Ein einfaches Verfahren zum Testen des Aufkohlungsverhaltens von hochhitzebeständigen CrNiFe‐Stählen ist die Glühung von Proben, die in Kohlenstoff eingepackt werden. Es wird gezeigt, daß auf Grund der thermodynamischen Bedingungen während dieser Untersuchung zwischen 900 und 1050°C auf der Probenoberfläche eine sehr dünne, dichte Oxidschicht aus Cr2O3 gebildet wird, die die Aufkohlung praktisch verhindert. Oberhalb 1050°C wird die Oxidschicht in Karbid umgewandelt, und es kann ungehinderte Aufkohlung erfolgen. Das beschriebene Temperaturverhalten ist jedoch unter Betriebsbedingungen nicht allgemein zu erwarten, besonders ist auch eine Aufkohlung möglich, wenn die Oxidschicht thermodynamisch stabil ist, aber Poren oder Risse aufweist. Bei der Aufkohlung diffundiert Kohlenstoff ein und reagiert mit Chrom und Eisen unter Bildung der Karbide M7C3 in einer äußeren Zone und M23C6 in einer inneren Zone. Das Fortschreiten dieser Zone ins Werkstoffinnere wird u. a. von der Löslichkeit des Kohlenstoffs im Randbereich bestimmt. Durch einen hohen Anteil von Nickel in der Legierung Wird die Löslichkeit des Kohlenstoffs herabgesetzt und die Aufkohlung verlangsamt. Dieser Einfluß des Nickelgehaltes ist auch unter Betriebsbedingungen zu erwarten.

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Kurzf assungIn Anlagen zur Erzeugung von A'thylen befinden sich Rohrenofen, in denen die Pyrolyserohre aus SchleuderguP bestehen. I m Laufe der Zeit wurden die Betriebsbedingungen verscharft, und es erfolgt heute eine sehr starke Beanspruchung der Rohre beziiglich ihrer Zunder-und Aufkohlungsbestandigkeit. Die Rohre werden hauptsachlich aus 25 0 1 2 0 Ni-und 25 Cr/35 Ni-Stahlen geschleudert. Insbesondere auf der Basis des 25 0 1 3 5 Ni-Stahles wurden viele Legierungsvarianten beziiglich ihres Betriebsverhaltens getestet. Dariiber hinaus kamen auch versuchsweise zahlreiche Werkstoffe mit hohen Nickel-Gehalten zum Einsatz. ten Laboruntersuchungen zeigten, dafl von der Legierungsseite aus neben dem Nickel insbesondere dem Silizium eine grofle Bedeutung im Hinblick auf die Aufkohlungsbestandigkeit zukommt. Die jetzt durchgefiihrten Untersuchungen sollen bei 6 verschiedenen Stahlen, die heute fur die A'thylen-Herstellung in der Praxis eingesetzt werden, zeigen, ob in der Aufkohlungsbestandigkeit bei unterschiedlichen Silizium-Gehalten Uberlagerungen verschiedener Elemente zu beobachten sind, zumal der Nickel-Gehalt der zu untersuchenden Werkstoffe zwischen 20% und 35% liegt. Die Ergebnisse dieser neuen Versuchsreihe werden den bereits bekannten gegeniibergestellt. Da fur die Beanspruchung der Rohre in der Praxis neben der Aufkohlungsbestandigkeit auch noch die Alterungsbestandigkeit eine Rolle spielt, wurden die Werkstoffe durch entsprechende Gluhungen im kritischen Temperaturbereich bis zu einer Dauer von 5000 h untersucht. Unmittelbar mit dem Problem der Alterung hangt auch die SchweiPbarkeit bei Reparaturen zusammen. Eine weitere wichtige Eigenschaft der verschiedenen Werkstoffe ist ihre Zeitstandfestigkeit, da die Restlebensdauer aufgekohlter Rohre im wesentlichen von ihr abhangt. Die in den letzten Jahren in groflem Umgang durchgefuhr-Beim Steam-Cracking Process zur Herstellung von Athylen werden Kohlenwasserstoffe gespalten, wobei man z. B. dem Naphtha Wasserdampf im Verhaltnis 1 : 0,5 zusetzt. Infolge der hohen Kohlenstoffaktivitat wahrend des Spaltprozesses kommt es zur Aufkohlung des Rohrwerkstoffes. Bei der endothermen Crackreaktion in der S trahlungszoone der Ofen treten im Gasgemisch Temperaturen bis zu 885 C auf, owobei je nach Ofentyp die Rohrwandtemperaturen etwa 1100 C betragen konnen. Da moderne High-severity-Anlagen gegenuber konventionellen Low-severity-Anlagen verscharfte Crackbedingungen aufweisen, werden die Rohre beziiglich ihrer Zunderund Aufkohlungsbestandigkeit sehr stark beansprucht. Erstmals verwendete man im Jahre 1956 SchleuderguDrohre als Ersatz fur die bis dahin ublichen gewalzten Rohre *) Vortrag, gehalten anlilich der ACHEMA 79 -19. Ausstellungstagung fur Chemisches Apparatewesen, Frankfurt am Main, 17. bis 23. Juni 1979 **) DipL-Ing. Worfgang Steinkusch, POSE-MARRE Edelstahlwerk GmbH, Gerberstr. 26,4006 Erkrath 1. Summary Chromium-nickel cast alloys with 25% Cr, 20-35% Ni, 0.4% C and silicon-contents ranging from 1.0 to 3.1 % were pack-carbunzed for 200 h at 900-1150 "C. Silicon red...

Urn den Zustand gebrauchter Pyrolyserohre zu beschreiben, sollten alle Priifverfahren wie Permeabilititsmessung, Makroatzung, Mikroatzung und Ermittlung des Kohlenstoffprofils und eventucll auch des Stickstoffprofils angewendet werden. Der EinfluB der Makrostruktur auf die Aufkohlungsbestandigkeit ist unerheblich. Von Bedeutung ist aber der aufkohlungshemmende EinfluB von Silizium, dessen Gehalt nicht untcr 1,8% liegen sollte. Erste Versuche mit aluminium-legierten und alitierten Stihlen zeigten, daB zumindcst untcr den Aufkohlungsbedingungen des Pulverpackverfahrens nicht die envartete Verbesserung der Aufkohlungsbestandigkeit eintritt, so daB Praxisversuche angcbracht crscheinen.Whcncver a precise analysis of uscd pyrolysis tubes is requircd, all testing methods like permeability mcasuring, macro and micro etching, determination of carbon profile and perhaps nitrogen profile should be used. Only insignificant influence upon the carburization behaviour is coming from the macro structure. The carburization inhibiting effect of silicon, however, is important and thc Si-content should not range below 1.8%. Initial tests with Al-alloyed and alitized steels madc it clear, that at least under the conditions of pack carburization the expectcd improvement of carburization resistance was not found. Therefore, field tests sccm to be advisable.

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