Korrosion an Dichtflächen von Flanschverbindungen

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Fischcr u. Zitter: Korrosion an Dichtflidicn von Flanschverbindungen 17 dener Betonzusammensetzuiig einer sehr deutlich aus- gepragten gemeinsamen Primarreaktion unterliegen, deren EinfIui3 auf die Betonfestigkeit und deren Aggressions- geschwindigkeit in einem engen Bereich liegt. Aus den1 Kurvenverlauf der Abb. a wird durch eine ausgepragte Richtungslnderung deutlich, dai3 diese Aggressionsperiode in 2 Aggressionsabschnitten ablauR und zwar liegt der Bereich des 1. Abschnittes bei einer Einlagerungsdauer von bis zu 0,5 Jahren und der 2. Abschnitt von 0,5 bis zu 1 Jahr. Die Abb. b zeigen, dai3 der 1. Aggressionsabschnitt sich von dem 2. Abschnitt durch eine hohere Aggressions- geschwindigkeit unterscheidet. Erst nach Ablauf dieber gemeinsamen Primarreaktion zeigen die verschiedenen Zementarten und Betonzusammensetzungen bei fort- schreitender Einwirkung Unterschiede in ihrem Aggres- sionsverhalten. I a) I bJ Abb. 16a und b. Ola-Differenz der Druckfcstigkcic und Anstiegwinkel a der Geraden dcr oio-Festigkeitskurvcn von Beton aus PZ und HOZ (Zemenr- jiehalr - 250/270 kg/mq) na& Abb. 15a u. b in Abhangigkeir der Lagerungr- dauer in Jhr. Mittels der graphischen Darstellung der Mittelwerte der % -Festigkeitsdifferenz und des linearen Anstieg- winkels a der Versuchszemente bei starkerer (A) und schwacherer (B) aggressiver Einwirkung und bei verschie- dencm Zementgehalt A, B = Zementgehalt - > 400 kgim3, A/B’ = Zementgehalt 2501270 kg!m3 ist es gelun- gen, den zeitlichen Ablauf dieser Aggressionsperiode klar- zustellen. Aus der graphischen Darstellung 17a ergibt sich die beinerkenswerte Feststellung, dai3 der Einfld der Primar- reaktion auf die Festigkeit von Beton aus PZ und HOZ bei der aggressiven Einwirkung A und B bei Beton mit Korrosion an Dichtflachen verschiedenem Zementgehalt gleichartig und der Unter- schied zwischen A und B und A’iB‘ nach deren Ablauf nach 1 Jahr Einlagerung in sehr engen Grenzen liegt. Eine Zementmenge < 300 kgim3 verstarkt nur den Einflui3 des 1. Aggressionsabschnittes auf die Festigkeit des Betons. Der Kurvenverlauf A A’ und B B’ von 1 bis 5 Jahren ist gleichartig gemai3 dem verschiedenen Aggressionseffekt von A und B bei fortschreitender Einwirkung. Ahh. 17 a ~~nd b. hlittelwerte der O/o-Differenz der Druckfestigkeit und des Anstiegwinkrls a der Geraden der O/o-Fescigkeirskurven von Beton aus PZ und HOZ mit einem Zemcntgehalr von = > 400 kgirn3 und 2501270 kg/mJ bei starkerer (A, A’) und schwIcherer (B, B’) aggressiver Einwirkung in Ahhingigkeir der Lagerungsdauer von 0,5, 1 und 5 Jlir. A, B = Zementgehalt = > 400 kg/m3; - 0; A‘, B’ = Zementgehalt = 2501270 kg/ms - - - 0 ; Aus der graphischen Darstellung 17b ergibt sich durch ausgepragtc Knickpunkte im Kurvenverlauf, dad die beiden Aggressionsabschnitte 1 und 2 sich deutlich durch verschieden hohe Aggressionsgeschwindigkeiten unter- scheiden. Be; einem Zementgehalt des Betons < 400 kgirna wird in Obereinstimmung mit der graphischen Aus- wertung nach Abb. 17a nur die Aggressionsgeschwindig- keit des 1 Abschnittes erheblich gesteigert. Ein 3. Aggres- sionsabschnitt ist gegenuber den spontan bzw. verhaltnis- niai3ig rasch ablaufenden bciden Aggressionsabschnitten der Primarreaktion durch eine stark ausgepragte Ande- rung der Aggresmmsgeschwindigkeit und durch einen erheblich langsameren Verlauf der Aggression bei fort- schreitender Einwirkung gekennzeichnet. Fortsetzung (Ted 2) mit Zusammenfassung und Schrifftum folgt in Heft 2/1960. von Flanschverbindungen Von Christian Fischer und Herbert Zitter, Kapfenberg (Mitteilung aus den Forschungsanstalten der Edelstahlwerke Gebriider Bohler & Co., AktiengesellschaR, Kapfenberg) In den letzten Jahren h;iuften sich KorrosionsfSlle an DichtflSchen von Flanschverbindungen, insbesondere aus rost- und saurebestlndigen Stahlen in der Papierindustrie. Es handelt sich hier um einen auf die Dichtungsflachen begrenzten ortlichen Angrifl, der aui3erordentlich rash fortschreiten kann. Die Rohrleitungen und Behalter bleiben dabei vollkommen unangegriff en. Diese Falle wur- den, wie zu erwarten, als Beanstandungen an die Stahl- hersteller herangetragen. Die in der Papierindustrie auftretende chemische Be- anspruchung beim Aufschlieden von Holz nach dem Sulfitverfahren ist gegeben durch eine wai3rige Losung, Jahrgang 1960 Heft 1

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Fischcr u. Zitter: Korrosion a n Dichtflidicn von Flanschverbindungen 17

dener Betonzusammensetzuiig einer sehr deutlich aus- gepragten gemeinsamen Primarreaktion unterliegen, deren EinfIui3 auf die Betonfestigkeit und deren Aggressions- geschwindigkeit in einem engen Bereich liegt. Aus den1 Kurvenverlauf der Abb. a wird durch eine ausgepragte Richtungslnderung deutlich, dai3 diese Aggressionsperiode in 2 Aggressionsabschnitten ablauR und zwar liegt der Bereich des 1. Abschnittes bei einer Einlagerungsdauer von bis zu 0,5 Jahren und der 2 . Abschnitt von 0,5 bis zu 1 Jahr. Die Abb. b zeigen, dai3 der 1. Aggressionsabschnitt sich von dem 2 . Abschnitt durch eine hohere Aggressions- geschwindigkeit unterscheidet. Erst nach Ablauf dieber gemeinsamen Primarreaktion zeigen die verschiedenen Zementarten und Betonzusammensetzungen bei fort- schreitender Einwirkung Unterschiede in ihrem Aggres- sionsverhalten.

I a) I bJ

A b b . 16a und b. Ola-Differenz der Druckfcstigkcic und Anstiegwinkel a der Geraden dcr oio-Festigkeitskurvcn von Beton aus PZ und HOZ (Zemenr- jiehalr - 250/270 kg/mq) na& Abb. 15a u. b in Abhangigkeir der Lagerungr-

dauer in Jhr.

Mittels der graphischen Darstellung der Mittelwerte der % -Festigkeitsdifferenz und des linearen Anstieg- winkels a der Versuchszemente bei starkerer (A) und schwacherer (B) aggressiver Einwirkung und bei verschie- dencm Zementgehalt A, B = Zementgehalt - > 400 kgim3, A/B’ = Zementgehalt 2501270 kg!m3 ist es gelun- gen, den zeitlichen Ablauf dieser Aggressionsperiode klar- zustellen.

Aus der graphischen Darstellung 17a ergibt sich die beinerkenswerte Feststellung, dai3 der E in f ld der Primar- reaktion auf die Festigkeit von Beton aus PZ und HOZ bei der aggressiven Einwirkung A und B bei Beton mit

Korrosion an Dichtflachen

verschiedenem Zementgehalt gleichartig und der Unter- schied zwischen A und B und A’iB‘ nach deren Ablauf nach 1 Jahr Einlagerung in sehr engen Grenzen liegt. Eine Zementmenge < 300 kgim3 verstarkt nur den Einflui3 des 1. Aggressionsabschnittes auf die Festigkeit des Betons. Der Kurvenverlauf A A’ und B B’ von 1 bis 5 Jahren ist gleichartig gemai3 dem verschiedenen Aggressionseff ekt von A und B bei fortschreitender Einwirkung.

