Elektrokinetische Untersuchungen im Lieferzustand bei Raumtemperatur und bei 85 °C

Elektrokinetische Messungen wurden mit einer Scanrate von 0,1 mV/s durchgeführt (Tabelle 1).

Tabelle 1: Parameter für die Stromdichte-Potential-Messungen bei Raumtemperatur und 85 °C in 70% Schwefelsäure
Messparameter Wert
Messbereich -200 mVSHE bis +1500 mVSHE
Maximaler Stromfluss 10 mA
Scanrate 0,1 mVs-1
Magnetrührer-Geschwindigkeit 100 U min-1
Thermostat-Temperatur 88 °C (entspricht 85 °C in Messzelle)
Kühler-Temperatur 9,9 °C

Damit wurden für alle vier Nickelbasislegierungen die in Tabelle 2 und Abbildung 1 gezeigten Ruhepotentiale ermittelt.

Abbildung 1: Stromdichte-Potential-Kurven der vier Ni-Legierungen in 70%-iger Schwefelsäure bei Raumtemperatur mit Passivbereich und Bereich der Ruhepotentiale im Lieferzustand
Tabelle 2: Ruhepotentiale U0 bei Raumtemperatur im Lieferzustand
Werkstoff 2.4602 2.4605 2.4692 2.4700
U0 [mVSHE] 451 371 422 427

Auch bei einer Temperatur von 85 °C zeigt sich im Lieferzustand der Werkstoffe ein ähnliches Bild, wobei die Legierung 2.4700 hinsichtlich der jährlichen Korrosionsrate positiv hervorhebt. 2.4692 schneidet bereits im Lieferzustand am schlechtesten ab, was wahrscheinlich auf den höchsten Eisengehalt zurückzuführen ist.

Neben dem Ruhepotential U0 wurde aus den Tafel-Auftragungen der Korrosionsströme Ikorr die daraus resultierenden Abtragsraten berechnet.

Es zeigt sich eine etwas geringere Korrosionsrate für 2.4605 gegenüber dem bisher eingesetzten Werkstoff 2.4602.

Abbildung 2: Stromdichte-Potential-Kurven der vier Ni-Legierungen bei 85 °C in 70%-iger Schwefelsäure inklusive Lage der Ruhepotentiale
Tabelle 3: Ruhepotential U0 und Korrosionsstrom Ikorr sowie Abtragsraten W in µm/a, errechnet aus der Tafel-Auftragung der gemessenen Stromdichte-Potential-Kurven für den Lieferzustand in 70%-iger Schwefelsäure bei 85 °C
Werkstoff U0 [mVSHE] Ikorr [µA cm-2] W [µm a-1]
2.4602 94 24,9 231
2.4605 101 19,7 181
2.4692 68 73,6 667
2.4700 357 Durchbruch erst im Transpassivbereich