DE4429975C1 - Verfahren zur Vermeidung von Lokalkorrosion bei Schweißverbindungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Schweißverbindungen, um beim Einsatz Lokalkorrosion an diesen Stellen zu verhindern.

Thermisch gebildete Metalloxide, wie sie beispielsweise beim Schweißen oder durch Wärmebehandlungen von passivierbaren Stählen in Gegenwart von Sauerstoff oder bei geringen O₂-Partialdrücken entstehen, wirken sich schädlich auf das Korrosionsverhalten, insbesondere auf die Beständigkeit gegen lokalen Korrosionsangriff (Lochkorrosion, Spaltkorrosion) nichtrostender Stähle unab­ hängig von ihrer Gitterstruktur und von ihrem Gefügezustand aus [Cahooh, J. R., Bandy, R., Corrosion 36 (1982), 299; Turner, S., Robinson, F. P. A., "The Effect of the Surface Oxides Produced during Welding on the Corrosion Resistance of Stainless Steels", Corrosion Sept. 1989, S. 710-716; Diab, A. S. M., Schwenk, W., "Beeinträchtigung der Lochkorrosionsbeständigkeit von CrNi-Stählen durch dünne Oxidschichten", Werkstoffe und Korrosion 44, 367-372 (1993)]. Es wurde daher versucht, hier Abhilfe zu schaffen. So wurden die geschweißten Stellen (Schweißverbindungen, Schweißnähte) oder wärmebehandelten Stellen beispiels­ weise mechanisch (bürsten, schleifen, strahlen) bearbeitet oder auch mit sauren Medien unterschiedlicher Zusammensetzung gebeizt. Aufgrund der einfachen Handhabung und der guten Wirkung wird vorzugsweise gebeizt, da die mecha­ nische Behandlung allenfalls die Korrosionsbeständigkeit geringfügig verbessert. Das Beizen hat jedoch auch eine Reihe von Nachteilen. So ist diese Methode sehr kostenintensiv, insbesondere bei Rohrleitungssystemen großer Länge, und zudem muß anschließend die gebrauchte, mit Metallionen kontaminierte Beizlösung ent­ sorgt werden. Der Einsatz von Säuren als Beizlösung erfordert zudem erhebliche Sicherheitsmaßnahmen.

In DE-C 31 04 112 wird ein Verfahren zur Ausbildung von oxidischen Schutzschichten auf Hochtemperaturlegierungen beschrieben, wobei die Legierung nach einer Glühbehandlung in Wasserstoff einem Oxidationsprozeß unter Anwendung eines niedrigen Oxidationspotentiales bei Temperaturen zwischen 900°C und 1000°C unterworfen wird.

Ein Verfahren zur Herstellung von Oxidschichten auf legierten Stählen nach einer mechanischen und/oder chemischen Vorbehandlung wird in DE-A 38 06 933 beansprucht. Die Oxidation wird mit Wasserdampf bei Temperaturen zwischen 450°C und 490°C durchgeführt.

In DE-A 34 19 638 werden die Oberflächen von Metallen bzw. Metallegierungen oxidisch geschützt, indem die Oberflächen in oxidierender Atmosphäre unter Variation des Sauerstoffpartialdruckes bei hohen Temperaturen oxidiert werden.

Schützende Oxidschichten auf Stählen werden in CH-A 648 602 mittels Wasser­ dampf mit einem Partialdruck von etwa 20 mbar und bei Temperaturen von 480 bis 800°C erzeugt.

In US 3 969 153 wird eine Oxidschicht auf der inneren Oberfläche eines Kessel­ rohres erzeugt, indem das Rohr bei sehr hohen Temperaturen (500°C bis 1 100°C) einer Wasserdampfatmosphäre ausgesetzt wird.

Aufgabe war es daher, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das es gestattet, Schweißverbindungen bei passivierbaren Stählen effizient und wirtschaftlich zu be­ handeln, so daß diese Schweißverbindungen oder die wärmebehandelten Zonen danach korrosionsbeständiger sind.

