Werkstoffeinsatz und Korrosionsschutz in der chemischen Industrie

Werkstoffeinsatz
und Korrosionsschutz
in der chemischen Industrie
Von einem Autorenkollektiv
151 Bilder und 158 Tabellen
3., stark überarbeitete Auflage
VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig
Inhaltsverzeichnis
1. Grundsätze für den Werkstoffeinsatz und Korrosionsschutz . . . . . . . . . . . . . . 15
1.1. Entwicklung, Projektierung, Realisierung und Instandhaltung von Chemieanlagen. . . 15
1.1.1. Bedeutung von Werkstoff- und Korrosionsproblemen im Reproduktionszyklus
von Chemieanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.1.2. Bearbeitung von Werkstoff- und Korrosionsproblemen in den Phasen
des Reproduktionsprozesses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.1.2.1. Verfahrensentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.1.2.2. Investitionsvorbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.1.2.3. Konstruktion und Fertigung von Einzelausrüstungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.1.2.4. Realisierung und Leistungsnachweis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.2. Ökonomische Fragen bei der Auswahl von Werkstoffen und Korrosionsschutzverfahren 23
1.2.1. Methoden der Kosten- und Wirtschaftlichkeitsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.2.2. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.3. Untersuchung der Abnutzung von Werkstoffen und Bauteilen . . . . . . . . . . . . . 26
1.3.1. Abnutzung und Schäden. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.3.2. Abnutzungs- und Schadensursachen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.3.3. Vorbeugende Schadensverhütung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.3.3.1. Prüfverfahren zur Erkennung und Messung von Abnutzungserscheinungen . . . . . . 27
1.3.3.2. Bestimmung des Korrosionstyps an metallischen Werkstoffen . . . . . . . . . . . . . 29
1.3.3.3. Bestimmung von Bruchursachen an metallischen Werkstoffen . . . . . . . . . . . . . 30
1.3.4. Untersuchung und Auswertung von Schadensfällen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
1.4. Organisation des Korrosionsschutzes in Chemiebetrieben . . . . . . . . . . . . . . . 32
Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2. Werkstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.1. Metallische Werkstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.1.1. Eisenwerkstoffe .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.1.1.1. Unlegierte und niedriglegierte Stähle ohne gewährleistete Warmfestigkeit . . . . . . 36
2.1.1.2. Unlegierte, niedrig- und mittellegierte Stähle mit gewährleisteter Warmfestigkeit . . . 39
2.1.1.3. Sonderwerkstoffe für hohe Temperaturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.1.1.4. Hitze- und zunderbeständige Stähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.1.1.5. Rost- und säurebeständige Stähle, rost- und säurebeständiger Stahlguss . . . . . . . 48
2.1.1.6. Kaltzähe Stähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
1

2.1.1.7. Stahlguss und Gusseisen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
2.1.2. Nichteisenmetalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.1.2.1. Aluminium und Aluminiumlegierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.1.2.2. Kupfer und Kupferlegierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
2.1.2.3. Nickel und Nickellegierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
2.1.2.4. Blei und Bleilegierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
2.1.2.5. Hochschmelzende und reaktive Metalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
2.2. Nichtmetallische Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
2.2.1. Organische Werkstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
2.2.1.1. Eigenschaften der Plastwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
2.2.1.2. Ausgewählte Plastwerkstoffe für die chemische Industrie . . . . . . . . . . . . . . . 76
2.2.1.3. Elastische Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
2.2.2. Anorganische Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
2.2.2.1. Geräteglas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
2.2.2.2. Keramische Werkstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
2.2.2.3. Graphit und glasartiger Kohlenstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
2.2.2.4. Beton und Zementmörtel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
3. Angreifende Medien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
3.1. Wässer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
3.1.1. Allgemeines zur Wasserkorrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
3.1.2. Einfluss der Inhaltsstoffe auf die Korrosivität des Wassers . . . . . . . . . . . . . . . 96
3.1.2.1. Sauerstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
3.1.2.2. Sonstige aggressive Gase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
3.1.2.3. Salze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
3.1.2.4. Mikroorganismen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
3.1.3. Einfluss der Betriebsbedingungen auf die Korrosivität des Wassers. . . . . . . . . . . 104
3.1.3.1. Temperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
3.1.3.2. Strömungsgeschwindigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
3.1.4. Aggressivität der einzelnen Wasserarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
3.1.4.1. Aufbereitete Wässer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
3.1.4.2. Teil-und nicht aufbereitete Wässer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
3.1.4.3. Abwässer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
3.2. Erdboden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
3.2.1. Zusammensetzung des Bodens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
3.2.2. Beurteilung der Aggressivität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
3.2.3. Schutzmassnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
3.3. Laugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
3.3.1. Natronlauge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
3.3.1.1. Korrosion durch reine Natriumhydroxidlösung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
3.3.1.2. Korrosion durch verunreinigte Natriumhydroxidlösung. . . . . . . . . . . . . . . . . 121
3.3.1.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
3.3.2. Kalilauge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
2

