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Korrosionsschutz

Hydrothermalbeständige Keramik für hochbeanspruchte Apparaturen und Armaturen

| Redakteur: Anke Geipel-Kern

Schnitt durch einen keramischen Kugelhahn (Ceram)
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Schnitt durch einen keramischen Kugelhahn (Ceram)

Korrosionsschutz ist in Chemieanlagen Thema Nummer 1, wenn es um die Langlebigkeit von Armaturen und Apparaten geht. Keramikwerkstoffe aus aluminiumverstärktem Zirkonoxid verlängern dank ihrer guten mechanischen Eigenschaften Standzeiten und Wartungsintervalle und helfen dem Betreiber Geld zu sparen.

Heißdampf oder überkritisch heißes Wasser läßt Pumpen, Dichtungssysteme oder Armaturen und andere Regeleinrichtungen korrodieren und verkürzt deren Lebensdauer in der Chemieanlage. Die neue ATZ-Hochleistungskeramik verfügt über hohe Härte, Abrieb-, Korrosions- und Temperaturbeständigkeit und ermöglicht es, Maschinen und Apparaturen auch unter intensiveren Bedingungen zu betreiben. Komponenten leben länger, die Wartungsintervalle werden länger und für den Betreiber wird der Prozess wirtschaftlicher. Besonders beansprucht werden Armaturen und Ventile, die daher oft mit keramischen Werkstoffen ausgekleidet sind.

So sind bei Kugelventilen mit keramischen Sitzen die in druckbelasteten Systemen auf die Kugel wirkenden Kräfte nicht zu unterschätzen und erfordern ein enormes Drehmoment für deren Verstellung. Deshalb müssen diese Systeme sehr robust ausgeführt werden und es sind Keramiken mit hoher Festigkeit gefragt, um diese im Eingriff der Schaltwelle nicht zu schädigen. Außerdem ist eine hohe Überdeckung der Dichtflächen zwischen der „Auf-Zu-Stellung“ der Ventile notwendig, damit diese langfristig betriebssicher funktionieren. Störungen dabei führen schnell zu Schädigung durch Undichtigkeiten. Dabei ist es häufig unklar, ob es sich um reinen Strömungsverschleiß, Abrasion, Korrosion, hydrothermale Effekte oder auch Kavitation handelt (oder auch deren Überlagerungen), die Folge ist jedoch in jedem Fall ein Ausfall der Armatur nach kurzer Zeit.

Verschleißschutz durch Keramik

Um für die jeweiligen Systembedingungen einen Verschleißschutz durch Einsatz von Keramik zu erreichen, ist es notwendig, aus der Vielzahl keramischer Werkstoffe und Qualitäten mit einer jeweils spezifischen Kombination von Eigenschaften, den geeignetsten Werkstoff auszuwählen – am besten in enger Absprache mit den Herstellern. Aus der Vielzahl von Varianten heben sich vier dichte Keramiken heraus, die in den meisten Fällen das gestellte Problem lösen können:

  • Aluminiumoxid (Al2O3),
  • teilstabilisiertes Zirkonoxid (ZrO2 bzw TZP),
  • Siliziumcarbid (SiC/S-SiC)
  • Siliziumnitrid (Si3N4).
Ergänzendes zum Thema
 
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