Korrosionsverhalten und Einfluss der Wärmebehandlung von 1.4542 und 1.4462 unter in-situ Geothermiebedingungen (60°C, Normaldruck, Aquiferwasser) (KoWäBeSt)

An der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung untersuchten die HTW Berlin und die BAM kooperativ anlagentechnische, geologische und werkstofftechnische Fragen, die für den Aufbau einer Infrastruktur für die CO2-Abscheidung aus den Abgasen von Verbrennungskraftwerken, dem Transport des CO2s zu den Lagerstätten und für die Verpressung des CO2s in die Lagerstätten relevant sind. Ähnliche Fragestellungen ergeben sich bei dem sicheren und zuverlässigen Betrieb von Geothermiekraftwerken, in denen Werkstoffe dauerhaft hochkorrosiven flüssigen Thermalwässern ausgesetzt und zusätzlich möglicherweise mit ebenso korrosiven Gasen beaufschlagt werden.

Dabei ist die Auswahl sicherer und gleichzeitig kostengünstiger Werkstoffe mit hoher Beständigkeit gegen hochsaline Thermalwässer in Kombination mit technischem CO2, das mit weiteren Komponenten aus den Rauch- oder Prozessgasen zukünftiger Kraftwerke versetzt ist, von höchster Priorität. Eine solche Werkstoffauswahl dient der Minimierung des Risikos von korrosionsbedingten Schäden bei Kompression und Transport dieser Gasgemische, sowie dem sicheren Betrieb von z.B. Pumpen in Geothermiekraftwerken.

Zurzeit werden zur on-shore CO2-Speicherung in tiefe salzhaltige und wasserführende geologische Schichten (saline Aquifere) als Injektionsbohrstähle 13Cr%-Stähle verwendet. Dabei konnte in früheren Projekten der Einfluss der Wärmebehandlung der Stähle auf die örtliche Korrosion nachgewiesen werden. Dieser mögliche Einfluss sollte an Proben von verschiedenen Stählen (z.B. dem hochlegierten martensitischen Vergütungsstahl X5CrNiCuNb16-4 sowie dem Duplexstahl X2CrNiMoN22-5-3) ermittelt werden.

Hierzu wurden Langzeitauslagerungsversuche an Umgebungsdruck sowie bei hohem Druck vorgenommen, Korrosionsraten und die Schichtwachstumskinetik ermittelt, Mikrostrukturelle Auswertungen vorgenommen und Korrosionsmodelle sowie Phasenbildungsmodell aufgestellt. Ziel ist es, anhand der vorliegenden Labordaten eine Potential- und Lebensdauerabschätzung von Stählen durchzuführen, die sowohl in der CCS-als auch in der Geothermie-Technologie eingesetzt werden können.

Projektlaufzeit

1.9.2014 - 31.3.2018

Projektleitung

Kooperationspartner

  • BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung

Mittelgeber

BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung