DE102007063165A1 - Verfahren zum Herstellen einer Korrosionsschutzschicht an rauchgasseitigen Rohr- und Überhitzerflächen bei thermischen Verbrennungsanlagen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Korrosionsschutzschicht an rauchgasseitigen Rohr- und Überhitzerflächen bei Verbrennungsanlagen, insbesondere Müllverbrennungsanlagen oder Biomasseverbrennungsanlagen, wobei die Flächen unter Verwendung einer Nickelbasislegierung mit einer Schweißplattierung versehen werden und nach dem Schweißplattieren die Abkühlgeschwindigkeit erhöht wird.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Korrosionsschutzschicht an rauchgasseitigen Rohr- und Überhitzerflächen bei thermischen Verbrennungsanlagen.
- Der wirtschaftliche Betrieb und die zeitliche Verfügbarkeit von Müllverbrennungsanlagen oder Biomasseverbrennungsanlagen werden maßgeblich durch die Instandhaltungsaufwendungen dominiert. Dabei spielen Korrosionsprozesse eine wesentliche Rolle für den Verschleiß der Anlagen und sind deshalb eine bedeutende Größe bei den Instandhaltungsaufwendungen.
- Bei den eingesetzten Brennstoffen, wie Müll oder Biomasse, kommt es trotz Verwendung höher legierter Stahlsorten und trotz Einsatz verschiedener Beschichtungssysteme, u. a. Feuerfestssysteme auf keramischer Basis, thermische Spritzschichten und Schweißplattieren (Cladding), zur beschleunigten rauchgasseitigen Abzehrung von Rohr- und Überhitzerflächen aufgrund von Korrosionsprozessen, insbesondere aufgrund einer Hochtemperatur-Chlor-Korrosion. Begünstigt wird dieser Korrosionsprozess durch die Belagsbildung bestehend aus Asche bzw. Salzpartikeln an den Rohr- und Überhitzerflächen.
- Bis heute ist die wirksamste Maßnahmen zur Eindämmung der chlorinduzierten aktiven Korrosion der Einsatz von bestimmten Feuerfestsystemen auf keramischer Basis und das Schweißplattieren mit Nickelbasislegierungen.
- Beim Auftragsschweißen (Schweißplattieren) kommt es aber häufig zur Entmischung der einzelnen Legierungskomponenten und zum Aufmischen mit dem Grundwerkstoff.
- Die Schweißplattierungen erstarren mit einem dendritischen Gefüge mit Resteutektikum zwischen den primär erstarrten Dendriten. Diese Art der Gefügeausbildung neigt jedoch zur Segregation bestimmter Legierungselemente in den unterschiedlichen Gefügebereiche. Vorzugsweise reichert sich das Resteutektikum mit Legierungselementen an, die eine positive Wirkung auf den Korrosionsschutz haben, wie z. B. Molybdän.
- Dementsprechend weisen die primär erstarrten Dendriten eine geringe Konzentration dieser Legierungsbestandteile auf, weshalb sie im Allgemeinen der Ansatzpunkt für die Chlor und/oder Schwefel verursachte Korrosion sind. Es findet deshalb eine selektive Abzehrung der dendritischen Bereiche im Gefüge statt.
- Ferner ist bekannt, dass metallische Werkstoff in unterschiedlichen Gefügestrukturen erstarren können. Man unterscheidet zwischen dendritischer, globutarer, planarer und amorpher Erstarrung.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahen bereit zu stellen, mit dem eine Korrosionsschutzschicht an rauchgasseitigen Rohr- und Überhitzerflächen bei thermischen Verbrennungsanlagen hergestellt werden kann, welche gegen Korrosion resistenter ist.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gelöst, bei dem die Flächen unter Verwendung einer Nickelbasislegierung mit einer Schweißplattierung versehen wird und nach dem Schweißplattieren die Abkühlgeschwindigkeit erhöht wird.
- Die Art der Erstarrung kann erfindungsgemäß im wesentlichen durch die Abkühl- und Erstarrungsbedingungen und die Legierungszusammensetzung beeinflusst werden.
- Bei einer vorgegebenen metallischen Legierung sind zur Erzielung von globularen, planaren oder amorphen Erstarrungsgefügen hohe Erstarrungs- bzw. Abkühlgeschwindigkeiten vorteilhaft. Diese können durch entsprechende Verfahrensparameter, z. B. aktives Kühlen des Substrats oder niedrige Streckenenergien beim Auftragsschweißprozess, erzielt werden.
- Weiterhin sind Nickellegierungen zu verwenden, die unter den technisch realisierbaren Abkühlbedingungen in globularer, planarer oder amorpher Struktur erstarren. Das Erstarrungsverhalten lässt sich durch die Wahl der Legierungselemente und konzentration beeinflussen.
- Durch die Ausbildung der o. g. Gefügestrukturen wird die Segregation von einzelnen Legierungselementen vermindert, was sich positiv auf die Korrosionseigenschaften der gesamten Beschichtung auswirkt.
Claims (6)
- Verfahren zum Herstellen einer Korrosionsschutzschicht an rauchgasseitigen Rohr- und Überhitzerflächen bei Verbrennungsanlagen, insbesondere Müllverbrennungsanlagen oder Biomasseverbrennungsanlagen, wobei die Flächen unter Verwendung einer Nickelbasislegierung mit einer Schweißplattierung versehen werden und nach dem Schweißplattieren die Abkühlgeschwindigkeit erhöht wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schweißplattierung globulare, planare oder amorphe Erstarrungsgefüge erzeugt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißplattierung aktiv gekühlt wird.
- Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zu Kühlung Wasser, insbesondere Eiswasser oder Druckluft verwendet wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schweißplattieren niedrige Streckenenergien verwendet werden.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Schweißplattierung ein Laser verwendet wird.
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