Die Korrosionsbeständigkeit von Edelstählen spielt im Anlagenbau eine sehr wichtige Rolle. Dies gilt insbesondere für Geräte zur Tank- und Behälterreinigung, denn sie müssen gegenüber verschiedensten Reinigungsmitteln korrosionsfest sein und darüber hinaus gleichbleibend gute Reinigungsergebnisse erzielen.
Thomas Meierkordt
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Allgemeine Aussagen zur Korrosionsbeständigkeit von Edelstählen reichen heute nicht mehr aus. Gefragt sind detaillierte Informationen über die Korrosionsfestigkeit der einzelnen Edelstahlsorten. Nur so ist eine fachgerechte Konstruktion und Auslegung von verfahrenstechnischen Anlagen und Komponenten möglich.
Die von AWH angebotenen Tank- und Behälterreinigungsgeräte der Tanko-Produktfamilie gibt es in folgenden Ausführungen:
- rotierender Sprühball Tanko-RB
- Schwallreiniger Tanko-S
- Zielstrahlreiniger mit externem Antrieb Tanko-JX
Die Geräte stehen in verschiedenen Edelstahlsorten zur Verfügung. Um hier eine richtige Auswahl treffen zu können, benötigt der Anwender verschiedene Materialinformationen.
Das wichtigste Legierungselement in korrosionsbeständigen Stählen ist Chrom. Es bildet auf der Materialoberfläche eine schützende Chromoxidschicht, die die Eigenschaften von chromlegierten Stahlsorten nachhaltig bestimmt. Diese Passivierungsschicht wird bereits ab einem Chromgewichtsanteil größer 12 % in einem ausreichenden Maße ausgebildet. Ein weiterer wichtiger Parameter ist der Molybdängehalt, der ebenfalls die Ausbildung der Schutzschicht unterstützt. Bei Verletzung dieser Schutzschicht spricht man von Korrosion, die in unterschiedlichsten Arten auftreten kann.
Die folgende Auflistung verschiedener Edelstahlsorten gibt Anhaltspunkte, die bei der Auswahl des richtigen Werkstoffs berücksichtigt werden sollten. Besondere Beachtung verdient die PRE-Zahl (Pitting Resistance Equivalent). Vereinfacht formuliert ist letztere ein Maß für die Korrosionsbeständigkeit von nichtrostenden Stählen. Je höher diese Zahl ist, desto größer ist der Korrosionswiderstand gegen Lochfraß. Bei der Ermittlung der PRE-Zahl finden allerdings nur die Legierungsbestandteile Cr, Mo und Ni Eingang.
- Der nichtrostende austenitische Chrom-Nickel-Molibdän-Stahl 1.4404 (AISI 316L) mit niedrigem Kohlenstoffgehalt hat eine PRE-Zahl zwischen 23 und 28. Durch den Mo-Anteil ist seine Korrosionsbeständigkeit besser als die der Edelstahlsorten 1.4301 oder 1.4307. Einsatz findet diese Edelstahlsorte überall dort, wo mit mäßigen Chlor- und Salzkonzentrationen zu rechnen ist, beispielsweise in Lebensmittel- und Pharmaanlagen. Es besteht keine Meerwasserbeständigkeit.
- Beim 1.4571 (AISI 316Ti) handelt es sich um einen nichtrostenden Chrom-Nickel-Molybdän-Stahl mit Titanstabilisierung. Seine PRE-Zahl liegt zwischen 23 und 27. Hinsichtlich der Korrosionseigenschaften entspricht er dem 1.4404, verfügt darüber hinaus aber über eine bessere Festigkeit bei hohen Temperaturen.
- Der nichtrostende austenitische Chrom-Nickel-Molybdän-Stahl 1.4435 (AISI 316L) hat eine PRE-Zahl zwischen 25 und 30. Er ist höher legiert als der 1.4404. Das Ergebnis ist eine wesentlich bessere Beständigkeit gegenüber reduzierenden Säuren und chloridhaltigen Medien. Seine Korrosionsfestigkeit und die Möglichkeit, die Materialoberfläche (Rauigkeit) sehr gut einstellen zu können, prädestiniert diese Stahlsorte für den Einsatz in der Pharmazie.
