Werkstoffeinsatz und Korrosionsschutz in der chemischen Industrie
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<strong>Werkstoffe<strong>in</strong>satz</strong><br />
<strong>und</strong> <strong>Korrosionsschutz</strong><br />
<strong>in</strong> <strong>der</strong> <strong>chemischen</strong> <strong>Industrie</strong><br />
Von e<strong>in</strong>em Autorenkollektiv<br />
151 Bil<strong>der</strong> <strong>und</strong> 158 Tabellen<br />
3., stark überarbeitete Auflage<br />
VEB Deutscher Verlag für Gr<strong>und</strong>stoff<strong>in</strong>dustrie, Leipzig<br />
Inhaltsverzeichnis<br />
1. Gr<strong>und</strong>sätze für den <strong>Werkstoffe<strong>in</strong>satz</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrosionsschutz</strong> . . . . . . . . . . . . . . 15<br />
1.1. Entwicklung, Projektierung, Realisierung <strong>und</strong> Instandhaltung von Chemieanlagen. . . 15<br />
1.1.1. Bedeutung von Werkstoff- <strong>und</strong> Korrosionsproblemen im Reproduktionszyklus<br />
von Chemieanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15<br />
1.1.2. Bearbeitung von Werkstoff- <strong>und</strong> Korrosionsproblemen <strong>in</strong> den Phasen<br />
des Reproduktionsprozesses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16<br />
1.1.2.1. Verfahrensentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16<br />
1.1.2.2. Investitionsvorbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19<br />
1.1.2.3. Konstruktion <strong>und</strong> Fertigung von E<strong>in</strong>zelausrüstungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20<br />
1.1.2.4. Realisierung <strong>und</strong> Leistungsnachweis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21<br />
1.2. Ökonomische Fragen bei <strong>der</strong> Auswahl von Werkstoffen <strong>und</strong> <strong>Korrosionsschutz</strong>verfahren 23<br />
1.2.1. Methoden <strong>der</strong> Kosten- <strong>und</strong> Wirtschaftlichkeitsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . 23<br />
1.2.2. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23<br />
1.3. Untersuchung <strong>der</strong> Abnutzung von Werkstoffen <strong>und</strong> Bauteilen . . . . . . . . . . . . . 26<br />
1.3.1. Abnutzung <strong>und</strong> Schäden. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26<br />
1.3.2. Abnutzungs- <strong>und</strong> Schadensursachen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27<br />
1.3.3. Vorbeugende Schadensverhütung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27<br />
1.3.3.1. Prüfverfahren zur Erkennung <strong>und</strong> Messung von Abnutzungsersche<strong>in</strong>ungen . . . . . . 27<br />
1.3.3.2. Bestimmung des Korrosionstyps an metallischen Werkstoffen . . . . . . . . . . . . . 29<br />
1.3.3.3. Bestimmung von Bruchursachen an metallischen Werkstoffen . . . . . . . . . . . . . 30<br />
1.3.4. Untersuchung <strong>und</strong> Auswertung von Schadensfällen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32<br />
1.4. Organisation des <strong>Korrosionsschutz</strong>es <strong>in</strong> Chemiebetrieben . . . . . . . . . . . . . . . 32<br />
Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35<br />
2. Werkstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36<br />
2.1. Metallische Werkstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36<br />
2.1.1. Eisenwerkstoffe .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36<br />
2.1.1.1. Unlegierte <strong>und</strong> niedriglegierte Stähle ohne gewährleistete Warmfestigkeit . . . . . . 36<br />
2.1.1.2. Unlegierte, niedrig- <strong>und</strong> mittellegierte Stähle mit gewährleisteter Warmfestigkeit . . . 39<br />
2.1.1.3. Son<strong>der</strong>werkstoffe für hohe Temperaturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42<br />
2.1.1.4. Hitze- <strong>und</strong> z<strong>und</strong>erbeständige Stähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46<br />
2.1.1.5. Rost- <strong>und</strong> säurebeständige Stähle, rost- <strong>und</strong> säurebeständiger Stahlguss . . . . . . . 48<br />
2.1.1.6. Kaltzähe Stähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54<br />
1
2.1.1.7. Stahlguss <strong>und</strong> Gusseisen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57<br />
2.1.2. Nichteisenmetalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59<br />
2.1.2.1. Alum<strong>in</strong>ium <strong>und</strong> Alum<strong>in</strong>iumlegierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59<br />
2.1.2.2. Kupfer <strong>und</strong> Kupferlegierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60<br />
2.1.2.3. Nickel <strong>und</strong> Nickellegierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63<br />
2.1.2.4. Blei <strong>und</strong> Bleilegierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66<br />
2.1.2.5. Hochschmelzende <strong>und</strong> reaktive Metalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67<br />
2.2. Nichtmetallische Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69<br />
