Immer wieder neue Erkenntnisse. Beständigkeitsbewertung. metallischer und nichtmetallischer Tankwerkstoffe. Inhalt. Einführung

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1 Gefahrgut-Technik Tage Korrosion und Korrosionsschutz Immer wieder neue Erkenntnisse bei der Beständigkeitsbewertung metallischer und nichtmetallischer Tankwerkstoffe Ralph Bäßler Inhalt Einführung Korrosionserscheinungen an Tankbehältern Korrosionsschutzmaßnahmen Beständigkeitsbewertung Metallische Werkstoffe Nichtmetallische Werkstoffe Datenpool 2

2 Einleitung Korrosion(sschäden) an Eisenbahnkesselwagen 3 Gleichmäßige Korrosion durch SCl2 4

3 Örtliche Korrosion an Tank durch SCl 2 Weltschev, ACHEMA Lochkorrosion nach Transport von Brompropan Weltschev, ACHEMA

4 Lochkorrosion nach Transport von Brompropan 7 Lochkorrosion 8

5 Lochkorrosion 9 Korrosion in Leitungssystemen 10

6 Filiformkorrosion unter Pulverbeschichtung GfKorr, Schadensatlas 2006 auf 11 Örtliche Korrosion an in Wasser 12

7 Örtliche Korrosion an Reinigungsfehler 13 Örtliche Korrosion an Reinigungsfehler 14

8 Korrosion durch Salpetersäure an 10 mm Schiffbaustahl Start 12 min 30 min 5h 6½ h 15 Beständigkeitsbewertung metallischer Werkstoffe Kriterien der BAM-Liste Berücksichtigung von Prüffristen bei der Bewertung der Werkstoffbeständigkeit Internationale Gefahrgutverordnungen ADR/RID IMDG-Code Tankcontainer: 2,5 Jahre Tankcontainer: 5 Jahre ortsbewegliche Tanks: 2,5 Jahre Tankfahrzeuge: 6 Jahre Eisenbahnkesselwagen: 8 Jahre ª Gewährleistung der Werkstoffbeständigkeit der Tankwerkstoffe für die Dauer der Prüfintervalle. 16

9 Verbesserung der Beständigkeit von Behältern Einsatz höher legierter Werkstoffe Medium CrNi CrNiMo X1NiCrMoCuN X1NiCrMoCu NiCr23Mo16Al Aluminumchlorid Natriumbromid Kupfer(II)-chlorid Zinkchlorid Eisen(III)-chlorid Chlorobenzylchlorid Polyaluminiumchlorid Trioctylzinnchlorid Cholinchlorid 3-Chlorpropionsäure Dichlordimethylsilan Diphenyldichlorsilan Natriumchlorit Bariumchlorat Natriumperchlorat (wäss.) Natriumhypochlorit Kaliumhydrogensulfat Ammoniumhydrogensulfat Natriumsulfide (wäss.) Schwefelsäure (< 60 %) Nitriersäure Perchlorsäure Chlorsulfonsäure Salzsäure 17 Verbesserung der Beständigkeit von Behältern Oberflächenschutz Lack-, Pulver- - und Laminatbeschichtung Suitability Gummierungen Suitability Beschichtungen mit thermisch und katalytisch härtbaren 0,5 mm/a Lacken (EP, UP, Vinylesterharz, PUR) Pulverbeschichtungen mit Thermoplasten (EP, PVC, PE, PVDF, ECTFE, PTFE, 0,5 PA) mm/a durch Pulver-, Wirbelsintern und Flammspritzen Faserverstärkte Laminatbeschichtungen mit EP-, FU-, Polyester- 0,5 mm/a u. Vinylesterharzen Hart- und Weichgummierungen auf der Basis von Natur-/Synthesekautschuk 0,5 mm/a Kunststoffauskleidungen Suitability mit Thermoplasten/Duroplasten (PP, PVC-P, PVDF, 0,5 ECTFE, mm/a FEP, PTFE) 18

10 Korrosion unter Beschichtung (Feuerlöschtank) 19 Datenbank-Gefahrgut Grundlegende Regularien Empfehlungen der Vereinten Nationen für den Transport gefährlicher Güter Landverkehr (RID/ADR) Binnenschiffsverkehr (ADNR) Seeschiffsverkehr (IMDG Code) Luftverkehr (ICAO TI) Stand: Stand: Stand: Amdt und Stand: Edition Datenbank GEFAHRGUT 20

11 Beständigkeitsuntersuchungen Prüfkörper und Aufbau 3 mm 50 mm 20 mm Prüfkörperabmessungen Auslagerungsschrank Auslagerungsgefäß 21 Beständigkeitsuntersuchungen Auswertung X1NiCrMoCu nach Auslagerung in Perchlorsäure X1NiCrMoCu nach Auslagerung in Chlorsulfonsäure 22

12 Beständigkeitsuntersuchungen Auswertung Erscheinung Appearance gleichmäßig uniform localized örtlich Messgröße Parameter Masseverlust materials loss depth Angriffstiefe of attack Grenzwert Threshold 0,1 0,1 mm/a mm/a nein 0,5 0,5 mm/a mm/a nein ja ja Suitability Eignung nein No mit With Einschränkungen restrictions Yes ja 23 Beständigkeitsbewertung von Werkstoffen Kriterien der BAM-Liste Betriebstemperatur: Sofern z.b. bei geschmolzenen Medien nicht anders angegeben, gelten die Beständigkeitsbewertungen für Betriebstemperaturen bis höchstens 50 C Reinheit der Medien: Auch wenn spezielle Auflagen für die Reinheit der Medien nicht gefordert werden, gelten die Bewertungen nur für handelsüblich technisch reine Stoffe. Keinesfalls gelten sie für Abfälle oder Mischungen mit einer unbestimmten Anzahl und Konzentration von Beimengungen oder Verunreinigungen. Die Korrosionsbeständigkeit von Abfällen oder Mischungen ist durch Korrosionsuntersuchungen zu prüfen. 24

13 Beständigkeitsbewertung von Polymerwerkstoffen Kriterien Tauch- bzw. Immersionsversuche ohne äußere mechanische Beanspruchung: visuelle Beurteilung von Veränderungen, Gewichts- und Dimensionsänderungen, Verlauf mechanischer oder anderer physikalischer Eigenschaften in Abhängigkeit von der Tauchzeit Beständigkeitsklassen: beständig, bedingt beständig, unbeständig 25 Beständigkeitsbewertung von Polymerwerkstoffen Chemikalieneinwirkung unter mechanischer Belastung Zeitstandinnendruckversuch 26

14 Beständigkeitsbewertung Dichtungswerkstoffe Bestimmung der Änderung von Masse, Volumen, Abmessungen, Härte und Zugspannungs-Dehnungseigenschaften von Dichtungswerkstoffen nach Einwirkung von Medien bei Temperaturen von mindestens 60 C gemäß DIN ISO 1817: Elastomere Bestimmung des Verhaltens gegenüber Flüssigkeiten Simulation von Praxisbedingungen wertvolle Information zur Eignung eines Elastomers bei Kontakt mit einer Flüssigkeit 27 Beständigkeitsuntersuchungen Die Arbeit ist solange nicht beendet, bis nicht auch der Papierkram erledigt ist!!! Die Ergebnisse werden dem Datenpool für Datenbank Gefahrgut und BAM-Liste bereitgestellt. 28

15 Gefahrgutdatenpool 29 Anwendungen des Gefahrgutdatenpools Internetanwendung Firewall FirmenSoftware Einzelplatzanwendung GefahrgutDatenservice Gefahrgut Schnellinformation Datenauswahl für Kunden Datenaustausch freier Zugang Datenteilmengen BAM-Liste 30

16 Datenbank-Gefahrgut Werkstoffbeständigkeitsbewertung 31 Datenbank-Gefahrgut Werkstoffbeständigkeitsbewertung Unterthema Werkstoffbeständigkeitsbewertungen 32

17 Datenbank-Gefahrgut Werkstoffbeständigkeitsbewertung 33 BAM-Liste In der 9. Auflage der BAM-Liste Anforderungen an Tanks zur Beförderung gefährlicher Güter ist die Korrosionsbeständigkeit der im Tankbehälterbau üblichen Werkstoffe, wie unlegierte, austenitische CrNi-, CrNiMo-, superaustenitische Stähle, eine Ni-Basislegierung und neuerdings Duplexstähle (1.4462) sowie gängige Dichtungsmaterialien (PE, PTFE ) in über 7000 Medien aufgeführt. Infolge immer wieder neu entwickelter Substanzen oder entstehenden Abfallgemischen sind Betreiber/Nutzer und Bauer von Tanks an beständigen Werkstoffen interessiert. Prüfung der Korrosionsbeständigkeit ndigkeit von neuerdings einzusetzenden Werkstoffen oder Werkstoff/Medien- Kombinationen und deren Dokumentation 34

18 BAM-Liste Werkstoffbeständigkeitsbewertung Grundlegende Vorrausetzung für die stoffbezogenen Baumusterzulassungen Ermittlung der zulässigen Gefahrgüter für verschiedene Verkehrsträger incl. Plausibilitätsüberprüfung der Eingaben 9 metallische Wandungswerkstoffe mit zusätzlichen Auflagen Unterschiedliche Prüffristen für Tankfahrzeuge, Tankcontainer, Kesselwagen, abgestimmt auf Fristen der wiederkehrenden Prüfungen 22 polymere Dichtungs-, Auskleidungs- und Beschichtungswerkstoffe 35 BAM-Liste Polymer- und Dichtungswerkstoffe PTFE FKM PFA NBR HNBR NR IIR EPDM CSM PE PP PVC PVDF IR SBR CR ACM AU MVQ PA ECTFE MFQ Polytetrafluorethylen Fluorkautschuk, Fluorkautschuk, Vinyliden-Perfluorpropylen-Copolymerisat Perfluor-Kautschuk Butadien-Acrylnitril-Kautschuk mit 28 % Acrylnitril im Kautschuk Hydrierter Nitril-Kautschuk Naturkautschuk Butyl-Kautschuk Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk Chlorsulfoniertes Polyethylen Polyethylen Polypropylen Polyvinylchlorid Polyvinylidenfluorid Isopren-Kautschuk Styrol-Butadien-Kautschuk Chloropren-Kautschuk Polyacrylat-Kautschuk Polyesterurethan-Kautschuk Silikon-Kautschuk Polyamid Ethylen-Chlortrifluorethylen Fluorsilikon-Kautschuk 36

19 BAM-Liste Grundlegende Funktionen Ermittlung der zulässigen Gefahrgüter für verschiedene Verkehrsträger incl. Plausibilitätsüberprüfung der Eingaben Stofflisten erzeugen Ermittlung der erforderlichen Tankparameter mit diversen Sortierungen und Suchfunktionen Recherche Umfangreiche Hilfefunktionen incl. Verordnungstexte 37 Beständigkeitsbewertung metallischer Werkstoffe Kriterien der BAM-Liste Werkstoff-Füllgut-Kombinationen geeignet bei Prüffristen von fünf, sechs und acht Jahren Korrosionsrate durch Flächenkorrosion ist 0,1 mm/jahr und lokale Korrosionserscheinungen in Form von Loch-, Spannungsrissund Spaltkorrosion sind auszuschließen Werkstoff-Füllgut-Kombinationen geeignet bei Prüffristen von 2½,, drei und vier Jahren Korrosionsrate durch Flächenkorrosion ist 0,5 mm/jahr und lokale Korrosionserscheinungen in Form von Loch-, Spannungsrissund Spaltkorrosion sind auszuschließen 38

20 BAM-Liste Auflage 9.08 aktuelle Gefahrgutvorschriften (RID/ADR 2007, IMDG-Code 2006) Erweiterung der Beständigkeitsbewertungen um Duplexstahl (1.4462) grundlegende Überarbeitung des Programms - Umstellung auf 32 bit (nun auch unter 64 bit-versionen von Windows XP und Vista lauffähig) vollständig überarbeitete Benutzeroberfläche und intere Struktur aufgeteilte Recherche-Funktionen (UN-Nummern oder BAM-Nummern basiert ) erweiterte Sortier- und Filterfunktionen konfigurierbare Listenanzeigen Erstellung von Stofflisten in Form von PDF-Dokumenten optionale Anzeige der Gase in der Stoffrecherche integrierte Überprüfung auf Updates Möglichkeit der Erstellung von Beständigkeitslisten ohne Berücksichtigung der Gefahrgut-Umschließung (auch für Gase und eine Auswahl von Nicht- Gefahrgütern) 39 Ausblick BAM-Liste 10. Auflage Einarbeitung der aktuellen Gefahrgutvorschriften neue Gefahrgüter Vervollständigung der Daten besonders zu: Superausteniten Duplexstähle (neu ) bei Bedarf Dichtungswerkstoffe geplant für