Ahh. 17 a ~ ~ n d b. hlittelwerte der O/o-Differenz der Druckfestigkeit und des Anstiegwinkrls a der Geraden der O/o-Fescigkeirskurven von Beton aus PZ und HOZ mit einem Zemcntgehalr von = > 400 kgirn3 und 2501270 kg/mJ bei starkerer (A, A’) und schwIcherer (B, B’) aggressiver Einwirkung in

Ahhingigkeir der Lagerungsdauer von 0,5, 1 und 5 Jlir. A, B = Zementgehalt = > 400 kg/m3; - 0 ; A‘, B’ = Zementgehalt = 2501270 kg/ms - - - 0 ;

Aus der graphischen Darstellung 17b ergibt sich durch ausgepragtc Knickpunkte im Kurvenverlauf, dad die beiden Aggressionsabschnitte 1 und 2 sich deutlich durch verschieden hohe Aggressionsgeschwindigkeiten unter- scheiden. Be; einem Zementgehalt des Betons < 400 kgirna wird in Obereinstimmung mit der graphischen Aus- wertung nach Abb. 17a nur die Aggressionsgeschwindig- keit des 1 Abschnittes erheblich gesteigert. Ein 3 . Aggres- sionsabschnitt ist gegenuber den spontan bzw. verhaltnis- niai3ig rasch ablaufenden bciden Aggressionsabschnitten der Primarreaktion durch eine stark ausgepragte Ande- rung der Aggresmmsgeschwindigkeit und durch einen erheblich langsameren Verlauf der Aggression bei fort- schreitender Einwirkung gekennzeichnet.

Fortsetzung (Ted 2 ) mit Zusammenfassung und Schrifftum folgt in Heft 2/1960.

von Flanschverbindungen Von Christian Fischer und Herbert Zitter, Kapfenberg

(Mitteilung aus den Forschungsanstalten der Edelstahlwerke Gebriider Bohler & Co., AktiengesellschaR, Kapfenberg)

I n den letzten Jahren h;iuften sich KorrosionsfSlle an DichtflSchen von Flanschverbindungen, insbesondere aus rost- und saurebestlndigen Stahlen in der Papierindustrie. Es handelt sich hier um einen auf die Dichtungsflachen begrenzten ortlichen Angrifl, der aui3erordentlich r a s h fortschreiten kann. Die Rohrleitungen und Behalter

bleiben dabei vollkommen unangegriff en. Diese Falle wur- den, wie zu erwarten, als Beanstandungen an die Stahl- hersteller herangetragen.

Die in der Papierindustrie auftretende chemische Be- anspruchung beim Aufschlieden von Holz nach dem Sulfitverfahren ist gegeben durch eine wai3rige Losung,

Jahrgang 1960 Heft 1

18 Fisher u. Zirter: Korrosion an Dichtflachen von Flanschverbindungen

enthaltend 4 bis 6 !% Schwefeldioxyd und 1 his 1,2 % Cal- ciumoxyd (als Calciumbisulfit). Die Temperatur liegt all- gemein zwischen 135 bis 145' C, wobei der Druck etwa 6 atii betragt. Um die Leistung der Kocher zu erhohen, wurden diese Groflen in den letzten zehn Jahren durch- weg an die obere Grcnze verschoben. Dadurch ist selbst- verstandlich auch der chemische Angriff auf den Kocher und die Rohrleitungsteile erheblich gestiegen.

Der gegen diese Reanspruchung gut bewahrte 18-10-2i Cr-Ni-Mo-Stahl hat sich auch gegeniiber den verscharften Bedingungen als ausreichend bcstandig erwiesen. Auch die anderen in der Zahlentafel 1 zusammengefaflten Stahle und Stahlguiilegierungen sind diesen Beanspruchungeii durchaus gewachsen.

2 a h ; e n i a f e l 1 Niuhtrostende und riurebertihdige St ihle und GuRlegierungen in der

Papirrindustrie

w'crk- Markenbezeihnung C C r Ni Mo stoff- h'r. D I N 17 006 0;" "in " j " SOnlf.

