TY - CONF A1 - Schwarz, W. A1 - Wilsch, Gerd A1 - Pichelhöfer, A. A1 - Ebell, Gino A1 - Völker, Tobias T1 - Galvanic chloride extraction by an embedded zinc anode: Ion distribution mapped by laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) T2 - Concrete Solutions 2019 N2 - An important aspect with regard to the service life of zinc based galvanic anodes and the durability of the corrosion protection of steel in concrete is the “galvanic chloride extraction”. Chloride ions move in the electric field generated by the current, flowing between the galvanic anode and the cathodic steel. Migration leads to an accumulation of anions, e.g. chloride ions, at the anode and depletion of chlorides near the steel rebar surface. The ion migration was studied on steel reinforced concrete specimens admixed with 3 wt.% chloride/wt. cement and galvanically protected by a surface applied embedded zinc anode (EZA). The zinc anode was embedded and glued to the concrete surface by a geo-polymer based chloride free binder. The EZA was operated over a period of 1 year and the ion distribution between anode (EZA) and cathode (steel reinforcement) was studied by laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) after 5 months, 7 months and 12 months. The results show that chloride ions efficiently migrate in the direction of the zinc-anode and accumulate there. Chloride distribution in the EZA correlates with the distribution of zinc ions generated by the anodic dissolution of the zinc anode in the binder matrix. The microstructure of the binder matrix and its interface to the zinc-anode are studied by REM/EDX – preliminary results will be reported. T2 - Concrete Solutions 2019 CY - Cluj Napoca, Romania DA - 30.09.2019 KW - Galvanic corrosion KW - Corrosion KW - Chloride extraction PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-488189 DO - https://doi.org/10.1051/matecconf/201928903010 VL - 289 SP - 03010, 1 EP - 5 PB - MATEC Web of Conferences AN - OPUS4-48818 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rütter, H. A1 - Le, Quynh Hoa A1 - Knauer, S. A1 - Bettge, Dirk A1 - Kranzmann, Axel T1 - Combining CO2 streams from different emitters ‐ a challenge for pipeline transportation N2 - Depending on the CO2 generating and the capture process as well as on consecutive purification steps applied, CO2 streams from different emitters may differ in their composition. When CO2 streams with different compositions are fed into a larger pipeline network, there are several aspects that must be considered: i) chemical reactions, such as acid formation, may occur within the joint CO2 stream; ii) there may be a variation of mass flow rate and CO2 stream composition within the pipeline network if the feed-in behavior of different CO2 sources changes with time. Potential impacts of changing CO2 stream compositions and mass flow rates in CCS cluster systems were investigated in the collaborative project "CLUSTER" (see also www.bgr.bund.de/CLUSTER). In this presentation, we focus on the experimental investigations of formation and condensation of strong acids and their impacts on the corrosion of pipeline steels. When SO2, NO2, O2 and H2O are present simultaneously in CO2 streams chemical cross-reactions may occur leading to the formation of strong acids such as sulfuric and nitric acid. To prevent this acid formation the concentration of at least one of these four impurities must be kept very low (e.g., Rütters et al., 2016). At temperatures below the acid dew point temperature, acids will condense, e.g., on pipeline steel surfaces. In turn, these acid condensates may trigger steel corrosion. To better understand the process of acid formation and condensation and its implications for steel corrosion, exposure tests were performed on pipeline steel X70 in dense CO2 with varying SO2, NO2 and O2 concentration under high pressure and at 278 K in an observable autoclave, in which water was added as droplets or as vapor. Further, electrochemical tests were carried out with X70 specimens immersed in 500 mL CO2-saturated synthetic condensate solution or in droplets of the same solution on the specimen’s surface. Depending on impurity concentrations in the CO2 streams, condensates consisting of different relative amounts of nitric and sulfuric acid were formed. In condensates containing