Im Rahmen des EFRE-Impact Projekts wurden mehrere Teilprojekte benannt. Hier wird die an der HTW entwickelte Korrosionskammer für die in-situ Prüfung von Bauteilen in Betrieb genommen und die Betriebssicherheit von X46Cr13 sowie X20Cr13, 2 Stahlqualitäten, die in der Geothermie als Wellenwerkstoffe zum Einsatz kommen können, analysiert. Ziel war das Aufstellen einer Wöhlerkurve unter den speziellen Bedingungen (60°C, Aquiferwasser, strömendes CO2, Normaldruck) und die Angabe einer maximalen Betriebsspannung.

Geothermieanlagen sind im Grundlastbereich eine heute praktizierte zugängliche Alternative zu konventionellen Kraftwerken. Für einen sicheren und zuverlässigen Betrieb ist es notwendig, die verwendeten Bauteile beanspruchungsgerecht auslegen zu können – was bisher nicht im geeignetem Maße geschieht und zu hohen zusätzlichen Kosten bei Herstellern und Betreibern führt. Durch Schwingungsrisskorrosion in hochsalinen Thermalwässern verursachte Schadensfälle haben zusätzlich gezeigt, dass Geothermieanlagen heute noch nicht sicher betreibbar sind. Ziel dieses Projekts ist die Erarbeitung eines Auswahlverfahrens für Werkstoffe für die Anwendung in Geothermie-Technologien und die Ermittlung von spezifischen Werkstoffkennwerten. Die Ergebnisse des Projekts sollen bei der Werkstoffauswahl für geothermische Kraftwerke konkret beratend herangezogen werden.

Der Hauptteil dieses Projektes bestand in mechanischen in-situ-Untersuchungen zur Schwingungsrisskorrosion. Es sollten Versuche sowohl bei Normaldruck, als auch bei hohem Druck bis 140 bar in einer von der Antragstellering entwickelten Korrosionskammer für eine Demonstrationsanlage zur Ermittlung von Werkstoffkenndaten durchgeführt werden (HTW/BAM V.3). Die zugehörige mikrostrukturelle Charakterisierung der Werkstoffe vor und nach den Experimenten umfasst: metallographische Gefügecharakterisierung, Analyse von Phasen und korrosionskinetische Auswertung (HTW/BAM V.1/BAM VI.1). Die geothermische Energieerzeugung ist eine Zukunftstechnologie. Dies sollte dazu genutzt werden, die bestehenden Systeme in vielen Details entscheidend zu verbessern, damit ein verlässlicher und effizienter Betrieb möglich wird. Aufgrund der speziellen Betriebsmedien (z.B. heiße Thermalwässer mit hoher Salinität bei ultraniedrigem Sauerstoffpartialdruck) ist es erforderlich, das Werkstoff-Auswahlverfahren neu zu begründen. Dies ist Voraussetzung für die Erarbeitung eines Werkstoffkatalogs für geothermische Anlagen.

• Prof. Dr.-Ing. Anja Pfennig (Projektleitung)

BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung