Verminderung von Korrosion und Fouling in Wärmeübertra­gern durch vollständige Innenbeschich­tung

Verminderung von Korrosion und Fouling in Wärmeübertragern durch vollständige Innenbeschichtung

Bearbeiter:	Dipl.-Ing. Luisa Krauss
Laufzeit:	04/2020 bis 03/2022
Förderinstitution:	Europäischer Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und Freistaat Sachsen
Projektpartner:	Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik, Dresden (FEP) Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme, Dresden (IKTS)

Projektziele

• Verfahrensentwicklung zur geometrie- und oberflächenunabhängigen Beschichtung der Innenflächen von Wärmeübertragerkomponenten
• Herstellung von langzeitbeständigen, fouling- und korrosionsmindernden ALD- und Parylene-Beschichtungen
• Vermeidung von Fouling und Korrosion durch eine vollständige, hochkonforme Innenbeschichtung von Wärmeübertragern mit funktionellen Oberflächen

Ziele des Teilvorhabens der Professur Energieverfahrenstechnik

• Untersuchung und Optimierung der fouling- und korrosionsmindernden Eigenschaften von Parylene- und ALD-Beschichtungen hinsichtlich des wiederkehrenden Einsatzes in wärmeübertragenden Apparaten bei relevanten Wärmeträgermedien
• Erfassung von Fouling-, Korrosionsverhalten sowie Alterungsprozessen in der Technikums-Versuchsanlage
• Anpassung bekannter Modellansätze zur Beschreibung von Kristallisationsfouling auf ALD- und Parylene-beschichteten Edelstahlflächen

Einordnung des Vorhabens

Kristallisationsfouling in Wärmeübertragern ist ein relevantes Problem in einem großen Bereich der industriellen Stoff- und Energieumwandlung. Neben steigenden Druckverlusten verringert sich die Apparateeffizienz durch mindestens einen zusätzlichen Wärmeleitwiderstand. Es besteht das Ziel, durch funktionalisierte Oberflächen die Bildung von kühlwasserseitigen mineralischen Ablagerungen zu vermindern. Die Anwendungseigenschaften beschichteter Wärmeübertragerkomponenten werden an einer Versuchsanlage der Professur EVT experimentell ermittelt.

Abb. 1: unten: Flachprobe mit abgelagerter Foulingschicht (Calciumsulfat, auskristallisiert aus übersättigter Lösung) auf der Probenoberfläche, oben: Messzelle zur Ermittlung der Induktionszeit beim Überströmen der Oberfläche mit stark übersättigter Calciumsulfat-Lösung