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Herstellung, Lagerung und Transport von hochkonzentrierter (ca. 98%iger) Salpetersäure erfolgen häufig in Reinaluminium, wobei jedoch oft unbefriedigende Standzeiten des Schweißgutes beobachtet werden. Tantal zwar ist ausgezeichnet beständig, kann jedoch aus Kostengründen nur in Sonderfällen eingesetzt werden. Handelsübliche austenitische Chrom‐Nickel‐Stähle und ferritische Chrom. Stähle befinden sich unter diesen Beanspruchungsbedingungen im transpassiven Zustand und werden auch bei Vorliegen eines ausscheidungsfreien Gefüges interkristallin angegriffen. Schweißeigenschaften kann mit einem siliciumlegierten austeniti‐Die Forderung nach hoher Korrosionsbeständigkeit in hochkonzentrierter Salpetersäure bei gleichzeitig guten Verarbeitungs‐ und schen Chrom‐Nickel‐Stahl erfüllt werden. Aus Korrosionsgründen ist ein Silicium‐Gehalt von mindestens 3,7 Massen‐% erforderlich. Da dieser Silicium‐Gehalt in der austenitischen Grundmasse gelöst werden kann, unterscheiden sich die Festigkeits‐ und Zähigkeitseigenschaften der Sonderqualität X2CrNiSi 18 15 nicht wesentlich von denen handelsüblicher Chrom‐Nickel‐Stähle. Sowohl für die Elektroden‐Handschweißung als auch für das WIG‐Verfahren stehen artgleiche Schweißzusatzwerkstoffe zur Verfügung. Die Korrosionseigenschaften des Schweißgutes sind mit denen des Grundwerkstoffes vergleichbar. Durch Silicium wird jedoch die Ausscheidungsneigung des Stahles erhöht. Es ist daher besonders auf eine geringe Wärmeeinbringung beim Schweißen zu achten, um eine interkristalline Anfälligkeit in der wärmebeeinflußten Zone neben der Schweißnaht zu vermeiden. Durch den Siliciumzusatz von rd. 4 Massen‐% wird nicht nur die Korrosionsbeständigkeit in hochkonzentrierter Salpetersäure, sondern auch in Chromsäure‐Lösungen und in heißer konzentrierter Schwefelsäure erheblich verbessert. Anzuführen ist auch das günstige Hochtemperaturkorrosionsverhalten. Aus der Sonderqualität X2CrNiSi 18 15 wurden bereits eine Vielzahl von Rohrleitungssystemen, Apparaten, Pumpen und Armaturen gefertigt, die sich in mehrjährigem Einsatz bewährt haben.

Die Lochkorrosion an nichtrostenden Stählen und Nickellegierungen stellt ein ernsthaftes Problem für die Praxis dar, insbesondere für die chemische Industrie, weil durch die Häufigkeit des Auftretens und die meist hohe Wachstumsgeschwindigkeit der entstehenden Löcher eine erhebliche Beschränkung der Lebensdauer von Bauteilen und Produktionsanlagen und u. U. auch eine Gefährdung der Umwelt eintreten kann. Von besonderem Nachteil ist hierbei die beinahe uneingeschränkte Verbreitung der lochfraßauslösenden Chloride, die oft schon bei Vorliegen nur sehr geringer Konzentrationen wirksam werden. Es hat daher nicht an Untersuchungen gefehlt. Mechanismen, Zeitgesetze und Einflußgrößen der Lochkorrosion zu ermitteln und sie für die Praxis auszuwerten, d. h. einen gezielten Schutz vor Lochkorrosion nutzbar zu machen. Da die in der Literatur beschriebenen Forschungs‐ und Untersuchungsergebnisse kein einheitliches Bild der Lochkorrosion ergeben und kaum einen brauchbaren Überblick über die Abhängigkeit von den verschiedenen Einflußgrößen gestatten, wird mit dieser hir beginnenden Veröffentlichungsreihe der Versuch unternommen, den Stand des Wissens über die Lochkorrosion übersichtlich darzustellen, die gebräuchlichen Prüfverfahren zur Ermittlung der Lochfraßanfälligkeit zu beschreiben und ihre Aussagefähigkeit zu diskutieren sowie anhand eigener umfangreicher Untersuchungen die Gesetzmäßigkeiten der Lochkorrosion aufzuzeigen und die Einflußgrößen so weit wie möglich zu quantifizieren. Der Stoff ist aus diesem Grunde in drei Hauptteile gegliedert worden:Teil 1. Einflußgrößen der Lochkorrosion – eine Literaturauswertung. Grundlagen – Angriffsmittel – Werkstoffeinflüsse.Teil 2. Prüfverfahren zur Ermittlung der Lochkorrosionsbeständigkeit Chemische Prüfungen – Elektrochemische Untersuchungen.Teil 3. Elektrochemische Messungen zur Ermittlung von Einflußgrößen der Lochkorrosion an diffusionsgeglühten Werkstoffen. Dieser Teil behandelt – anhand von Untersuchungsergebnissen – systematische Abhängigkeiten der Lochkorrosionspotentiale von der Art des angreifenden Mediums (Chloridkonzentration, Wasserstoffionenkonzentration, Temperatur) und der Zusammensetzung der untersuchten Werkstoffe (Einfluß der Legierungselemente).