both nitric and sulfuric acid, corrosion rates were higher than the sum of those of the individual acids. In addition, corrosion products and forms depended on the condensate composition. Investigations of water droplets on steel surfaces in impurity-containing dense-phase CO2 revealed the diffusion of SO2 and NO2, followed by cross-reactions forming corresponding acids. An increase in droplet size (from 1 to 5 µl) lead to higher corrosion rates. However, in comparison to measurements in bulk solution, corrosion reactions in droplets resulted in thick, high-resistance corrosion products and observed droplet corrosion rates were significantly lower. In addition, the possibility of acid droplet formation and growth in impure liquid CO2 is influenced by the wetting behavior of the acid droplet on the steel surface. Thus, the contact angle between a water droplet and the surface steel specimens in a CO2 atmosphere was investigated in a high pressure view cell following the sessile drop method. The contact angle wasand found to be larger at higher CO2 pressures (studied from 5 to 20 MPa) and at higher temperatures (e.g. 278 K to 333 K). Further, measured contact angles were larger on rough than on smooth metal surfaces. In addition, acid formation reduced the contact angle, i.e. lead to better wetting, thereby stimulating condensation that was followed by a corrosion process. These detailed insights on the complex interplay of acid formation, condensation, wetting behavior and corrosion allow a better assessment of material suitability for pipeline transportation of impure CO2 streams T2 - TCCS-10 The 10th Trondheim Conference on Carbon Capture, Transport and Storage CY - Trondheim, Norway DA - 17.06.2019 KW - arbon capture KW - utilization, and storage (CCUS) technology KW - corrosion KW - condensate KW - electrochemical characterization KW - pitting corrosion KW - impurities KW - carbon steel PY - 2019 UR - https://www.sintef.no/globalassets/project/tccs-10/dokumenter/tccs10---book-of-abstracts.pdf AN - OPUS4-48369 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rosemann, P. A1 - Reinemann, Steffi A1 - Lehmann, Jens A1 - Babutzka, Martin A1 - Burkert, Andreas T1 - Ursachen korrosionsanfälliger Oberflächen bei geschliffenen nichtrostenden Stählen N2 - Ergebnisse aus dem AiF Forschungsvorhaben IGF 18823 N/1 "Optimierung von Korundschleifprozessen" Ein Referenzwerkstoff mit einem definierten Oberflächenzustand wurde zunächst umfassend mittels elektrochemischer Korrosionsuntersuchungen, KorroPad-Untersuchungen und oberflächenanalytischer Verfahren charakterisiert. Anhand definierter Schleifversuche an diesem Referenzzustand wurden anschließend verschiedene Schleifparameter variiert, deren Auswirkungen auf die Korrosionsbeständigkeit mit den gleichen Methoden beurteilt wurden. Somit war es möglich, den Einfluss einzelner Schleifparameter auf das Korrosionsverhalten aufzuzeigen. T2 - MDZ Forschungsseminar 2019 CY - Magdeburg, Germany DA - 12.03.2019 KW - Nichtrostender Stahl KW - Korrosionsschnelltest KW - KorroPad KW - Passivschicht PY - 2019 AN - OPUS4-47535 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Reinemann, Steffi A1 - Rosemann, P. A1 - Babutzka, Martin A1 - Lehmann, Jens A1 - Burkert, Andreas T1 - Influence of grinding parameters on the corrosion behavior of austenitic stainless steel JF - Materials and Corrosion N2 - Samples of the austenitic stainless steel grade X5CrNi18‐10 (1.4301, AISI 304) were ground industrially with various grinding parameters to study their influence on corrosion resistance. The ability of the mechanically ground surfaces to form a stable passive layer was evaluated by KorroPad test and a modified electrochemical potentiodynamic reactivation test based on a single loop (EPR‐SL). Furthermore, the surfaces were characterized by surface analytical methods. The main influence was determined regarding abrasive belt type. Surfaces mechanically ground with granulate abrasive belts constantly had a lower corrosion resistance than surfaces ground with single‐coated grain. The granulate abrasive belts generated more sensitized surface areas and left formations of welded sample material on the mechanically ground surfaces. A post‐treatment with a nonwoven abrasive proved to be an effective finishing process by which the surface defects