2.2.1. Organische Werkstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69<br />
2.2.1.1. Eigenschaften <strong>der</strong> Plastwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71<br />
2.2.1.2. Ausgewählte Plastwerkstoffe für die chemische <strong>Industrie</strong> . . . . . . . . . . . . . . . 76<br />
2.2.1.3. Elastische Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80<br />
2.2.2. Anorganische Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81<br />
2.2.2.1. Geräteglas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81<br />
2.2.2.2. Keramische Werkstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83<br />
2.2.2.3. Graphit <strong>und</strong> glasartiger Kohlenstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88<br />
2.2.2.4. Beton <strong>und</strong> Zementmörtel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89<br />
Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92<br />
3. Angreifende Medien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95<br />
3.1. Wässer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95<br />
3.1.1. Allgeme<strong>in</strong>es zur Wasserkorrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95<br />
3.1.2. E<strong>in</strong>fluss <strong>der</strong> Inhaltsstoffe auf die Korrosivität des Wassers . . . . . . . . . . . . . . . 96<br />
3.1.2.1. Sauerstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96<br />
3.1.2.2. Sonstige aggressive Gase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98<br />
3.1.2.3. Salze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100<br />
3.1.2.4. Mikroorganismen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103<br />
3.1.3. E<strong>in</strong>fluss <strong>der</strong> Betriebsbed<strong>in</strong>gungen auf die Korrosivität des Wassers. . . . . . . . . . . 104<br />
3.1.3.1. Temperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104<br />
3.1.3.2. Strömungsgeschw<strong>in</strong>digkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105<br />
3.1.4. Aggressivität <strong>der</strong> e<strong>in</strong>zelnen Wasserarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106<br />
3.1.4.1. Aufbereitete Wässer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106<br />
3.1.4.2. Teil-<strong>und</strong> nicht aufbereitete Wässer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109<br />
3.1.4.3. Abwässer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112<br />
3.2. Erdboden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113<br />
3.2.1. Zusammensetzung des Bodens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113<br />
3.2.2. Beurteilung <strong>der</strong> Aggressivität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113<br />
3.2.3. Schutzmassnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115<br />
3.3. Laugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115<br />
3.3.1. Natronlauge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115<br />
3.3.1.1. Korrosion durch re<strong>in</strong>e Natriumhydroxidlösung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115<br />
3.3.1.2. Korrosion durch verunre<strong>in</strong>igte Natriumhydroxidlösung. . . . . . . . . . . . . . . . . 121<br />
3.3.1.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121<br />
3.3.2. Kalilauge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122<br />
2
3.3.2.1. Korrosion durch Kaliumhydroxidlösung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122<br />
3.3.2.2. Korrosion durch Kaliumhydroxidschmelzen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123<br />
3.3.2.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123<br />
3.4. Säuren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123<br />
3.4.1. Essigsäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123<br />
3.4.1.1. Korrosion durch re<strong>in</strong>e <strong>und</strong> wässrige Essigsäure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123<br />
3.4.1.2. Korrosion durch sauerstoffhaltige Essigsäure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125<br />
3.4.1.3. Korrosion durch Essigsäureanhydrid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125<br />
3.4.1.4. Korrosion durch Chloressigsäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125<br />
3.4.1.5. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126<br />
3.4.2. Phthalsäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126<br />
3.4.2.1. Korrosion durch Phthalsäure (PS) <strong>und</strong> Phthalsäureanhydrid (PSA) . . . . . . . . . . . 126<br />
3.4.2.2. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127<br />
3.4.3. Schwefelsäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127<br />
3.4.3.1. Korrosion durch Schwefeldioxid <strong>und</strong> schweflige Säure . . . . . . . . . . . . . . . . . 127<br />
3.4.3.2. Korrosion durch Oleum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128<br />
3.4.3.3. Korrosion durch konzentrierte <strong>und</strong> verdünnte Schwefelsäure. . . . . . . . . . . . . . 128<br />
3.4.3.4. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135<br />
