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Since geothermal wells are a feasible energy source to replace fossil fuel supply, many technologies have been developed to take advantage of geothermal energy. Nevertheless, service conditions in geothermal facilities are due to the chemical composition of hydrothermal fluids and temperatures, in many cases, extreme in terms of corrosion.
Therefore, materials selection based on preliminary material qualification is essential to guarantee a secure and reliable operation of the facilities. The corrosion behavior of different high-alloyed metals including Duplex and austenitic stainless steels as well as a nickel alloy have been evaluated in artificial geothermal fluids simulating the conditions in some locations with geothermal potential in Germany as well as two sites in Indonesia. The suitability of carbon steel 25CrMo4, stainless steels X2CrNiMo17-12-2, X2CrNiMo-22-5, X2CrNiMoCuWN25-7-4 and super austenitic steel X1CrNiMoCu32-28-7 in these geothermal fluids obtained by electrochemical measurements and exposure tests is limited. The nickel alloy NiCr23Mo16Al shows an excellent corrosion resistance against pitting corrosion. Excluding its high cost, it is a very good alternative to be used in the construction of geothermal facilities having highly saline brines. Stainless and Duplex steels exhibit a limited corrosion resistance concerning pitting and crevice corrosion. Beside of the higher alloyed materials, also the lowalloyed steel 25CrMo4 could be employed as a constructional material for the geothermal power plant in stagnant highly acidic non Saline environments, as long as the wall thickness of the material vs. corrosion rate is taken into account.
Derzeit wird der Einsatz metallener Werkstoffe in CCU-/CCS-Anlagen hinsichtlich deren Korrosionsbeständigkeit und eine eventuell daraus resultierende Herausforderung diskutiert. Während des CO₂-Transportes vom Abscheide- zum Injektionsort kann es aufgrund der den CO₂-Strom begleitenden Beimengungen, wie Wasser, O₂, SOₓ , NOₓ , Temperaturschwankungen durchaus zu Kondensationseffekten und daraus resultierenden Schäden kommen.
Es konnte gezeigt werden, dass die sich möglicherweise innerhalb einer CO₂-Rohrleitung bildenden Kondensate infolge von Begleitstoffen wie SO2 und NO2 eine viel korrosivere Wirkung auf Rohrleitungswerkstoffe entfalten, als in reinem CO₂.
In letzter Zeit kommen immer mehr alternative Energiequellen als Ersatz fossiler Brennstoffe zum Einsatz, so auch die Solarthermie. Jedoch sind die Betriebsbedingungen aufgrund der chemischen Zusammensetzung der Wärmeträgermedien und herrschenden Temperaturen extrem hinsichtlich Korrosion. Da die Kraftwerke bei maximaler Lebensdauer ökonomisch vertretbar sein müssen, ist eine Werkstoffauswahl basierend auf Voruntersuchungen notwendig, um einen sicheren und verlässlichen Betrieb dieser Anlagen zu gewährleisten.
Die Werkstoffauswahl hängt von der Betriebstemperatur eines Kraftwerks bzw. der chemischen Zusammensetzung des Wärmeträgermediums ab. In hochkorrosiven Umgebungen werden aufgrund ihrer sehr guten Korrosionsbeständigkeit Nickelbasislegierungen nicht nur für stark korrosiv beanspruchte Bauteile als die Lösung angesehen. Jedoch kann es durchaus beständigkeitsbedingte Einschränkungen für den Einsatz geben, wofür die hier vorgestellten Ergebnisse dienen sollen.
In diesem Beitrag wird die Beständigkeit ausgewählter hochlegierter Werkstoffe (inklusive einer neuentwickelten Legierung in einer Nitrat-Salzschmelze (60 % NaNO3/40 % KNO3) vorgestellt, die mittels elektrochemischer Messungen und Auslagerungsversuchen ermittelt wurde.