and sensitized material got removed and the surfaces regained the expected corrosion resistance. KW - Abrasive belt KW - Austenitic stainless steel KW - Electrochemical potentiodynamic reactivation KW - Grinding KW - KorroPad KW - Surface KW - Corrosion PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1002/maco.201910874 SN - 0947-5117 SN - 1521-4176 VL - 70 IS - 10 SP - 1776 EP - 1787 PB - Wiley-VCH Verlag CY - Weinheim AN - OPUS4-47871 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Reinemann, Steffi A1 - Lehmann, Jens A1 - Rosemann, Paul A1 - Babutzka, Martin A1 - Bohlmann, Tatjana A1 - Burkert, Andreas T1 - Optimierung industrieller Korundschleifprozesse zur Sicherstellung der Korrosionsbeständigkeit nichtrostender Stähle N2 - Durch eine breite Beteiligung von Schleifmittelherstellern, -anwendern und wissenschaftlichen Einrichtungen im projektbegleitenden Ausschuss (PA) konnte der vielschichtige Themenkomplex „Schleifen“ im Kontext zu den Projektzielen umfassend untersucht werden. Es wurden praxisrelevante Parameterfelder definiert, die eine erfolgreiche Aufklärung der Projektfragestellung ermöglichten. Im Zuge der Untersuchungen wurde ein signifikanter Einfluss beim Einsatz von Granulatschleifbändern auf das Korrosionsverhalten geschliffener Oberflächen festgestellt. Damit zeigten geschliffene Oberflächen regelmäßig eine schlechtere Korrosionsbeständigkeit als Oberflächen, die mit sonst gleichen Parametern mit einlagig gestreuten Bändern bearbeitet wurden. Die durch einige Untersuchungsergebnisse aus vorangegangenen AiF-Vorhaben ursprünglich verfolgte These, dass Unterschiede in der Korrosionsbeständigkeit auf die Kornart der Schleifmittel Korund bzw. SiC zurückzuführen ist, konnte nur bedingt bestätigt werden. Bei den systematischen Untersuchungen innerhalb dieses Projektes erwies sich der Einfluss der Kornart im Vergleich zum Einfluss des Schleifbandtyps (Granulat bzw. einlagig gestreutes Korn) als weniger relevant. Durch weiterführende Untersuchungen konnten auf Oberflächen, die mit Granulatschleifbändern bearbeitet wurden, große Materialaufplattungen aus Eigenmaterial festgestellt werden. Das Eigenmaterial wird dabei im Schleifprozess zunächst abgetragen und aufgrund der Topografie des Schleifbandes zeitweise auf den Bändern festgehalten. Später lösen sich diese Materialanhäufungen vom Band ab und können prozessbedingt durch Wärme- und Krafteinwirkung auf den bearbeiteten Oberflächen aufgeplattet werden. Durch REM und KorroPad Untersuchungen ließen sich Bereiche mit solchen Eigenmaterialaufplattungen eindeutig als wesentliche Ausgangspunkte für Korrosionsprozesse identifizieren. Das aufgeplattete Material ist stark verformt, thermisch beeinflusst und bildet eine Spaltgeometrie zur Bauteiloberfläche aus. Diese Veränderungen führen zur Störung der Passivschichtausbildung in diesen Bereichen und verursachen damit eine erhöhte Korrosionsanfälligkeit der Oberflächen. Durch gezielte Nachbearbeitungsprozesse ist es möglich, die Eigenmaterialaufplattungen von den Oberflächen zu entfernen. Im Rahmen des Vorhabens wurde dazu eine Nachbearbeitung mittels Schleifvlies geprüft, die zu einer Entfernung der Eigenmaterialaufplattungen und damit zu einer Wiederherstellung der erwarteten Korrosionsbeständigkeit führte. Wird der Endschliff von Oberflächen mit einlagig gestreutem Korn ausgeführt, sind ebenfalls keine korrosionsrelevanten Materialaufplattungen zu erwarten. Die in einem vorhergehenden AiF Vorhaben IGF 17136 N/1 entwickelte Methode der KorroPad-Prüfung konnte auch hier erfolgreich für die Untersuchung der Auswirkung unterschiedlicher Prozessparameter auf die Korrosionsbeständigkeit der Oberflächen eingesetzt werden. Zudem erwies sich das EPR-SL-Verfahren als ein weiterer Ansatz, um die Passivschichtstabilität verschieden geschliffener Oberflächen vergleichend untersuchen zu können. Mit den nun vorliegenden Erkenntnissen können kmU künftig durch Anpassungen und Optimierung von Schleifprozessen eine gute Korrosionsbeständigkeit der bearbeiteten Oberflächen sicherstellen. Die Optimierung der Prozessparameter und -schritte kann durch den Einsatz der KorroPad-Prüfung Inhouse erfolgen und somit die laufende Fertigung im Rahmen der Qualitätsprüfung überwacht und dokumentiert werden. KW - KorroPad KW - Korrosion KW - Korrosionsbeständigkeit KW - Korrosionsschutz