3.3.2.1. Korrosion durch Kaliumhydroxidlösung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
3.3.2.2. Korrosion durch Kaliumhydroxidschmelzen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
3.3.2.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
3.4. Säuren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
3.4.1. Essigsäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
3.4.1.1. Korrosion durch reine und wässrige Essigsäure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
3.4.1.2. Korrosion durch sauerstoffhaltige Essigsäure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
3.4.1.3. Korrosion durch Essigsäureanhydrid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
3.4.1.4. Korrosion durch Chloressigsäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
3.4.1.5. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
3.4.2. Phthalsäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
3.4.2.1. Korrosion durch Phthalsäure (PS) und Phthalsäureanhydrid (PSA) . . . . . . . . . . . 126
3.4.2.2. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
3.4.3. Schwefelsäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
3.4.3.1. Korrosion durch Schwefeldioxid und schweflige Säure . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
3.4.3.2. Korrosion durch Oleum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
3.4.3.3. Korrosion durch konzentrierte und verdünnte Schwefelsäure. . . . . . . . . . . . . . 128
3.4.3.4. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
3.4.4. Salzsäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
3.4.4.1. Korrosion durch trockenen Chlorwasserstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
3.4.4.2. Korrosion durch wässrige Lösungen von Chlorwasserstoff . . . . . . . . . . . . . . . 136
3.4.4.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
3.4.5. Salpetersäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
3.4.5.1. Korrosion durch konzentrierte und verdünnte Salpetersäure . . . . . . . . . . . . . . 137
3.4.5.2. Korrosion durch Salpetersäuregemische . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
3.4.5.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
3.4.6. Phosphorsäure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
3.4.6.1. Korrosion durch thermische Phosphorsäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
3.4.6.2. Korrosion durch Nass-Phosphorsäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
3.4.6.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
3.4.7. Fettsäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
3.4.7.1. Korrosion durch Fettsäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
3.4.7.2. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
3.4.8. Flusssäure und Fluorwasserstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
3.4.8.1. Korrosion durch Flusssäure und Fluorwasserstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
3.4.8.2. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
3.5. Salze und Salzlösungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
3.5.1. Einfluss von Salzen auf die Korrosion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
3.5.1.1. Feste Salze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
3.5.1.2. Salzlösungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
3.5.1.3. Salzschmelzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
3.5.2. Aggressivität einzelner Salzlösungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
3.5.2.1. Halogenide, speziell Chloride . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
3.5.2.2. Sulfate, Sulfite und Sulfide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
3

3.5.2.3. Nitrate, Nitrite und Chromate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
3.5.2.4. Carbonate, Phosphate und Silikate. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
3.5.2.5. Spezielle Kationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
3.6. Gase. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
3.6.1. Allgemeines über das Auftreten von Gasen in der chemischen Industrie . . . . . . . . 163
3.6.2. Ammoniak. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
3.6.2.1. Korrosion durch NH3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
3.6.2.2. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
3.6.3. Cyanwasserstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
3.4.6.1. Korrosion durch HCN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
3.6.3.2. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
3.6.4. Chlor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
3.6.4.1. Korrosion durch trockenes Chlor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
3.6.4.2. Korrosion durch feuchtes Chlor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
3.6.4.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
3.6.5. Kohlendioxid. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
3.6.5.1. Korrosion durch trockenes CO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
3.6.5.2. Korrosion durch CO2 in wässriger Lösung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
3.6.5.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
3.6.6. Kohlenmonoxid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
3.6.6.1. Korrosion durch CO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
3.6.6.2. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
3.6.7. Sauerstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
3.6.7.1. Korrosion durch Sauerstoff. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
3.6.7.2. Gefahren beim Umgang mit Sauerstoff. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
3.6.7.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
3.6.8. Schwefelwasserstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
3.6.8.1. Korrosion durch trockenen Schwefelwasserstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
3.6.8.2. Korrosion durch feuchten Schwefelwasserstoff. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
3.6.8.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
3.6.9. Wasserstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
3.6.9.1. Korrosion durch drucklosen Wasserstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
3.6.9.2. Wasserstoffversprödung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
3.6.9.3. Druckwasserstoffangriff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
3.6.9.4. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
3.6.10. Rauchgase. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
3.6.10.1. Hochtemperaturkorrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
3.6.10.2. Tieftemperaturkorrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
3.7. Organische Produkte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
3.7.1. Erdöl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
3.7.1.1. Einfluss der Inhaltsstoffe auf die Korrosion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
3.7.1.2. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
3.7.2. Benzin, Dieselkraftstoff, Heizöl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
3.7.2.1. Einfluss der Inhaltsstoffe auf die Korrosion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
4

