Korrosionsschutz von Rohrplatten

Was bedeutet Korrosionsschutz für Rohrplatten in Wärmetauschern? Wie kann dieser Schutz erreicht werden? Welche Materialien und Methoden sind effektiv? Diese Fragen sind für Einkäufer und Ingenieure entscheidend, um die Langlebigkeit von Anlagen zu sichern.

Korrosionsschutz von Rohrplatten – Notwendigkeit

Bei der Herstellung von Rohrbündelwärmetauschern werden Rohrplatten und Rohre durch manuelles Lichtbogenschweißen verbunden, was zu unterschiedlich starken Defekten wie Vertiefungen, Porosität und Schlacke führt. Darüber hinaus ist die Kraftverteilung auf der Schweißnaht oft ungleichmäßig. Die Rohrplatte ist normalerweise industriellem Kühlwasser ausgesetzt, das Verunreinigungen wie Salz, Gas und Mikroorganismen enthält, die sowohl an der Platte als auch an der Schweißnaht elektrochemische Korrosion verursachen können. Die Konzentration von Chlorid und Sauerstoff im Kühlwasser spielt eine bedeutende Rolle bei der Korrosion des Metalls, ebenso wie die Komplexität der Metallstruktur, die die Korrosionsmorphologie beeinflusst. Lochfraß und Spaltkorrosion sind die häufigsten Korrosionsarten, die an Rohrplatten und Rohrschweißnähten auftreten und zu Korrosionsprodukten und Oberflächenkorrosion führen. Galvanische Korrosion kann auftreten, wenn Meerwasser als Medium verwendet wird. Chemische Korrosion ist ebenfalls ein Problem, wenn die Rohrplatte des Wärmetauschers mit verschiedenen chemischen Medien in Kontakt kommt. Darüber hinaus kann zwischen der Rohrplatte und dem Wärmetauscherrohr Doppelmetallkorrosion auftreten. Einige Rohrböden erodieren weiterhin durch das Korrosionsmedium und feste Rohrplattenwärmetauscher sind besonders anfällig für Leckagen an der Verbindung zwischen Rohrboden und Wärmetauschrohr aufgrund von Temperaturbelastung, was zu einem Ausfall des Wärmetauschers führt.

Korrosionsschutz von Rohrplatten – Einflussfaktoren

Welche Faktoren beeinflussen die Korrosion von Rohrplatten? Hier sind die Hauptfaktoren im Detail:

Faktor	Wie wirkt es sich aus?	Beispiel
Zusammensetzung und Konzentration des Mediums	Der Einfluss der Konzentration ist unterschiedlich. Bei höherer Konzentration kann Korrosion verstärkt auftreten, aber in einigen Fällen nimmt sie ab.	Bei Salzsäure ist die Korrosion umso schwerwiegender, je höher die Konzentration. Bei Schwefelsäure über 60% nimmt die Korrosion stark ab.
Verunreinigungen	Schädliche Ionen wie Chlorid, Schwefel oder Cyanid beschleunigen Korrosionsprozesse.	Chloridionen in Meerwasser führen oft zu Lochfraß.
Temperatur	Korrosion ist eine chemische Reaktion, die sich mit steigender Temperatur beschleunigt.	Bei jeder Temperaturerhöhung um 10°C kann sich die Korrosionsrate verdreifachen.
pH-Wert	Niedrigere pH-Werte erhöhen typischerweise die Metallkorrosion.	Saure Medien mit pH unter 3 sind besonders aggressiv.
Durchflussrate	Höhere Strömungsgeschwindigkeiten können Korrosion durch mechanischen Abtrag verstärken.	In Rohrleitungen mit hohem Durchfluss ist Erosionskorrosion häufig.

