Chemie Service GmbH

Die TÜV SÜD Chemie Service GmbH ist aus den Eigenüberwachungen der Chemie-/ Pharma-Konzerne Bayer AG und Hoechst AG und der Werkstofftechnik von Hoechsthervorgegangen. Sie ist eine 100-prozentige Tochter der TÜV SÜD AG.

Folgende Leistungen werden im Bereich Werk-stofftechnik angeboten: !!"#$%&'(#! )*! +,$$,%),-%./0,$! 1&$! 2$*)33.&-4!

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