4401 X S CrNiMo 1810 0,OS 17,s 11 2,2 - 4580 X 10 CrNlMoNb 1810 0,08 17,s 11.5 2,2 + N b 4571 X lo CrNiMoTi IS10 0,OS 17,; 11,s 2,2 + Ti

(2324;1) 0,08 27 5 1,5 -

4401 GX 5 CrNiMo 1810 0,Oi 17,s 11 Z,? - 45SO GX 10 CrNiMuNb 1810 0.10 17.5 11,5 2.2 + Nb

(2324:') 0,07 27 5 1,5 - '>) mrbprechend schwedischer Norm SIS 142324

An den Dichtflachen wurden jedoch diese Stahle, unab- hangig voii der Art der Flanschverbindung, durch die Kochersaure stark angegriffen (Abb. 1 his 6). Als Dich- tungsmaterial wurde in allen Fallen eine mit Gummi oder Kunststoff getrankte Asbcstmasse verwendet. Dieses Material wird in Platten verschiedener Qualitat und Starkc gcliefert und vom Verbraucher nach Bedarf aus- gestanzt bzw. geschnitten, wodurch imrner frische Schnitt- flachen mit der Saure in Beriihrung kommen.

Abb. 2. Korrosion an Dichrungssdwibe BUS 18-10-2:Cr-lii-rMo-Srahl (3/268/17)

Die Dichtflachen mit Rillen zeigen die Anfressungen allgemein erst nach der ersten Dichtungsrille, wahrend die glatte Innenflache bis zur ersten Rille unangegriffen

Abb. 3. Korrosion an Di&turigsrchelbe aus lR-lO-2/Cr-Ni-Mo-Stahl (Abb. 2) yon Korrosions- und DichtuiiRircrten befreit (3'291/16)

bleibt. In den aui3eren Rillen geht der Angriff nicht selten von den Rillen selbst aus. Das Dichtungsmaterial wird ebenfalls stark angegriffen, wobei es eine dunkelgraue

Ahh. 1. Korrosion an Schweifltlansch aus 18-10~2/Cr-Ni-Mo-StahI AbL. 4. Korrosion an ciner Dichtungsscheibe aus lS-lO-2iCr-Ni-Mo-Stahl (3:197/07) (3/137/1R)

Die beschriebenen Anfrcssungen traten in erster Lillie an den Dichtflachen auf, die nahe dem Kocher, also an Stellen hoherer Temperatur, liegen. Der Angriff erfolgte von senkrechten Rohren entweder iiber die gesamte Dicht- flache (Abb. 2 und 3 ) oder in Form regellos verteilter Iiiseln (Abb. 4). Flanschverbindungen von waagerechten Rohren wurden nieist sichelformig (Abb. 5) angegriffen.

Farbe anniinmt und seine Festigkcit verliert. An Schnitt- flachen der Dichtungen, die in die Rohrleitungen hinein- ragen, wurden besonders die inneren Teile oft heraus- d o s t .

khnliche Korrosionsfalle an Flanschverbindungen wur- den in den letzten Jahren in der amerikanischen Literatur beschrieben. Diese fiihrten bei verschiedenen chemischcn

Werkstoffe und Korrosion

Fischer u. Zitter: Korrosion a n Dihtflachen von Planschverbindungen 19

Beanspruchungen nicht nur zur Undichtigkeit dieser Ver- bindungen, sondern auch zur Zerstorung ganzer Flansche (1 bis 4).

Ahh. 5 . Karrosion an einem Biirdel aus 17-13-5/Cr-Ni-Mo-Stahl (31215117)

Abb. 6 . Korrosion an einem Bordel aus lS-lO-Z/Cr-Ni-Mo-Srahl (3/264/06)

Da verschiedene Dichtungsmaterialien in Verwendung standen, und die Korrosionserscheinungen nur fallweise auftraten, war es moglich, dai3 nur eine bestimmte Sorte von Dichtungsmateriai den Angriff auf den Stahl hervor- rief. Es wurden daher die in Frage kommenden Dich- tungsmaterialien in einem Hochschulinstitut cheinisch untersucht. Das Ergebnis dieser Prufung ist in Zahlen- tafel 2 wiedergegeben. Interessant ist, dai3 bei einer Extraktion mit 8 % iger schwefeliger Saure nahezu ein Drittel beider Dichtungsmassen in Losung geht.