Wie können diese Faktoren kontrolliert werden? Die Auswahl geeigneter Materialien wie Korrosionsschutz von Rohrplatten mit speziellen Legierungen kann helfen. Polymerverbundwerkstoffe bieten ebenfalls Schutz durch hervorragende Hafteigenschaften, Temperaturbeständigkeit und chemische Resistenz. Das Material ist zu 100 % fest, enthält keine flüchtigen Substanzen, kann sicher in einer geschlossenen Umgebung verwendet werden und schrumpft nicht. Es bietet eine langfristige Schutzbeschichtung gegen Leckagen.

Korrosionsschutz von Rohrplatten – Verfahren

Wie wird der Schutz praktisch umgesetzt? Hier ist ein detaillierter Ablauf:

Werkzeuge und Ausrüstung: Bohrmaschine, Sandstrahlgerät, Schutz aus Segeltuch oder Kunststoff, Kork, Alkohol oder Aceton, Schaber, Spiralgerät, Müllsäcke, Taschenlampe, Netzteil, Gummihandschuhe, Schutzhelm, Schutzbrille, Lappen, Bürsten.

Schritte:

• Schritt 1: Öffnen der Endkappe – Mit einem Haartrockner und einem Gebläse zum Trocknen der Rohroberfläche und des Wassers im Inneren. Korkstopfen verschließen die Düse, um die Bördelung beim Sandstrahlen zu schützen.
• Schritt 2: Sandstrahlen – Sandstrahlen mit einer Leinwand oder anderen Schutzvorrichtungen, um Verschmutzung zu vermeiden. Quarzsand reinigt die Oberfläche und erhält den Metallcharakter. Nach dem Strahlen wird der Korken entfernt.
• Schritt 3: Lösungsreinigung – Reinigung der Metalloberfläche von Verunreinigungen und Öl mit Alkohol oder Aceton.
• Schritt 4: Beschichtung – Auffüllen von Rohrplatte und Innenwand mit Polymerreparaturmaterialien, um Wasserwirbel zu vermeiden. Gleichmäßiges Auftragen von Polymerflüssigkeitsschutzmaterial auf die gesamte Oberfläche, besonders an der Verbindung zwischen Platte und Rohr für Abdichtung.
• Schritt 5: Aushärten – Aushärten entsprechend den Materialanforderungen, danach kann der Produktionsbetrieb aufgenommen werden.

Was sind alternative Methoden? Neben Polymerbeschichtungen können auch kathodischer Schutz oder spezielle Lackierungen eingesetzt werden. Die Wahl hängt von Faktoren wie Medium, Temperatur und Kosten ab.

Rohrboden für Rohrbündelwärmetauscher – Ein Beispiel für geschützte Konstruktion.

Korrosionsschutz von Rohrplatten – Materialauswahl

Welche Materialien eignen sich am besten? Die Tabelle unten vergleicht Optionen:

Material	Vorteile	Einsatzbereiche
Edelstahl (z.B. 316L)	Hohe Beständigkeit gegen Chloridkorrosion, langlebig.	Marineanwendungen, chemische Industrie.
Naval Brass	Gute Korrosionsbeständigkeit in Meerwasser, leicht zu verarbeiten.	Schiffsbau, Kühlwassersysteme. Mehr zu Korrosionsschutz von Rohrplatten mit Naval Brass.
Polymerverbundwerkstoffe	Flexibel, chemikalienresistent, einfach aufzutragen.	Reparaturen, Schutz in aggressiven Medien.
Titan	Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, aber teuer.	Hochkorrosive Umgebungen wie Pharma oder Offshore.

Wie wählt man das richtige Material? Faktoren wie Kosten, Lebensdauer und spezifische Umgebungsbedingungen müssen abgewogen werden. Für viele Anwendungen bieten Legierungen wie Naval Brass ein gutes Gleichgewicht.

Abschließend ist Korrosionsschutz von Rohrplatten ein kritisches Thema für die Industrie. Durch Verstehen der Ursachen, Einflussfaktoren und Schutzmethoden können Ausfälle reduziert und die Effizienz von Wärmetauschern gesteigert werden. Regelmäßige Wartung und Materialprüfung sind ebenso wichtig wie die initiale Auswahl geeigneter Komponenten.