3.7.2.2. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
3.7.3. Glycole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
3.7.3.1. Korrosion durch reine Glycole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
3.7.3.2. Einfluss der Inhaltsstoffe auf die Korrosion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
3.7.3.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
3.7.4. Ethanolamine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
3.7.4.1. Korrosion durch reine Ethanolamine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
3.7.4.2. Einfluss der Inhaltsstoffe auf die Korrosion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
3.7.4.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
3.7.5. Formaldehyd. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
3.7.5.1. Korrosion durch reines Formaldehyd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
3.7.5.2. Einfluss der Inhaltsstoffe auf die Korrosion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
3.7.5.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
3.7.6. Phenole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
3.7.6.1. Korrosion durch reine Phenole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
3.7.6.2. Einfluss der Inhaltsstoffe auf die Korrosion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
3.7.6.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
3.7.7. Dimethylformamid. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
3.7.7.1. Korrosion durch reines Dimethylformamid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
3.7.7.2. Einfluss der Inhaltsstoffe auf die Korrosion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
3.7.7.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
3.7.8. Chlorierte organische Flüssigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
3.7.8.1. Korrosion durch reine chlorierte organische Flüssigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . 217
3.7.8.2. Einfluss der Inhaltsstoffe auf die Korrosion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
3.7.8.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
3.7.9. Ester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
3.7.9.1. Korrosion durch reine Ester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
3.7.9.2. Einfluss der Inhaltsstoffe auf die Korrosion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
3.7.9.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
4. Spezielle Schutzmassnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
4.1. Atmosphärischer Korrosionsschutz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
4.1.1. Atmosphäre der chemischen Industrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
4.1.1.1. Einteilung der Atmosphäre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
4.1.1.2. Korrosionsschutz gegen atmosphärischen Angriff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
4.1.2. Korrosion einiger Konstruktionswerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
4.1.3. Auswahl der Schutzsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
4.1.4. Realisierung der Schutzsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
4.1.4.1. Einfluss der Verarbeitungshedingungen auf die Schutzwirkung . . . . . . . . . . . . 233
4.1.4.2. Wahl des Bindemittels, Plasttyps bzw. Metalls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
4.1.4.3. Wahl der Hufs-und Füllstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
4.1.4.4. Elektrochemischer Korrosionsschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
4.2. Temporärer Korrosionsschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
5

4.3.1. Katodischer Schutz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
4.3.1.1. Aussenschutz erdverlegter Rohrleitungen und Behälter . . . . . . . . . . . . . . . . 243
4.3.1.2. Schutz gegen Streuströme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
4.3.1.3. Innenschutz von Behältern und Apparaten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
4.3.2. Anodischer Schutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
4.4. Korrosionsschutz durch organische und anorganische Kunststoffschutzschichten . . . 248
4.4.1. Organische hochpolymere Schutzschichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
4.4.1.1. Bedeutung physikalischer und chemischer Eigenschaften von Schutzschichten . . . . 249
4.4.1.2. Wahl der Schutzstoffe und Aufbringungsverfahren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
4.4.1.3. Gestaltung und Ausführung zu schützender metallischer Konstruktionen . . . . . . . 255
4.4.1.4. Transport, Lagerung, Montage, Instandsetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
4.4.2. Korrosionsschutz durch metallische Auskleidungen und Schutzschichten. . . . . . . . 256
4.4.2.1. Lose Auskleidungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
4.4.2.2. Metallschutzschichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
4.4.3. Korrosionsschutz durch nichtmetallische anorganische Schutzschichten . . . . . . . . 260
4.4.3.1. Emailschutzschichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
4.4.4. Korrosionsschutz durch Dichtungssperren und Plattenbeläge – Säurebau . . . . . . . 202
4.4.4.1. Verlege- und Fugenmassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
4.4.4.2. Chemisch beständige Steine, Platten und Formteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
4.4.4.3. Eigenschaften und Wahl der Auskleidungswerkstoffe .. . . . . . . . . . . . . . . . . 204
4.4.4.4. Gestalt und Ausführung zu schützender baulicher Anlagen aus Beton oder Mauerwerk 264
4.5. Feuerungsbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
4.5.1. Hitzeschutz baulicher und technologischer Ausrüstungen . . . . . . . . . . . . . . . 265
4.5.2. Betriebliche Einflüsse auf die feuerfesten Baustoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
4.5.3. Bauliche Massnahmen zur Funktionstüchtigkeit des Hitzeschutzes . . . . . . . . . . . 266
4.5.4. Feuerbeton und Fertigteile für den Hitzeschutz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
4.5.5. Wärmedämmende Schichten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
4.5.6. Spritzfähige Materialien für den Hitzeschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
4.5.7. Ausführung von pyrotechnischen Anlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
4.6. Korrosionsschutz durch Inhibitoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
5. Charakteristische Werkstoff- und Korrosionsprobleme in grosstechnischen Anlagen . . 271
5.1. Primäre Erdölverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
5.1.1. Erdöldestillation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
5.1.1.1. Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
5.1.1.2. Korrosion und Werkstoffe der einzelnen Verfahrensstufen . . . . . . . . . . . . . . . 271
5.1.2. Lagerung von Erdöl und Erdölprodukten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
5.1.2.1. Stahltanks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
5.1.2.2. Betontanks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
5.1.2.3. Kugelgasbehälter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
5.1.3. Hydrokatalytische Prozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
5.1.3.1. Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
5.1.3.2. Benzinraffination und Reformierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
5.2. Dampfreformierung und Pyrolyseprozesse zur Herstellung von Wasserstoff,
6

Synthesegas und Spaltgas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
5.2.1. Dampfreformierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
5.2.2. Röhrenpyrolyse zur Erzeugung von Spaltgas. . . ,. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
5.3. Erzeugung von Düngemitteln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
5.3.1. Einführung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
5.3.2. Ammoniaksynthese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
5.3.3. Salpetersäureherstellung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
5.3.4. Herstellung von Kalkammonsalpeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
5.3.5. Harnstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
5.4. Erzeugung von Chemiefaserrohstoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
5.4.1. Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
5.4.2. Terephthalsäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
5.4.3. Acrylnitrilerzeugung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
5.4.4. e-Caprolactam. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
5.4.4.1. Phenolgewinnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
5.4.4.2. Cyklohexanongewinnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
5.4.4.3. Herstellung von Hydroxylammoniumsulfat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
5.4.4.4. Oximierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
5.4.4.5. Umlagerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
5.4.4.6. Neutralisation und Extraktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
5.5. Erzeugung von Hochpolymeren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
5.5.1. Polyvinylchlorid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
5.5.1.1. Chlorwasserstoff. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
5.5.1.2. Vinylchlorid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
5.5.1.3. Polyvinylchlorid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
5.5.2. Hochdruckpolyethylen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
5.6. Erzeugung von Zellwolle (Reganfaser) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
5.6.1. Herstellung von Zellstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
5.6.1.1. Sulfitverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
5.6.1.2. Sulfatverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
5.6.2. Viskosegewinnung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
5.6.2.1. Aufbereitung der Laugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
5.6.2.2. Herstellung der Alkalicellulose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
5.6.2.3. Fertigstellung der Viskose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
5.6.3. Spinnen der Viskose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
5.6.3.1. Aufbereitung des Spinnbades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
5.6.3.2. Spinnvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
5.6.3.3. Nachbehandlung der Faser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
5.6.4. Trocknen und Verpacken der Zellwolle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
5.7. Erzeugung von Futtermitteln. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
Sachwörterverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
7