Z a h l e n t a f e l 2 Chemische Untersuchungen yon Dichtungen

Unrersuchungrarr: Probe 1 Probe 2

Wasserextrakt bci q u a l i t a t i v : Ma++, (31- q u a l i t a t i v : Ma++, SO4 100" c GI- iii Spuren

Wasserexrrakt hei Extrakttrodrenrfidrsrand Extl.akttrodtenriickistand 1503 (3 1 . I hDio 1.26Oio

davon 0,12"/0 Mg davon 0,1Zulo hlg 0,029n/o C1 0,0056",'0 CI

Extrakt mit P/uiger Extraktrrodtenrficksta~d Exrraktrruckcnriickstand schwefeliger S5ure 29,24Va 27,78"/0 bei 150' C dovon Restoxvde 4.75"!0 R.OJ

4,7Y!okr01 2,7701" Mg

2;78O/o Mg

Ein Unterschied besteht lediglich im Chlor-Gehalt, dem bekanntlich bei einem ortlichen Angriff eine wesentliche Bedeutung zukommt. Die absoluten Gehalte a n Chlor liegen aber in beiden Fallen unter 0,03 %. Es ist klar, daB

dieser Unterschied im Chlor-Gehalt bei derart geringen Absolutmengen die korrodierende Wirkung allein kaum zu erklaren vermag.

Zur Entstehung der vorbeschriebenen Korrosions- schaden mug Losung von der Innenseitc an die Dich- tungsflache gelangen. Dies kann grundsatzlich sowohl zwischen Dichtung und Stahl, als auch durch die Flach- dichtung selbst erfolgen. Dai3 in der Mehrzahl der Scha- densfalle das letztere der Fall ist, geht schon aus der Form des Korrosionsangriff es hervor. Wiirde namlich die Losung zwischen Stahl und Dichtung eindringen, so miiBte entweder in der Stahlobcrflache oder in der Oberflache der Dichtung ein Kana1 erkennbar sein, in den die zer- storende Losung eingedrungen ist. Dies ist aber praktisch nicht der Fall. Es kommt vielmehr zur Ausbildung von vnllkommen isolierten, angegriffenen Stellen, die sich so- wohl im Stahl, als auch in der Dichtung abzeichnen und keinc sichtbare Verbindung mit dem Innenraum der Rohr- leitung erkennen lassen.

Es wurde daher untersucht, in welchem MaBe Losungen durch die Dichtung selbst eindringeii konnen. Dazu wur- den zwei verschiedene Dichtungen auf Asbestbasis, die an den Schnittflachen verschieden groi3e Anteile von Fiill- stoffen und plastischen Anteilen erkennen liefien, allseitig init einem Lack abgedeckt und mit einer frischen Schnitt- flache in eine gefarbte Losung getaucht. Diese Versuche wurden sowohl unbelastet, als auch unter einem Druck von etwa 1000 kg/cm*, unter dem die Dichtung bereits plastischc Verforniung erleidet, durchgefuhrt. In allen Fallen konnte ein Eindringen der Losung (Abb. 7) fest- gestellt werden, wobei nur ein geringer Unterschied zwi- schen unbelasteten und belasteten Dichtungen gefunden wurde.

Ein wesentlicher Unterschied bestand jedoch in der Aufsteig- geschwindigkeit zwischen beiden gepriiften Dichtungen. Bei dcr Dichtung mit mehr Fullstoff wurde eine Aufsteiggeschwindig- keit der Losung von 35 cm/Mon. gemessen, wahrend bei der Dich- tung mit weniger Fullstoff die Losung nur 0,5 cm/Mon., also etwa 70mal langsamer aufstieg. Diese Messung bezieht sich auf Raumtemperatur. Bei Betriebs- temperatur sind selbstverstand- lich hohere Diff usionsgeschwindig- keiten anzunehmen, die in der Lage sind, in vie1 kurzerer Zeit griji3ere Mengen aggressiver Flus- sigkeiten zu befordern und einen entsprechenden Angriff hervor- zurufen.

In DruckgefaBen, wo die Tem- peraturen uber dem atmosphari- schen Siedepunkt der verwende- ten Losung liegen, kann die in die Poren eingedrungene Flussig- keit am aui3eren Rand der Dich- tung verdampfen. Dadurch tritt eine Konzentrierung der Losuiig innerhalb der Poren der Dichtung ein, die, je nach der Temperatur ein Mehrfaches der Konzentration

Abb. 7. Saqwi rkung von

(Schnitt) (15924)

- Dichtungen auf Ashestbasir I

Jahrgang 1960 Heft 1

20 Fischer u. Ziccer: Korrosion an Dichtflachen von Planschverbindungen

der Losung im Behalter oder in der Rohrleitung aus- machen kann. Diesen gegeniiber der ursprunglichen Lo- sung wesentlich verschiirften Bedingungen widerstehen weder die Dichtung noch der verwendete Stahl. Es kommt daher in verhaltnisniafiig kurzer Zeit zu den eigeiiartigen Anfressungen, die, wie schon erwghnt, auch an den augeren Zonen der Dichtflache auftreten. Diese Er- scheinungsform ist demiiach leicht erklarlich, da durch die Verdampfung am ZuReren Rand iniierhalb der gesamten Dichtung eine Konzeiitrationssteigerung von innen nach auRen vorliegt. Ab einer gewissen Konzentration wird die Passivitatsschicht des Stahlflansches durchbrochen, und es beginnt ein Angriff, der durch das Konzentrations- gefalle noch elektrochemisch beschleunigt wird. Eine erneute Passivierung dieser Stellen ist - wenn nicht oxydierende Cheniikalieii vorhanden sind - nicht mehr mijglich, da die Zufuhr von LuR durch die flussigkeits- gefullten Kapillaren gesperrt wird. Dam kommt, daR die Korrosionsprodukte voii den angegriffenen Stelleii nicht abgefiihrt werden konnen, was zu einer weiteren Erhiihung der Korrosionsgeschwindigkeit fuhren kann.

Die sichelfiirniigen Korrosionsstellen an Flanschverbin- dungen von waagerechten Rohren (Abb. 5 ) kommen da- durch zustande, dafl der im oberen Rohrleitungsteil vor- handene Dampf rascher in die Dichtung eindringt und an das Metall gelangt als die Flussigkeit. An den oberen Teilen erfolgt auch eine raschere Verdanipfung, die eiiie starkere Konzentrierung der Losung uiid damit einen intensiveren Angrifi moglich macht.

Abb. 8. SpannungsriRkorrosion an eincm angefressenen Flanscb aus 18-IO-Z;Cr-Ni-Mo-SIahl (17609)

Durch diesen Mechanismus konnen auch die yon- einander isolierten (Abb. 6) oder miteinander in Ver- bindung stehenden (Abb. 4) ortlichen Anfressungen er- klart werden. Abb. 9 zeigt eine solche Korrosionsstelle im Querschnitt. Dariiber hinaus ist jedoch eine spezifische Wirkuiig des aiigreifenden Mediums zu bemerken, wenn eine gewisse Konzentrationsschwelle iiberschritten wird. Dies gilt vor allem i n Gegenwart von Chlorionen. In Ver- bindung mit schoii gelostem Material genugen verhaltnis- miii3ig geririge Mengen von Chlorioneii, um Punktkorro-

sion hervorzurufen. Es ist jedoch schwer zu unterscheiden, ob es sich um einen ortlich sehr beschriinkten Angriff infolge des oben beschriebeneii Mechanismus oder um eiiie spezifische Wirkuiig von Chlorionen handelt.

Abb. Y. horrvrionsrrclle an einer UichtlaFhc im l&errchnitt (18269)

Bei hoherer Konzentration von Chlorionen, besonders in Gegenwart von Calcium oder Magnesium, kann es auch zu Spannungsrii3korrosion kommen, die von Stellen hochster Konzentration, zum Beispiel am Grunde der Anfressungen, ihren Ausgang nimmt (Abb. 3 und 8). Die Voraussetzung d a m - das Vorhandeiisein voii Spannuiigen in (!En Flanschen - ist durch unvermeid- liche Restspannuiigen oder unsachgeinafie Behandlung fast imnier gegeben. Bei Bordeln liegen imnier Spannungeii vor, wenn diese nach dem Verformen nicht Warmebehan- delt (abgeschreckt) werden.

Aui3erdem kann eine Spaltkorrosim auftreten, wenn eine schlechte Dichtflgche vorliegt oder die Dichtung falsch eingebaut wurde. Hier kann es auch zu einem An- griff kommen, wenii keine saugfahigen Dichtungen ver- wendet werden. Diese Korrosion ist in erster Linie durch eine entsprechende Konstruktion zu vermeiden.