3.4.4. Salzsäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136<br />
3.4.4.1. Korrosion durch trockenen Chlorwasserstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136<br />
3.4.4.2. Korrosion durch wässrige Lösungen von Chlorwasserstoff . . . . . . . . . . . . . . . 136<br />
3.4.4.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137<br />
3.4.5. Salpetersäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137<br />
3.4.5.1. Korrosion durch konzentrierte <strong>und</strong> verdünnte Salpetersäure . . . . . . . . . . . . . . 137<br />
3.4.5.2. Korrosion durch Salpetersäuregemische . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139<br />
3.4.5.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139<br />
3.4.6. Phosphorsäure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140<br />
3.4.6.1. Korrosion durch thermische Phosphorsäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140<br />
3.4.6.2. Korrosion durch Nass-Phosphorsäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143<br />
3.4.6.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144<br />
3.4.7. Fettsäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145<br />
3.4.7.1. Korrosion durch Fettsäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145<br />
3.4.7.2. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146<br />
3.4.8. Flusssäure <strong>und</strong> Fluorwasserstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146<br />
3.4.8.1. Korrosion durch Flusssäure <strong>und</strong> Fluorwasserstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146<br />
3.4.8.2. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148<br />
3.5. Salze <strong>und</strong> Salzlösungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148<br />
3.5.1. E<strong>in</strong>fluss von Salzen auf die Korrosion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148<br />
3.5.1.1. Feste Salze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148<br />
3.5.1.2. Salzlösungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149<br />
3.5.1.3. Salzschmelzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152<br />
3.5.2. Aggressivität e<strong>in</strong>zelner Salzlösungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153<br />
3.5.2.1. Halogenide, speziell Chloride . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153<br />
3.5.2.2. Sulfate, Sulfite <strong>und</strong> Sulfide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157<br />
3
3.5.2.3. Nitrate, Nitrite <strong>und</strong> Chromate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159<br />
3.5.2.4. Carbonate, Phosphate <strong>und</strong> Silikate. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161<br />
3.5.2.5. Spezielle Kationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162<br />
3.6. Gase. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163<br />
3.6.1. Allgeme<strong>in</strong>es über das Auftreten von Gasen <strong>in</strong> <strong>der</strong> <strong>chemischen</strong> <strong>Industrie</strong> . . . . . . . . 163<br />
3.6.2. Ammoniak. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164<br />
3.6.2.1. Korrosion durch NH3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164<br />
3.6.2.2. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166<br />
3.6.3. Cyanwasserstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167<br />
3.4.6.1. Korrosion durch HCN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167<br />
3.6.3.2. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167<br />
3.6.4. Chlor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168<br />
3.6.4.1. Korrosion durch trockenes Chlor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168<br />
3.6.4.2. Korrosion durch feuchtes Chlor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169<br />
3.6.4.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169<br />
3.6.5. Kohlendioxid. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170<br />
3.6.5.1. Korrosion durch trockenes CO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170<br />
3.6.5.2. Korrosion durch CO2 <strong>in</strong> wässriger Lösung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170<br />
3.6.5.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175<br />
3.6.6. Kohlenmonoxid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175<br />
3.6.6.1. Korrosion durch CO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175<br />
3.6.6.2. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178<br />
3.6.7. Sauerstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178<br />
3.6.7.1. Korrosion durch Sauerstoff. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178<br />
3.6.7.2. Gefahren beim Umgang mit Sauerstoff. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178<br />
3.6.7.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180<br />
3.6.8. Schwefelwasserstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180<br />
3.6.8.1. Korrosion durch trockenen Schwefelwasserstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180<br />
