Neue thermooptische Messanlage zur Untersuchung von Korrosionsprozessen

Zur Prüfung von Hochtemperaturmaterialien und zur Optimierung ihrer Herstellprozesse entwickelt und baut das Fraunhofer-Zentrum für Hochtemperatur-Leichtbau HTL seit einigen Jahren thermooptische Messanlagen (TOM). Dabei handelt es sich um Labor-Messöfen, mit denen erstmals die Bedingungen in Industrieöfen nachgestellt und die relevanten Materialveränderungen während der Wärmebehandlung präzise gemessen werden können.

In der Anlage TOM_chem werden chemische Veränderungen von Hochtemperaturmaterialien unter dem Einfluss korrosiver Gase oder abrasiver Partikel gemessen. Dabei können Gasströmungen mit Geschwindigkeiten bis zu 40 m/s und Temperaturen bis zu 1450 °C eingestellt werden. Als Prüfgase können z. B. CO, CO₂, O₂, N₂, Ar, NH₃, SO₂, H₂O, H₂S, NO_XH_Y sowie verschiedene Dämpfe verwendet werden. Um Abrasionseffekte zu untersuchen, werden Stäube mit Partikelgrößen zwischen 0,5 µm und max. 100 µm in Mengen von bis zu 10 g/m³ zugesetzt. Während des Auslagerungsvorgangs wird das Probengewicht mit einer speziellen Magnetschwebewaage gemessen. Die magnetische Ankopplung der Probe an die Wägevorrichtung ermöglicht eine Abtrennung der korrosiven Prüfgase von der empfindlichen Messsensorik, da diese die Gewichtsmessung stören. Dabei wird der Gasstrom kurz in einen parallelen Kanal eingeleitet, in dem die Gaszusammensetzung bestimmt werden kann. Mit TOM_chem können erstmals Korrosionsvorgänge, wie sie bei vielen Hochtemperaturprozessen auftreten, unter definierten Bedingungen untersucht werden.

Das Fraunhofer-Zentrum für Hochtemperatur-Leichtbau HTL entwickelt Materialien und Komponenten sowie Mess- und Simulationsverfahren für den Einsatz bei hohen Temperaturen. Wichtige Anwendungen liegen in der Energie-, Antriebs- und Wärmetechnik. Ein Forschungsschwerpunkt ist die Verbesserung der Qualität sowie die Material- und Energieeffizienz von industriellen Wärmeprozessen.

Quelle: Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (ISC)