Werkstofftechnische Bauteilschadensanalyse kleiner Rohrleitungen einer Dieselproduktionsanlage in einer Ölraffinerie

PM Artikel

01.08.2024

E. Cagliyan , B. Fischer , M. Giller und A. Neidel

Materialographie

Bauteilmetallographie

Nickel-Basis-Legierungen

Ölraffinerie

Metallurgische Ausfallanalyse

Spannungsrisskorrosion

Rohrleitungen

Chloridionen

In der Raffinerie des Kunden traten wiederholt Kohlenwasserstofflecks auf. Da es immer wieder zu diesen Schadensfällen kam, wandte sich der Betreiber an das Labor der Autoren, um eine zweite Meinung zur metallurgischen Grundursache einzuholen. Durch Informationen vom Kunden war bekannt, dass in der Diesel Hydrotreating Unit (DHU) korrosive Stoffe auftreten, es kommt beispielsweise zur Ausfällung von Ammoniumchlorid-Salzen. Anhand der Ergebnisse der Untersuchung, dem Gegenstand dieses Beitrags, konnte das Fazit der ursprünglichen metallurgischen Ursachenanalyse bestätigt werden: Die entsprechenden Rohrleitungen versagten aufgrund transkristalliner, Chloridionen-induzierter Spannungsrisskorrosion (Cl-SpRK). Die metallurgische Grundursache der Schäden an den Rohrleitungen mit kleinem Durchmesser ist demnach Chloridionen-induzierte Spannungsrisskorrosion. Zu beobachten war eine charakteristische Rissmorphologie, die eindeutig einer transkristallinen Cl-SpRK zuzuordnen ist. Ein Wechsel zum Nickelbasis-Werkstoff Alloy 625, der aufgrund seiner mutmaßlichen Unempfindlichkeit gegenüber Chloridionen-induzierter Spannungsrisskorrosion bereits vom Kunden in Erwägung gezogen wurde, wäre eine gute, wenn auch kostspielige Lösung. Es sollte an dieser Stelle aber betont werden, dass es (mit Ausnahme einiger Titanlegierungen) keine metallischen Werkstoffe gibt, die bei entsprechend aggressiven Umgebungsbedingungen gänzlich unempfindlich gegenüber SpRK sind. Kann also die Quelle der Chloridionen nicht beseitigt werden, was hier wahrscheinlich der Fall ist, müssen möglicherweise regelmäßige Inspektionen und ein Austausch dieser Rohrleistungssysteme in Erwägung gezogen werden. Darüber hinaus sollte darauf hingewiesen werden, dass es selbst bei Chlorkonzentrationen von unter 50 ppm keine Garantie dafür gibt, dass es nicht zu einer SpRK kommt, da sich Chloride in Spalten, Korrosionsnarben etc. konzentrieren können. Von Bedeutung ist demnach nicht die globale, sondern vielmehr die lokale Konzentration.

Zitieren Sie diesen Artikel

Cagliyan, E., Fischer, B., Giller, M. and Neidel, A.. "Metallurgical failure investigation of small bore piping (SBP) in a diesel hydrotreating unit (DHT) of an oil refinery" https://doi.org/10.1515/pm-2024-0046 © 2023 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston, Germany

Zeitschrift

Practical Metallography, vol. 61, no. 8, 2024, pp. 522-542

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