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Referierte Publikation
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Schlagworte
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Properties of pipe steels for CCS technology require resistance against the corrosive environment of a potential CCS-site (heat, pressure, salinity of the aquifer, CO2-partial pressure). The influence of austenitizing in heat treatment routines of two different injection pipe steels (1.4034, X46Cr13 and 1.4021, X20Cr13) was evaluated. Steel coupons were austenitized at different temperatures (900 – 1050 °C) for different lengths of time (30–90 min) before quenching and annealing prior to long term corrosion experiments (60°C, 100 bar, artificial brine close to a CCS-site in the Northern German Basin, Germany). In general, fewer pits are found on X46Cr13. Comparing steels with 13% chromium each the higher carbon content of X46Cr13 (0.46% C) results in a lower number of pits compared to X20Cr13 (0.20% C). It is found that neither the carbon content of the steels nor austenitizing temperature has much influence, but local corrosion behaviour is most susceptible towards austenitizing time
Kohlendioxid (C02), das z.B. aus dem Abgas von fossilgefeuerten Kraftwerken, Stahlwerken oder Zementwerken abgetrennt wird, enthält Verunreinigungen. Dies sind beispielsweise Wasserdampf, 02, S0X, NOx und H2S. Derartige Gasmischungen sind instabil und ihre Komponenten können zu weiteren Produkten reagieren. Wenn Wassermoleküle zur Verfügung stehen, können saure Lösungen kondensieren. Die Korrosion von Werkstoffen und Bauteilen in Kontakt mit den transportierten Gasmischungen wird an der BAM in Laborversuchen untersucht, Das wichtigste Ziel ist, sichere und bezahlbare Kombinationen von zugelassenen Konstruktionswerkstoffen und Grenzwerten für Verunreinigungen im C02-Strom vorzuschlagen. In den bisherigen Arbeiten hat sich herausgestellt, dass für eine verlässliche Aussage die Experimente möglichst realitätsnah durchgeführt werden sollten. Hierfür müssen die Parameter: hoher Druck (um 100 bar), Temperatur (um 60 °C), Strömungsverhältnisse (laminar oder turbulent) sowie mechanische Spannung kombiniert werden. Für diese Anforderungen wurden Prüfstände entwickelt und Experimente durchgeführt.
To resist the corrosive geothermal environment during carbon capture and storage CCS -such as: heat, pressure, salinity of the aquifer, CO2-partial pressure, properties of pipe steels-require certain specification. For evaluation samples of differently heat treated high alloyed stainless injection-pipe steels AISI 420 X46Cr13, AISI 420J X20Cr13 as well as X5CrNiCuNb16–4 AISI 630 were kept at T=60 °C and ambient pressure as well as p=100 bar for 700 h up to 8000 h in a CO2-saturated synthetic aquifer environment similar to a possible geological situation in the northern German Basin. Corrosion rates and scale growth are lowest after long term exposure for steels hardened and tempered at 600 °C to 670 °C and pits -indicating local corrosion- decrease in diameter but increase in number as a function of carbon content of the steel. Martensitic microstructure is preferred with respect to these particular conditions.