Diese Aufgabe konnte durch das erfindungsgemäße Verfahren gelöst werden.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Vermeidung von Korrosions­ schäden an Schweißverbindungen, in Wärmeeinflußzonen von Schweißverbin­ dungen und in wärmebehandelten Zonen in Bauteilen aus nichtrostenden Stählen mit Chromgehalten von 12 Gew.-%, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß nach dem Schweißen bzw. der Wärmebehandlung die Schweißverbindungen und die Wärmeeinflußzonen der Schweißverbindungen bzw. die wärmebehandelten Zonen bei Temperaturen von 100 bis 250°C fünf bis sechzig Minuten, vorzugs­ weise 15 bis 45 Minuten lang einer Wasserdampfatmosphäre ausgesetzt werden.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten, geschweißten oder wärmebehandelten Bauteile werden bevorzugt dort eingesetzt, wo sie mit Wasser unterschiedlicher Herkunft und Einsatzgebiet in Berührung kommen, wie z. B. Kühlwasser, in Kühlkreisläufen, in Feuerlöschleitungen, Uferfiltrat usw. Allgemein werden die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten, geschweißten oder wärmebehandelten Bauteile aus nichtrostenden Stählen in der Chemie-, Kraftwerks- und Umwelttechnik eingesetzt.

Die Erfindung soll anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert werden.

Beispiele Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)

Es wurde eine Rohrleitung mit einer Länge von etwa 1,70 m aus dem nicht­ rostenden Stahl des Typs X 6 CrNiMoTi 17 12 2 (Werkstoffnummer 1.4571; chemische Zusammensetzung: 16,9 Gew.-% Cr, 11,2 Gew.-% Ni, 2,08 Gew.-% Mo, 0,35 Gew.-% Ti, 0,29 Gew.-% Co, <0,01 Gew.-% N, 0,001 Gew.-% S, 0,03 Gew.-% P, 0,35 Gew.-% Si, <0,04 Gew.-% C, 1,5 Gew.-% Mn, Rest Fe) mit mehreren Schweißnähten unterschiedlicher Anlauffarben (entspricht verschieden ausgebildeten Oxiden beim Schweißen) hergestellt. Eine der Schweißnähte wurde vor dem Einsatz des Rohres gebeizt (Beizlösung: 20% HNO₃/3% HF/77% H₂O). Durch das Rohr wurde bei 40°C mehrere Wochen lang Flußuferfiltrat (enthielt zudem Biomasse aus Kiesbettfilter an der Wasserentnahmestelle des Flusses) gepumpt. Mit Ausnahme der strohgelb angelaufenen Schweißnähte sowie der gebeizten Schweißnaht zeigten sich bereits nach sechs Wochen bei den übrigen Schweißnähten sowie in den Wärmeeinflußzonen der Schweißnähte Loch­ korrosion und Rohrwanddurchbrüche.

Beispiel 2 (Erfindung)

Es wurde eine Rohrleitung wie in Beispiel 1 hergestellt, allerdings mit dem Unterschied, daß die Schweißnähte nachträglich mit 5 bar-Dampf entspricht einer Temperatur von 158,8°C eine halbe Stunde lang behandelt wurden. Anschließend wurde die Rohrleitung mit Flußuferfiltrat wie in Beispiel 1 bei Temperaturen bis zu 55°C beaufschlagt. Nach über einem Jahr wurde keine Korrosion an den Schweißnähten und in den Wärmeeinflußzonen der Schweißnähte beobachtet.

Claims (1)

1. Verfahren zur Verhinderung von Korrosionsschäden an Schweißverbin­ dungen, in Wärmeeinflußzonen von Schweißverbindungen und in wärmebe­ handelten Zonen in Bauteilen aus nichtrostenden Stählen mit Chrom­ gehalten von 12 Gew.-%, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Schweißen bzw. der Wärmebehandlung die Schweißverbindungen und die Wärmeeinflußzonen der Schweißverbindungen bzw. die wärmebehandelten Zonen bei Temperaturen von 100 bis 250°C fünf bis sechzig Minuten, vorzugsweise 15 bis 45 Minuten, lang einer Wasserdampfatmosphäre aus­ gesetzt werden.