Magnetitaufbau In Dampfkesselrohren; Magnetitschichtmessung Einrichten - Olympus 38DL PLUS Benutzerhandbuch

7.3.1

Magnetitaufbau in Dampfkesselrohren

Die sehr hohen Temperaturen, die in Dampfkesseln herrschen (über 500 °C) fördern
die Entstehung von Magnetit (ein besonders hartes und sprödes Eisenoxid) an der
Innen- und Außenseite von Stahlkesselrohren. Bei sehr hoher Temperatur reagiert der
Wasserdampf mit dem im Stahl vorhandenen Eisen und erzeugt Magnetit und
Wasserstoff, wie aus folgender Formel ersichtlich:
Die Schnelligkeit dieser Reaktion erhöht sich mit der Temperatur. Dabei diffundieren
Sauerstoffatome nach innen durch die Magnetitschicht und Eisenatome nach außen,
so dass der Oxidansatz weiter wächst, selbst wenn die Rohroberfläche bereits völlig
bedeckt ist.
Magnetitansatz wirkt wärmeisolierend, da die Magnetitschicht nur etwa 3 % der
Wärme von Stahl leitet. Wenn die Hitze nicht mehr richtig von der Flamme durch das
Rohr in den Dampf im Rohr abgeleitet wird, erhitzt sich die Rohrwand über die
vorgesehene Betriebstemperatur hinaus. Langanhaltende Einwirkung von zu hoher
Temperatur, zusammen mit dem sehr hohen Druck im Rohr, führt zu intergranularen
Mikrorissen und zu Kriechverformung (langsames Schwellen oder Wölben) des
Metalls. Dies führt schlussendlich zum Versagen des Rohrs.
Der Aufbau von Magnetit und der dadurch bedingte Metallschaden sind die
hauptsächlichen Faktoren für die Begrenzung der Lebensdauer von Kesselrohren.
Der Vorgang beginnt langsam und verschnellert sich sodann. Je dicker die
Magnetitschicht ist, desto heißer wird die Rohrwand, wodurch wiederum das
Wachstum von Magnetitansatz und Metallschaden zunehmen. Studien aus der
Kraftwerksbranche zeigen, dass die Auswirkungen einer Magnetitablagerung bis zu
einer Dicke von 0,3 mm relativ gering sind. Oberhalb dieser Grenze nehmen die
negativen Auswirkungen des Magnetitaufbaus schnell zu. Durch das Messen der
Magnetitschicht kann der Anlagenbetreiber die restliche Nutzungsdauer des Rohrs
einschätzen und Rohre erkennen und ersetzen, die den Bruchpunkt erreicht haben.
Die Ultraschallprüfung mit dem 38DL PLUS ist eine schnelle, zerstörungsfreie
Methode der Magnetitschichtmessung.
7.3.2

Magnetitschichtmessung einrichten

Sie müssen einen passenden Messkopf an das Gerät anschließen, die entsprechende
Standardjustierung hochladen und die Parameter zum Messen der Magnetitschicht
und des Trägermetalls einstellen.
DMTA-10004-01DE, Überarbeitung C, Februar 2017
3 Fe + 4 H 0 = Fe O
2 3 4
+ 4 H
2
Softwareoptionen 99