Abb. 10. StahlguRflansch nach DIN 2543-2551 mit Diditungsrillen (91 N 359)

In den folgendeii Abb. sind einige der wichtigsten Flanschverbindungen schematisch wiedergegeben. Eine vollkomineii einheitliche Dichtflache findet man vor allem bei gegossenen Flanschen und VorschweiGflanschen (Abb. 10 und 11). Bei Gewinde- oder Walzflanschen (Abb. 12 u. 13) ist bereits eiii geringer Spalt in der Diclit- flache vorhanden, der Anlafl zu selektiver Korrosion sein kann. Besondere Beachtung verdienen die Schweii3- flanschen, die aus Grunden der WirtschaRlichkeit bevor- zugt verweiidet werden (Abb. 14, 15). Liegt eine Schweii3-

Werkstoffe uncl Korrosion

Fischer u. Zitter: Korrosion an Dichtflnchcn von Flanschverbindungen 21

naht an den Innenkanten der DichtflZche, so kann es zu einem bevorzugten Angriff der Schweihaht koninien, wie es z. B. Abb. 1 zeigt. Eiiie weseiitlich bessere, jedoch ziemlich selten angewendete Losung wird in Abb. 16 ge- zeigt.

Iw751.111 Abb. 11. Vorschweiflflansch nach DIN 2625.2638

(91 N 359)

-1 Abb. 12. Glatter Gewindeflansch nach DIN 2555 i f

(91 N 357)

Abb. 13. Walzflanrch mit Vor- und Riidrsprung nach DIN 2513 u n d 2581 (91 N 357)

Abb. 14. Glarrer SchweilMansch nach DIN 2572-2573 (91 N 360)

Dcm richtigen Einbau der Dichtung ist aber ebenso vie1 Beachtung zu schenken wie der Konstruktion der Flan- schen. Bei Biirdeln (Abb. 17) spielt der Biegeradius eine Rolle, auf den die Lage der Dichtung abgestimmt werden niufi. Eine vorstehende Dichtung kann zu einer Wirbel- bildung im Rohr und daniit zu einem verstiirkten Angriff

in der Rohrinnenseite neben der Dichtung fuhren. Daruber hinaus werden vorstchcnde Dichtungen an den Schnitt- flxchen wescntlich starker angegriffcn und iniiere Teile herausgelost. Dadurch kanii die Losung leichter eindrin- gen. Bci Biirdeln entsteht gleichzeitig ein Syalt, wenn die

pi751.151

Abb. 15. I m e r Flansch niit Bund nach DIN 2652 f f (91 N 360)

Abb. 16. SchweifAverbindung audcrhalb der Dichrfliche (91 N 366)

Abb. 17. Incer Flansch mit Bordelrohr nach DIN 7641 f t (91 N 361)

Abb. 18. Einbnu der Flachdichtiing bei Bordeln (91 N 364)

I W7mJ

Abb. 19. Syalrbildung bei verspanncem Flanrcb (91 iY 365)

Jahrgatig 1960 Heft 1

22 MarkoviC, SevdiC u. Pavkovid: Beitrag zur Systematik der Korrosion der Mctallc im Erdreich (IT). Blei

Dichtung nicht geniigeiid zurucligesetzt wird (Abb. 18). Besonders gefahrlich ist ein ungleich gespannter Flansch, in dem sehr eiige Spalten eiitstehen (Abb. 19). Bcide Falle konnen Anlan zu Spaltkorrosion geben.

Die Konstruktion kann nach den obigeii Ausfiihrungen in erster Linie eine Spaltkorrosion vcrhindern. Der ge- fahrlichere Flussigkeitstransport durch die Poren der Dich- tung dagegen kann nur durch eiiie Dichtungsniassc ver- mieden werden, die keiiierlei Porositat aufweist und gegeniiber den angreifenden Losungen vollkoniinen be- standig ist. In Frage kornmen daher in erster Linie Icunst- stoffe, die uber eine genugende chemische und therrnische Widerstandsfahigkeit verfugen. Fur hochste Bcanspru- chungen eignet sich das leider sehr teure Polytetrafluor- athylen, das nicht nur als massive Dichtung, solidern auch als Umhiilluiig von Weichstoffen im Handel ist. Wirt- schaRlicher erscheinen umhiillte Dichtungen, von denen vershiedene Arten hergestellt werden, auf die z. B. Pam- pus (5) naher eingeht (Abb. 20).

jw;rsl.zol

hbh. 20 Formrn yon Uichrungcn mir Teflonhiillen nach W. D. Pampur ( 5 )

Mit solchen Dichtungen lienen sich alle hier beschrie- benen Korrosionsfalle ohne Schwierigkeiten beheben.