- Eine PRE-Zahl von 23 bis 28 charakterisiert den nichtrostenden austenitischen Chrom-Nickel-Molybdän-Stahl 1.4401 (AISI 316). Wichtig: Nach dem großflächigen Schweißen ist dieser Werkstoff anfällig gegenüber interkristalliner Korrosion.
- Der hochkorrosionsbeständige Nickel-Chrom-Molybdän-Stahl 2.4610 (Hasteloy C 4) ist gegenüber verschiedensten reduzierenden und oxidierenden Chemikalien (heiße Schwefelsäure, Salpetersäure, Ameisensäure, Essigsäure, Chlor, chloridhaltige Lösungen usw.) beständig. Selbst bei erhöhten Temperaturen zeigt er eine gute Korrosionsbeständigkeit.
- Der Werkstoff 2.4602 (Hasteloy C-22) zählt ebenfalls zur Gruppe der hochkorrosionsbeständigen Nickel-Chrom-Molybdän-Legierungen. Diese Stahlsorte zeigt eine gute Korrosionsbeständigkeit gegenüber oxidierenden und reduzierenden Medien. Empfohlen wird 2.4602 für Anwendungen mit starken Oxidationsmitteln wie Eisen-(III)- und Kupfer-(II)-Chloriden, Chlor, Ameisensäure, Essigsäure, Meerwasser u. a.
Vorsicht Rouging
Unbedingt zu beachten ist das Rouging, denn diese Flächenkorrosion – erkennbar an einer leicht goldenen Oberflächenfarbe – zieht weitere Korrosionsarten nach sich. Typischerweise tritt Rouging bei den Edelstahlsorten 1.4404, 1.4435 sowie 1.4539 im Zusammenhang mit WFI-Wasser und Temperaturen oberhalb 60 °C auf. Abhilfe schafft eine gute Passivierung der Oberfläche, wobei der Reinigungs- und Passivierungsschritt getrennt durchgeführt werden sollten. Als Beleg für die Qualität der Edelstähle dienen Werks- und Abnahmezeugnisse nach DIN EN 10204 (2.1, 2.2, 3.1 und 3.2). Diese entsprechen aber nicht immer der zugeordneten Ware. Auf der sicheren Seite sind Anlagenbauer, die die angelieferten Stähle einer Röntgenfluoreszenzanalyse unterziehen. Diese zerstörungsfreie Untersuchungsmethode liefert ohne großen Aufwand und in weniger als 30 s die exakte Legierungszusammensetzung. Eine Ausnahme stellen allerdings Werkstoffe dar, die sich ausschließlich in der Konzentration von Elementen niedriger Ordnungszahl (C, S oder P) unterscheiden. Sie können nicht eindeutig zugeordnet werden.
AWH nutzt zur Qualitätssicherung der eingesetzten Stähle neben anderen Untersuchungsmethoden auch die Röntgenfluoreszenzanalyse und kann so Materialverwechselungen zuverlässig ausschließen.
Schwallreiniger Tanko-S
Sprühkreis, Impact-Leistung und die ausgebrachte Reinigungsmittelmenge sind wesentliche Parameter, die bei der Auswahl des geeigneten Tank- und Behälterreinigungsgerätes Berücksichtigung finden sollten. Ohne eine sorgfältige Materialauswahl besteht allerdings die Gefahr, dass die Geräte durch die eingesetzten Reinigungsmittel oder andere Prozessparameter schnell verschleißen oder zerstört werden können.
Die Tanko-S-Schwallreiniger sind in verschiedenen Edelstahlkombinationen erhältlich, die in der Tabelle zusammengefasst sind. Der für die Fertigung der Tanko-S-Geräte verwendete Baukasten ermöglicht neben kurzen Lieferzeiten eine optimale Anpassung der Reiniger an die jeweilige Anwendung. Auf Wunsch kann ein 3.1-Zeugnis und eine EG-Baumusterprüfbescheinigung (Atex) mit der Kennzeichnung II 1GD c T(X) mitgeliefert werden.
dei 404
Brau-Beviale 2006
Weitere Informationen zur Tanko-Produktfamilie
Internetportal Stahl-Online
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