1. Einführung ................................................... 7
2. Aufgabenstellung ............................................ 10
3. Technischer Hintergrund ..................................... 12
3.1. Funktionsweise von Dampferzeugern ......................... 12
3.2. Metallische Werkstoffe von Dampferzeugern ................. 19
3.2.1. Kristallines Werkstoffgefüge warmfester
Stähle ............................................. 19
3.2.2. Dendritisches Werkstoffgefüge von
Auftragschweißungen ................................ 21
3.2.2.1. Schweißverfahren .......................... 22
3.2.2.2. Primäre Schweißgefüge ..................... 23
4. Ergebnisse .................................................. 30
4.1. Belagsbildung ............................................. 30
4.1.1. Einfluss der Aschekomponente auf Korrosion ......... 33
4.1.2. Einfluss der Salzkomponente auf Korrosion .......... 33
4.2. Korrosion durch geschmolzene Belagskomponenten,
Salzschmelzenkorrosion .................................... 34
4.3. Korrosion durch gasförmige Medien ......................... 36
4.3.1. Chlor .............................................. 36
4.3.2. Schwefel ........................................... 37
4.3.3. Sauerstoff ......................................... 37
4.3.4. Brom ............................................... 38
4.4. Herkunft des gasförmigen Chlors ........................... 41
4.5. Modelle und Definitionen der Hochtemperatur-Chlor
Korrosion ................................................. 42
4.6. Wärmefluss, Temperaturgradient und Abreinigen von
Belägen ................................................... 43
4.7. Konzept zur Untersuchung der Belagsentwicklung ............ 45
4.8. Belagsentwicklung und Korrosion auf Auftragschweißungen
mit Nickelbasislegierungen, ............................... 46
4.8.1. Korrosionsphänomene, bezogen auf die
Schweißgefüge ...................................... 46
4.8.2. Flächenhafte Abzehrung durch Hochtemperatur-Chlor-
Korrosion .......................................... 49
4.8.3. Selektive Korrosion durch Hochtemperatur-Chlor-
Korrosion .......................................... 54
4.8.4. Muldenförmige Korrosion durch
Salzschmelzen ...................................... 63
4.9. Belagsentwicklung und Korrosion auf warmfesten Stählen .... 70
4.9.1. Hochtemperatur-Chlor-Korrosion, normale und
dynamische Entwicklung ............................. 70
4.9.2. Salzschmelzenkorrosion und dynamische Hochtemperatur-
Chlor-Korrosion .................................... 81
5. Zusammenfassende Diskussion ................................. 91
5.1. Systematik der Korrosionsphänomene, Typisierung
der Korrosionsmechanismen ................................. 92
5.2. Brennstoff-, feuerungs- und werkstoffübergreifende
Belagsentwicklung ......................................... 97
5.3. Einflussfaktoren, „Handlungsspielraum für den
Betrieb" ................................................. 104
5.3.1. Ort und Zustand der Salze im Belag ................ 104
5.3.1.1. Unmittelbarer Kontakt' (Salze in Berührung
mit dem Werkstoff; dünne Beläge) ......... 104
5.3.1.2. Mittelbarer Kontakt' (Salze ohne direkten
Kontakt zum Werkstoff) ................... 105
5.3.1.3. Einfluss der Korrosionsprodukte auf Stahl
und Auftragschweißung .................... 106
5.3.2. Belagsdicke, Wärmefluss und Temperaturgradient
im Belag .......................................... 106
5.3.3. Freie und behinderte Gasdiffusion aufgrund der
Belagsentwicklung ................................. 107
5.4. Vier typische Szenarien der Belagsentwicklung ............ 108
6. Schlussfolgerungen, Bewertung und Ausblick ................. 110
7. Literatur .................................................. 115
Anhang ........................................................ 125
Anhang A: Primärenergieverbrauch und Energiebereitstellung
aus erneuerbaren Energieträgern ..................... 126
Anhang B: Zusammensetzung verschiedener Brennstoffe und Beispiele
für Transferkoeffizienten ........................... 127
Anhang C: Stabilitätsdiagramme von Fe-O-Cl bei 250°C, 450°C
und 550°C ........................................... 128
Anhang D: Stabilitätsdiagramme von Fe-O-S bei 250°C, 550°C
und 800°C ........................................... 129
Anhang E: Phasendiagramme der Systeme Zn-Na-K-Cl-S04 .......... 130
Anhang F: Phasendiagramme der Systeme Na-K-Pb-Cl-S04 .......... 131
Anhang G: T4-Temperaturen, Schmelz- und Siedepunkte verschiedener
Chloride ............................................ 132
Anhang H: Arbeits- und Analysenmethodik ....................... 133
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