Voraussetzung war selbstverstandlich eine geeignete I.laiischkonstruktioii und das Vermeiden jeglicher Spal- ten beim Einbau der Dichtung.

Den Herren Dip1.-liig. Meine uiid DY. Tramposch sei an dieser Stelle fur wertvolle Anregungcn gedankt.

Zusammenfassung

Der uberwiegende Anteil der Korrosionsfalle a11 Dicht- flachen beruht auf dem Flussigkeitstransport durch die Poren der Dichtung. Die eingedrungene Losung kaiin durch Diffusion und Auflosung der Dichtung an den Stahl gelangen uiid sich dort durch Abdainpfen nach aul3en konzentrieren. Dies fuhrt bei Abwesenheit von pas- sivierenden Stoffcn zu eineni charakteristischen 6rtlichen Aiigriff auf die Dichtflachen. Daneben konnen gleichzeitig Lochkorrosion und Spaniiuiigsrinliorrosion als Sekundar- erscheiiiungen auftreten. Dic beschriebeiie Art des An- griffes kann durch porenfreie Dichtungen aus Kunststoff mit Erfolg verhindert werden. Die ebenfalls an Dich- tuiigen beobachtete Spaltkorrosion dagegcn ist meist auf eine unsachgemafle Konstruktion der Flanschen oder auf schlecht eingebaute Dichtungen zuruckzufuhren.

(Eingegangen: 30. 10. 59)

Anschrift: Dr. H . Zitleu, i. Fa. Gebr. Bahler &% Co. AG., KRpfetibergiSteierm.

Shriftturn

1) E . V. Kunkel: Corrosion [Houston] 10 (1954) 260i6. 2) M . G. Fontana: I d . Engng. Chem. 47 (1955) H. 11, 81Ai

X4 A I

3) 1'7. E . McFee: Ind. Engng. Chem. 48 (1956) H. 11,

4'1 A . W. Dana: ASTM Bull. (1957: Oct.) 46/52. S. 1965170.

5j W. D . Pumpus : Werhbtuffe -u. Korrosion 9 (1958) 2911301.

Beitrag zur Systematik der Korrosion der Metalle im Erdreich ( 1 1 ) Blei

Von T . MarkoviC, M. SevdiC und N. Pavkovic', Zagreb

(Institut fur physikalische Chemie der Technologischen Fakultat, Abteilung Lebetismittelcheniie, Zagreb)

Allgemeines

In fruheren Beitragen uber die Korrosion des Eiseiis im Erdrcich wurde gezeigt, dal3 die Korrosion des Eisens irn Erdreich unter Sauerstoffkontrolle ablaufi. Bei dem vorliegenden Bericht uber die Korrosion des Bleis iin Erdreich werden zunachst die Korrosioiisvorgange als Folge der Andcrung der Bodenstruktur unter gleich- zeitiger Berucksichtigung des Einflusses der Wasserstoff- ionen-Konzentration des Bodenwassers auf den Kor- rosionsvorgang behandclt. Dabei war von vornherein zu erwarten, dail beziiglich der von den Verfassern be- reits dargelegten Systematik keiii wesentlich iieues Moment zu erwarten sei. Die Berechtigung dieser An- nahme folgr aus der schemarischen Darstellung des Kor- rosionsgeschwindigkeits-Diagramtns von Eiseii utid Blei in Abb. 1 a uiid b. Zur vergleichsweiseii Obcrprufung des Verlaufs der Korrosionsgeschwindigkeit yon Eisen

rml

Abb. 1. Grundformen des KorrosionsFeschwindigkeit~-Diagramms a) fiir Blei, Zink und Aluminium; b) fiir Eisen, Magnesium, Cadmium (1)

in Abhangigkeit vom plr-Wert der Losung mit dem anderer Metalle, wie z. B. Blei, Aluminium und Zink, durften die eiitsprechenden Kurven besoiiders lehrreich sein. Iin Gegensatz zuni Fisen, dessen Korrosionsgeschwin-

Werkstoffe und Korrosion