abgeschlossene Promotionen & Habilitationen
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Untersuchungen zur Korrosion und zum Korrosionsschutz von Aluminiumlegierungen in Heiznetzsystemen
Art der Abschlussarbeit
Dissertation
Autoren
- Wetzel, Christiane
Betreuer
- Prof. Dr.-Ing. habil. Achim Dittmann
Abstract
Auslöser der Arbeit waren Korrosionsprobleme in Fernheiznetzen, die auf den Einsatz von Aluminiumheizkörpern zurückzuführen waren. Diese Heizkörper wurden in nahezu ausschließlich aus Stahl bestehenden Heiznetzen eingebaut, wobei es besondere Hinweise und Richtlinien für diesen Einsatz nicht gab. Die für klassische Fernheiznetze bestehenden Vorschriften der AGFW und des TÜV gaben pH-Werte zwischen 9 ... 10 vor, die für Aluminium-Heizkörper nicht tolerierbar sind. Frau Wetzel hat sich dieser Problematik gestellt und in einem für Ingenieure der Energietechnik nicht alltäglichen Wissensgebiet eine solide Arbeit ausgeführt.
Die Arbeit enthält einen großen Anteil, der mit Kenntnisstand und Literaturauswertung überschrieben ist. Hier wird ein guter Überblick über die Problematik der Korrosion, des Korrosionsschutzes, der Adsorption und der Deckschichtbildung gegeben, der für den Maschinenbau-Ingenieur und Energiewirtschaftler sehr interessant und der Grundlagenbildung der Doktorandin sehr dienlich ist. Da man den Problemen der Mischinstallation nur wasserchemisch begegnen kann, sind die Wechselwirkungen von Inhibitoren und Grenzflächenaktivität von besonderem Interesse. Dabei stützt sich die Doktorandin insbesondere auf Gesetze der Benetzbarkeit von Oberflächen. Mit Hilfe der Freien Standard-Benetzungsenthalpie bzw. der Freien Standard-Adhäsionsenthalpie und deren Abhängigkeit von der Konzentration des Inhibitors hat Frau Wetzel eine Optimierung der Inhibitorkonzentration durchgeführt und im Versuch nachgewiesen, dass die Freie Benetzungsenthalpie ein Minimum bei optimaler Konzentration des Inhibitors aufweist.
Im Interesse einer Nutzungsdauer der Aluminium-Heizkörper von mindestens 20 Jahren legt Frau Wetzel den Grenzwert für maximal zulässige Massenabtragsraten auf 300 mg/m2d für Aluminiumlegierungen fest, das entspricht einer maximalen Korrosionsrate von Kr=0,04 mm/a. Das ist bei Netzen ohne Inhibitoren und bei pH-Werten unter 8 zu erwarten. Bei höheren zu erwartenden Korrosionsraten muss eine Fremddeckschichtbildung durch Konditionierung angestrebt werden. Des weiteren ist eine möglichst geringe Salzlast im Wasser erforderlich.
Die Arbeit umfasst ca. 140 Seiten Text zuzüglich 18 Seiten Anlagen. Es wurden 147 Literaturstellen zitiert. Überzeugend ist die experimentelle Absicherung der theoretischen Ansätze. Es ist eine sehr fleißige und gründliche Arbeit als ein Baustein für die Praxis der Heizungs- und Fernwärmebranche entstanden. Die Arbeit ist gut formuliert. 70 Abbildungen sind in guter Qualität eingearbeitet und verdeutlichen die Aussagen.
Die Arbeit enthält einen großen Anteil, der mit Kenntnisstand und Literaturauswertung überschrieben ist. Hier wird ein guter Überblick über die Problematik der Korrosion, des Korrosionsschutzes, der Adsorption und der Deckschichtbildung gegeben, der für den Maschinenbau-Ingenieur und Energiewirtschaftler sehr interessant und der Grundlagenbildung der Doktorandin sehr dienlich ist. Da man den Problemen der Mischinstallation nur wasserchemisch begegnen kann, sind die Wechselwirkungen von Inhibitoren und Grenzflächenaktivität von besonderem Interesse. Dabei stützt sich die Doktorandin insbesondere auf Gesetze der Benetzbarkeit von Oberflächen. Mit Hilfe der Freien Standard-Benetzungsenthalpie bzw. der Freien Standard-Adhäsionsenthalpie und deren Abhängigkeit von der Konzentration des Inhibitors hat Frau Wetzel eine Optimierung der Inhibitorkonzentration durchgeführt und im Versuch nachgewiesen, dass die Freie Benetzungsenthalpie ein Minimum bei optimaler Konzentration des Inhibitors aufweist.
Im Interesse einer Nutzungsdauer der Aluminium-Heizkörper von mindestens 20 Jahren legt Frau Wetzel den Grenzwert für maximal zulässige Massenabtragsraten auf 300 mg/m2d für Aluminiumlegierungen fest, das entspricht einer maximalen Korrosionsrate von Kr=0,04 mm/a. Das ist bei Netzen ohne Inhibitoren und bei pH-Werten unter 8 zu erwarten. Bei höheren zu erwartenden Korrosionsraten muss eine Fremddeckschichtbildung durch Konditionierung angestrebt werden. Des weiteren ist eine möglichst geringe Salzlast im Wasser erforderlich.
Die Arbeit umfasst ca. 140 Seiten Text zuzüglich 18 Seiten Anlagen. Es wurden 147 Literaturstellen zitiert. Überzeugend ist die experimentelle Absicherung der theoretischen Ansätze. Es ist eine sehr fleißige und gründliche Arbeit als ein Baustein für die Praxis der Heizungs- und Fernwärmebranche entstanden. Die Arbeit ist gut formuliert. 70 Abbildungen sind in guter Qualität eingearbeitet und verdeutlichen die Aussagen.
Zugeordnete Forschungsschwerpunkte
- Fernwärmeversorgung und Wärmeversorgungssysteme
Berichtsjahr
2004