Herrn Professor Dr. Otto Buyer zum 75. Geburtstag gewidmet Mittels ESCA wurden Zusammensetzung und Dicke der Oxidschichten ermittelt, die bei der Beanspruchung verschiedener austenitischer Chrom-Nickel-(Mo1ybdan)-Stahle in Salpetersauren unterschiedlicherKonzentration und Temperatur gebildet werden. Die a u k r e Schicht besteht aus Si02; darunter befindet sich eine chromreiche, molybdanhaltige Oxidschicht. Nickel ist a m Aufbau der Oxidschichten nicht beteiligt. In der metallischen Matrix unterhalb der Oxidschicht wurde eine Chromanreicherung nachgewiesen.By means of ESCA the composition and the thickness of passive films formed on austenitic stainless steels were investigated after the attack of nitric acid a t various temperatures and acid concentrations. The outermost layers of the oxide film consist of SiO2, then a layer rich of Cr-oxid follows, containing also some Mo in the four-and sixvalent state. Ni does not contribute to the oxide film. Cr is also enriched in the metal just below the oxide film. H. Diekmann, H. Grafen, R. Holm, E.-M. Horn und S. Storp 2. Werkstofftech. 9, 37-45 (1978)

Bei Umsetzungen mit Salpetersaure ist stets eine mogliche Verunreinigung diescr Saure mit Fluoriden in Betracht zu ziehen.Im Falle hochkonzentrierter Salpetersaure wird die Korrosion metallischer Werkstoffe durch kleine HF-Anteile merklich verringert; dagegen greifen Gemische aus H F und (unter)azeotroper Salpetersaure uberaus stark an: die Abtragung steigt rnit zunehmender HNO3-und zunehrnendcr HF-Konzentration sowie zunehmender Temperatur deutlich an.Untersucht wurden 12 nichtrostende Stiihle und Nickelbasislegierungen. Bei konstantem HN03-Gehalt nimmt die Korrosion mit zunehmender HF-Konzentration lincar zu. Bei konstanter HF-Konzentration (0.25 M) steigt die Korrosion rnit zunehmender Saleptersaure-Konzeiitration (0,3 bis 1 4 3 M) steil an und 1aBt sich durch einen Ansatz beschreiben, der sich durch Addition einer Gradcngleichung mit eincrdie Anderung des HNOs-Anteils beriicksichtigenden -Hyperbel-Gleichung ergibt.Die heste Korrosionsbestlndigkeit besitzen Legierungen mit miiglichst hohen (bis 46%) Chrom-Gehalten. Gut verwendbar ist die Legierung NiCr30FeMo (Hastelloy alloy G-30).Reactions involving nitric acid may always rcsult in the contamination of this acid with fluoridcs.In highly concentrated nitric acid, the prcsence of small amounts of HF will substantially reduce the corrosion of metallic materials. Mixtures consisting of hydrofluoric acid and hypo-azeotropic nitric acid on the other hand will strongly attack: the metal loss will markedly increase with increasing HN03 and HFconcentrations as well as with rising temperatures.The investigation covered 12 stainless steel grades and nickelbase alloys. With constant HN03 content, corrosion rates will rise linearly whcn increasing the HF concentration. With constant HF concentration (0.25 M), corrosion rates will increase rapidly with increasing nitric acid concentration (from 0.3 M to 14.8 M). This can best be described by superimposing a linear function and a hyperbolic function that is reflecting the change in the HNO3 contcnt.Alloys containing as much chromium as possible (up to 46 wt.%) will exhibit the best corrosion resistance. Alloy NiCr30FeMo (Hastelloy alloy G-30) proved to be well suitable in this investigation.