EINFLUSS DER GLUHDAUER BEI 900°C AUF GEFUGEAUSBILDUNG UND
MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN DES WERKSTOFFS G-X 50 CrNiNb 30 30
U. Gramberg und U, Mütze-Kelterbaum
Bayer AG, Leverkusen
In der chemischen Technologie werden die Werkstoffe vielfach bis an
die Grenze ihrer Leistungsfähigkeit beansprucht. Dies gilt nicht nur
im Hinblick auf korrosive Betriebsbedingungen, sondern auch fiir
thermische Beanspruchungen. Ein Beispiel - über das im folgenden be-
richtet wird - sind Reformieröfen. Diese werden im Rahmen der Syn-
these von Ammoniak, Methanol u.a, eingesetzt. Derartige Öfen sind
recht einfach konstruiert: In die senkrecht eingebauten Rohre mit
Längen bis 15 m, Durchmessern um 100 mm und Wanddicken um 20 mm
wird ein Gemisch aus gasförmigem Produkt und Wasserdampf mit Tempe-
raturen um 500°C und einem Druck von ca. 20 bar eingegeben.
Im Ofen wird das Gasgemisch auf Temperaturen bis ca. 850°C erhitzt;
es ist realistisch, Rohrwandtemperaturen um 900°C anzusetzen.
Für derartige Rohre hat sich als Werkstoff austenitischer Schleuder-
guß mit Chrom- und Nickelgehalten zwischen 20 und 35 % sowie ggf.
mit Sonderzusätzen anderer Legierungselemente bewährt (1 bis 7).
Diesem Bericht liegt ein Werkstoff mit je 30 % Chrom und Nickel so-
wie 0,5 % Niob und ca. 0,5 % Kohlenstoff zugrunde,
SCHADENSFALL
Ausgangspunkt für die Untersuchung war ein Schadensfall, der sich
nach dreijähriger Betriebszeit am letzten Rohr der Reihe in einem
Reformierofen ereignet hatte. Direkt unterhalb der Deckendurchfiih-
rung kam es zum Sprddbruch dieses Rohres, Bild 1.
Schadensursache waren kritische Betriebsbedingungen, die zu einer
unzulässigen thermischen Dehnung der Rohrreihe geführt hatten. In
deren Folge war es zu einer erheblichen Biegung des letzten Rohres
mit maximalem Biegemoment im Bereich der Deckendurchführung ge-
kommen.
Die damit verbundene mechanische Beanspruchung konnte aufgrund einer
Materialversprödung nicht durch eine plastische Verformung abgebaut
werden, so daß ein spröder Bruch erfolgte. Dieser Schadensablauf
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