KW - Verfleckungen KW - Nichtrostender Stahl KW - Schleifen KW - Oberfläche PY - 2019 SP - 1 EP - 74 AN - OPUS4-47729 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pötzsch, Sina A1 - Bäßler, Ralph A1 - Weltschev, Margit T1 - Resistance of metals exposed to heating oil blends with 10 % and 20 % biodiesel (FAME) N2 - In Europe biodiesel gained from rapeseeds are considered as an alternative to common fossil fuels due to its environmental performance and its independence from import of raw materials. Biodiesel is also suitable to serve as blending component to heating oil. In that case, it must be considered that changes of fuel composition might cause material degradation. The objective of this research was to investigate the resistance of metallic materials exposed to heating oil, heating oil blend B20 with 20 % biodiesel and pure biodiesel. Furthermore, the resistance of metals to eight-year aged B10 and six-year aged pure biodiesel was evaluated. Ageing of biodiesel forms acids and water which might propagate metal corrosion. The investigated metals (aluminium, unalloyed steel, austenitic CrNi-steel, copper, die cast zinc and brass) are commonly used for components in middle distillate facilities. According to DIN 50905-4 the immersed metals were exposed in a climate chamber at 50°C for 4 weeks. The metallic materials were evaluated as resistant if the annual corrosion rate due to uniform corrosion remained under 0.1 mm/year and no localized corrosion in the form of pitting occurred. The corrosion rates of the exposed materials stayed far below the limit of 0.1 mm/year for all tested fuels. An exception was die cast zinc ZP0410 in eight-year aged B10; a corrosion rate up to 0.3 mm/year due to uniform corrosion was measured. In no case localized corrosion occurred. Copper and brass caused discolouration of biodiesel from yellow to green. In conclusion, the tested metallic materials were resistant in heating oil, heating oil blend B20 and pure biodiesel at 50 °C. Even the metals exposed to six-year aged biodiesel and eight-year aged B10 showed no uniform or localized corrosion; except for zinc, which was not resistant in eight-year aged B10. T2 - EUROCORR 2019 CY - Sevilla, Spain DA - 09.09.2019 KW - Metals KW - Heating oil KW - Biodiesel KW - RME KW - Corrosion KW - Compatibility KW - FAME PY - 2019 AN - OPUS4-49137 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pötzsch, Sina A1 - Weltschev, Margit A1 - Bäßler, Ralph T1 - Beständigkeit von Elastomeren bei Einsatz im Heizölgemisch mit 20 % Biodiesel (B20) bei unterschiedlichen Temperaturen unter statischen und verpressten Bedingungen N2 - Aus Rapsöl gewonnener Biodiesel ist eine umweltfreundliche Alternative zu fossilen Energiequellen. In der Europäischen Union, in der 80 % der ölhaltigen Brennstoffe importiert werden müssen, besteht zudem ein Interesse, die Abhängigkeit von exter-nen Ölversorgern zu reduzieren. Bei jeder Veränderung der Zusammensetzung eines Brennstoffs muss auch die Ma-terialverträglichkeit gewährleistet bleiben. Es stellt sich die Frage, ob Elastomere im Vergleich zu reinem Heizöl auch in Heizöl mit 20 % Biodiesel (B20) beständig sind. Die Polarität des Biodiesels erhöht die Quellung und fördert die Permeation und Ex-traktion. Sowohl Quellung als auch Extraktion bedingen Änderungen der physikali-schen Eigenschaften der Elastomere. Extraktion verändert die chemische des Heiz-öls. Diese chemischen Veränderungen können auch den Abbau (Hydrolyse und Oxi-dation) der Polymere durch das Herauslösen von Additiven und Stabilisatoren be-schleunigen. Ziel dieser Arbeit war die Bestimmung der Beständigkeit der Elastomere ACM (Poly-acrylatkautschuk), HNBR (Hydrierter Acrylnitrilbutadienkautschuk), FKM (Fluorkaut-schuk) und PUR (Polyurethan) in Heizöl und im Heizölgemisch B20. Prüfkörper der Elastomere wurden für 42 Tage (Härteprüfung) und 84 Tage (Zugprü-fung) bei 40 °C ausgelagert. Anschließend wurde die Änderung der Masse, Shore Härte A, Zugfestigkeit, und Reißdehnung bezogen auf die Werte vor der Aus-lagerung bestimmt. Die weniger zur Quellung neigenden Elastomere FKM und HNBR wurden zusätzlich bei 70 °C ausgelagert. Um die Elastomere im verpressten Zustand zu testen, wurde der Druckverformungs-rest nach DIN ISO 815 bestimmt. Hierzu wurden zylindrische Prüfkörper aus ACM, HNBR und FKM