3.6.8.2. Korrosion durch feuchten Schwefelwasserstoff. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184<br />
3.6.8.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186<br />
3.6.9. Wasserstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187<br />
3.6.9.1. Korrosion durch drucklosen Wasserstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187<br />
3.6.9.2. Wasserstoffversprödung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187<br />
3.6.9.3. Druckwasserstoffangriff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188<br />
3.6.9.4. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189<br />
3.6.10. Rauchgase. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189<br />
3.6.10.1. Hochtemperaturkorrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189<br />
3.6.10.2. Tieftemperaturkorrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195<br />
3.7. Organische Produkte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197<br />
3.7.1. Erdöl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198<br />
3.7.1.1. E<strong>in</strong>fluss <strong>der</strong> Inhaltsstoffe auf die Korrosion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198<br />
3.7.1.2. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205<br />
3.7.2. Benz<strong>in</strong>, Dieselkraftstoff, Heizöl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205<br />
3.7.2.1. E<strong>in</strong>fluss <strong>der</strong> Inhaltsstoffe auf die Korrosion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205<br />
4
3.7.2.2. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207<br />
3.7.3. Glycole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207<br />
3.7.3.1. Korrosion durch re<strong>in</strong>e Glycole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207<br />
3.7.3.2. E<strong>in</strong>fluss <strong>der</strong> Inhaltsstoffe auf die Korrosion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207<br />
3.7.3.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209<br />
3.7.4. Ethanolam<strong>in</strong>e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209<br />
3.7.4.1. Korrosion durch re<strong>in</strong>e Ethanolam<strong>in</strong>e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209<br />
3.7.4.2. E<strong>in</strong>fluss <strong>der</strong> Inhaltsstoffe auf die Korrosion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209<br />
3.7.4.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210<br />
3.7.5. Formaldehyd. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211<br />
3.7.5.1. Korrosion durch re<strong>in</strong>es Formaldehyd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211<br />
3.7.5.2. E<strong>in</strong>fluss <strong>der</strong> Inhaltsstoffe auf die Korrosion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211<br />
3.7.5.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212<br />
3.7.6. Phenole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212<br />
3.7.6.1. Korrosion durch re<strong>in</strong>e Phenole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212<br />
3.7.6.2. E<strong>in</strong>fluss <strong>der</strong> Inhaltsstoffe auf die Korrosion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213<br />
3.7.6.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215<br />
3.7.7. Dimethylformamid. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215<br />
3.7.7.1. Korrosion durch re<strong>in</strong>es Dimethylformamid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216<br />
3.7.7.2. E<strong>in</strong>fluss <strong>der</strong> Inhaltsstoffe auf die Korrosion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217<br />
3.7.7.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217<br />
3.7.8. Chlorierte organische Flüssigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217<br />
3.7.8.1. Korrosion durch re<strong>in</strong>e chlorierte organische Flüssigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . 217<br />
3.7.8.2. E<strong>in</strong>fluss <strong>der</strong> Inhaltsstoffe auf die Korrosion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218<br />
3.7.8.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219<br />
3.7.9. Ester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219<br />
3.7.9.1. Korrosion durch re<strong>in</strong>e Ester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219<br />
3.7.9.2. E<strong>in</strong>fluss <strong>der</strong> Inhaltsstoffe auf die Korrosion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219<br />
3.7.9.3. Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219<br />
Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220<br />
4. Spezielle Schutzmassnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223<br />
4.1. Atmosphärischer <strong>Korrosionsschutz</strong>. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223<br />
4.1.1. Atmosphäre <strong>der</strong> <strong>chemischen</strong> <strong>Industrie</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223<br />
4.1.1.1. E<strong>in</strong>teilung <strong>der</strong> Atmosphäre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223<br />
4.1.1.2. <strong>Korrosionsschutz</strong> gegen atmosphärischen Angriff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220<br />
4.1.2. Korrosion e<strong>in</strong>iger Konstruktionswerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228<br />
4.1.3. Auswahl <strong>der</strong> Schutzsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232<br />
4.1.4. Realisierung <strong>der</strong> Schutzsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233<br />
4.1.4.1. E<strong>in</strong>fluss <strong>der</strong> Verarbeitungshed<strong>in</strong>gungen auf die Schutzwirkung . . . . . . . . . . . . 233<br />
4.1.4.2. Wahl des B<strong>in</strong>demittels, Plasttyps bzw. Metalls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238<br />
4.1.4.3. Wahl <strong>der</strong> Hufs-<strong>und</strong> Füllstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238<br />
4.1.4.4. Elektrochemischer <strong>Korrosionsschutz</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243<br />
4.2. Temporärer <strong>Korrosionsschutz</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239<br />
5
4.3.1. Katodischer Schutz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243<br />
4.3.1.1. Aussenschutz erdverlegter Rohrleitungen <strong>und</strong> Behälter . . . . . . . . . . . . . . . . 243<br />
4.3.1.2. Schutz gegen Streuströme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244<br />
4.3.1.3. Innenschutz von Behältern <strong>und</strong> Apparaten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244<br />
4.3.2. Anodischer Schutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247<br />
4.4. <strong>Korrosionsschutz</strong> durch organische <strong>und</strong> anorganische Kunststoffschutzschichten . . . 248<br />
4.4.1. Organische hochpolymere Schutzschichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248<br />
4.4.1.1. Bedeutung physikalischer <strong>und</strong> chemischer Eigenschaften von Schutzschichten . . . . 249<br />
4.4.1.2. Wahl <strong>der</strong> Schutzstoffe <strong>und</strong> Aufbr<strong>in</strong>gungsverfahren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250<br />
4.4.1.3. Gestaltung <strong>und</strong> Ausführung zu schützen<strong>der</strong> metallischer Konstruktionen . . . . . . . 255<br />
4.4.1.4. Transport, Lagerung, Montage, Instandsetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256<br />
4.4.2. <strong>Korrosionsschutz</strong> durch metallische Auskleidungen <strong>und</strong> Schutzschichten. . . . . . . . 256<br />
4.4.2.1. Lose Auskleidungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256<br />
4.4.2.2. Metallschutzschichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257<br />
4.4.3. <strong>Korrosionsschutz</strong> durch nichtmetallische anorganische Schutzschichten . . . . . . . . 260<br />
4.4.3.1. Emailschutzschichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260<br />
4.4.4. <strong>Korrosionsschutz</strong> durch Dichtungssperren <strong>und</strong> Plattenbeläge – Säurebau . . . . . . . 202<br />
4.4.4.1. Verlege- <strong>und</strong> Fugenmassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263<br />
4.4.4.2. Chemisch beständige Ste<strong>in</strong>e, Platten <strong>und</strong> Formteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263<br />
4.4.4.3. Eigenschaften <strong>und</strong> Wahl <strong>der</strong> Auskleidungswerkstoffe .. . . . . . . . . . . . . . . . . 204<br />
4.4.4.4. Gestalt <strong>und</strong> Ausführung zu schützen<strong>der</strong> baulicher Anlagen aus Beton o<strong>der</strong> Mauerwerk 264<br />
4.5. Feuerungsbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265<br />
4.5.1. Hitzeschutz baulicher <strong>und</strong> technologischer Ausrüstungen . . . . . . . . . . . . . . . 265<br />
4.5.2. Betriebliche E<strong>in</strong>flüsse auf die feuerfesten Baustoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265<br />
4.5.3. Bauliche Massnahmen zur Funktionstüchtigkeit des Hitzeschutzes . . . . . . . . . . . 266<br />
4.5.4. Feuerbeton <strong>und</strong> Fertigteile für den Hitzeschutz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266<br />
4.5.5. Wärmedämmende Schichten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267<br />
4.5.6. Spritzfähige Materialien für den Hitzeschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267<br />
4.5.7. Ausführung von pyrotechnischen Anlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268<br />
4.6. <strong>Korrosionsschutz</strong> durch Inhibitoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268<br />
Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269<br />
5. Charakteristische Werkstoff- <strong>und</strong> Korrosionsprobleme <strong>in</strong> grosstechnischen Anlagen . . 271<br />
5.1. Primäre Erdölverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271<br />
5.1.1. Erdöldestillation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271<br />
5.1.1.1. Allgeme<strong>in</strong>es . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271<br />
5.1.1.2. Korrosion <strong>und</strong> Werkstoffe <strong>der</strong> e<strong>in</strong>zelnen Verfahrensstufen . . . . . . . . . . . . . . . 271<br />
5.1.2. Lagerung von Erdöl <strong>und</strong> Erdölprodukten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276<br />
5.1.2.1. Stahltanks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276<br />
5.1.2.2. Betontanks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277<br />
5.1.2.3. Kugelgasbehälter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277<br />
5.1.3. Hydrokatalytische Prozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278<br />
5.1.3.1. Allgeme<strong>in</strong>es . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278<br />
5.1.3.2. Benz<strong>in</strong>raff<strong>in</strong>ation <strong>und</strong> Reformierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278<br />
5.2. Dampfreformierung <strong>und</strong> Pyrolyseprozesse zur Herstellung von Wasserstoff,<br />
6
Synthesegas <strong>und</strong> Spaltgas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281<br />
5.2.1. Dampfreformierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281<br />
5.2.2. Röhrenpyrolyse zur Erzeugung von Spaltgas. . . ,. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286<br />
5.3. Erzeugung von Düngemitteln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288<br />
5.3.1. E<strong>in</strong>führung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288<br />
5.3.2. Ammoniaksynthese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288<br />
5.3.3. Salpetersäureherstellung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289<br />
5.3.4. Herstellung von Kalkammonsalpeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292<br />
5.3.5. Harnstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294<br />
5.4. Erzeugung von Chemiefaserrohstoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296<br />
5.4.1. Allgeme<strong>in</strong>es . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290<br />
5.4.2. Terephthalsäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296<br />
5.4.3. Acrylnitrilerzeugung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298<br />
5.4.4. e-Caprolactam. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302<br />
5.4.4.1. Phenolgew<strong>in</strong>nung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302<br />
5.4.4.2. Cyklohexanongew<strong>in</strong>nung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302<br />
5.4.4.3. Herstellung von Hydroxylammoniumsulfat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303<br />
5.4.4.4. Oximierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303<br />
5.4.4.5. Umlagerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304<br />
5.4.4.6. Neutralisation <strong>und</strong> Extraktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304<br />
5.5. Erzeugung von Hochpolymeren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304<br />
5.5.1. Polyv<strong>in</strong>ylchlorid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304<br />
5.5.1.1. Chlorwasserstoff. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304<br />
5.5.1.2. V<strong>in</strong>ylchlorid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306<br />
5.5.1.3. Polyv<strong>in</strong>ylchlorid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309<br />
5.5.2. Hochdruckpolyethylen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310<br />
5.6. Erzeugung von Zellwolle (Reganfaser) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314<br />
5.6.1. Herstellung von Zellstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314<br />
5.6.1.1. Sulfitverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315<br />
5.6.1.2. Sulfatverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318<br />
5.6.2. Viskosegew<strong>in</strong>nung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317<br />
5.6.2.1. Aufbereitung <strong>der</strong> Laugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318<br />
5.6.2.2. Herstellung <strong>der</strong> Alkalicellulose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318<br />
5.6.2.3. Fertigstellung <strong>der</strong> Viskose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319<br />
5.6.3. Sp<strong>in</strong>nen <strong>der</strong> Viskose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319<br />
5.6.3.1. Aufbereitung des Sp<strong>in</strong>nbades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319<br />
5.6.3.2. Sp<strong>in</strong>nvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320<br />
5.6.3.3. Nachbehandlung <strong>der</strong> Faser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320<br />
5.6.4. Trocknen <strong>und</strong> Verpacken <strong>der</strong> Zellwolle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321<br />
5.7. Erzeugung von Futtermitteln. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321<br />
Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324<br />
Sachwörterverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326<br />
7