verpresst und in Heizöl und Heizöl mit 20 % FAME für 3, 7, 14, 28, 56 und 90 Tage bei 40 °C ausgelagert. Anschließend wurde über die Dickenmes-sung der Druckverformungsrest ermittelt. Zum Vergleich wurden Prüfkörper verpresst und ohne Medium bei 40 °C ausgelagert. In den internationalen Normen wurde kein Grenzwert für die Veränderung der Zugei-genschaften und der Härte für eine positive Bewertung der Beständigkeit festgelegt. Deshalb wurde in der BAM ein Grenzwert von 15 % für die Beständigkeitsbewertung herangezogen. Bei 40 °C lag die Änderung der Zugeigenschaften und der Shore Härte von ACM, HNBR und FKM in Heizöl und in B20 unter 15 %. Folglich sind ACM, HNBR und FKM bei 40 °C in Heizöl und in B20 beständig. PUR ist bei 40 °C in Heizöl beständig, je-doch nicht für eine Verwendung in B20 geeignet, da sich die Zugfestigkeit und Reiß-dehnung um 50 % vermindert haben. Bei 70 °C ist FKM in Heizöl und B20 beständig, wohingegen HNBR an seine Einsatz-grenzen gelangt und unbeständig ist, in B20 haben sich die Zugfestigkeit um 40 % und die Reißdehnung um 50 % reduziert. T2 - Merseburger Elastomertage - elastoMER 2019 CY - Merseburg, Germany DA - 25.09.2019 KW - Beständigkeit KW - Heizöl mit 20 % Biodiesel KW - Elastomere KW - Biogene Brennstoffe KW - ACM KW - PUR KW - FKM KW - HNBR PY - 2019 AN - OPUS4-49138 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Pötzsch, Sina T1 - Practical Testing and Evaluation of Plastics (Book review) T2 - Practical Testing and Evaluation of Plastics N2 - One can conclude, this first edition of “Practical Testing and Evaluation of Plastics” provides a comprehensive and compact reference. It can be recommended as clear overview as well as introducing manual for everyone working with characterization and testing of plastics. KW - Plastic KW - Testing PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1002maco.201970054 SN - 0947-5117 SN - 1521-4176 VL - 70 IS - 05 SP - 931 EP - 932 PB - WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA CY - Weinheim AN - OPUS4-48013 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pötzsch, Sina A1 - Weltschev, Margit A1 - Bäßler, Ralph T1 - Entwicklung einer Prüfmethode zur Bewertung der Materialbeständigkeit von Bauteilen in Mitteldestillatanwendungen N2 - Für Bauteile (Komponenten) von Versorgungsanlagen für flüssige Brenn- und Kraftstoffe muss die Beständigkeit der metallenen Werkstoffe und Polymere nachgewiesen werden. Im Anwendungsfall von Heizöl mit 20 % biogenen Anteilen in Form von Rapsölfettsäuremethylester (FAME, Biodiesel) ist es für eine konservative Beurteilung des Korrosionssystems Werkstoff/Medium/Umgebung wichtig, die Alterungs­effekte des Mediums einzubeziehen. Entwicklung eines Prüfverfahrens für die Untersuchung der Beständigkeit von metallenen Werkstoffen und Polymeren in Heizöl und Heizöl-FAME-Blends, das für eine Vorauswahl der Werkstoffe und zum Nachweis der Beständigkeit im Hinblick auf die bauaufsichtlichen Zulassungsverfahren geeignet ist. T2 - DGMK-Projekttreffen CY - Hamburg, Germany DA - 24.10.2019 KW - Heizöl KW - Beständigkeitsbewertungen KW - Biodiesel KW - FAME KW - HVO PY - 2019 AN - OPUS4-50272 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Ogle, K. A1 - Erning, Johann Wilhelm A1 - Zhou, P. T1 - Interactions between elemental components during the dealloying of Cu-Zn alloys JF - Electrochimica acta N2 - The elemental dissolution of Cu-Zn alloys was investigated as a function of Zn content ranging from 0 to 45 wt%. Atomic emission spectroelectrochemistry (AESEC) was utilized to directly monitor Cu2+ and Zn2+ release and oxide growth as function of time during potentiodynamic experiments. It was determined that Cu dissolution undergoes a simultaneous mechanism of Cu2O formation and Cu2+ release. The addition of Zn in Cu-Zn alloy does not measurably change the dissolution mechanism of Cu2+ and the rate of aqueous Cu2+ was only dependent on the potential. Zn dissolution was however blocked by the formation of a Cu(0) film which shifted the Zn dissolution in the anodic direction. KW - Copper KW - Brass KW - Dealloying KW - Drinking water PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1016/j.electacta.2018.09.181 SN - 0013-4686 VL - 293 IS - Januar SP - 290 EP - 298 PB - Elsevier AN - OPUS4-46269 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -