TS-Protect - Thermisch gespritzte und solvathermal verdichtete Schutzschichten in Müllverbrennungsanlagen und Biomassekraftwerken

 

Gesamtziel des Forschungsvorhabens ist es, einen thermischen und chemischen Korrosionsschutz für Funktionsoberflächen in Müllverbrennungsanlagen (MVA) und Biomassekraftwerken (BMK) über solvothermal verdichtete Mehrschichtsysteme zu entwickeln. Im Fokus steht insbesondere der Betrieb von Müllverbrennungsanlagen bzw. -kraftwerken, bei denen auf Grund der aggressiven Gaszusammensetzungen die Anforderungen an den Korrosionsschutz am höchsten sind.

Die Entwicklungs­aufgaben zielen darauf ab, den bisher noch unzureichenden Korrosionsschutz in diesen Anlagen mit ihren hohen Betriebstemperaturen und chemisch aggressiven Umgebungsbedingungen zu erhöhen und deren Zuverlässigkeit und Lebensdauer nachhaltig zu steigern. Die Aufgaben werden durch den innovativen Ansatz gelöst, chemisch inerte keramische Schutzschichten, die über thermisches Spritzen aufgetragen werden, durch solvothermale Prozesse so zu modifizieren, dass sie den hohen Anforderungen genügen.

In vorherigen Forschungsvorhaben wurden thermisch gespritzte Schichtsysteme auf Basis von Ni-Legierung als Ausgleichsschicht (Zwischenschicht) und oxidkeramischen Deckschichten eingehend untersucht und solvothermale Prozesse identifiziert. Letztere bewirken eine Verdichtung der Keramik im Übergangsbereich zum Metall und erhöhen deren Verschleiß-, Thermowechsel- sowie Korrosionsbeständigkeit. Bisher vorhandene Defizite von thermisch gespritzten Schichten in Form von mangelnder Dichtheit, zu geringer Haftung auf metallischen Grundkörpern und mechanischer Belastbarkeit können dadurch beseitigt werden.

Das Ziel des Vorhabens ist es, oben genannte Effekte vertiefend zu untersuchen, deren Kinetik näher zu bestimmen und die Methoden zur Synthetisierung des Prozesses zielgerichtet für relevante Schichtsysteme des Korrosionsschutzes für MVA und BMK weiterzuführen und zu verfeinern. Die aus diesen Untersuchungen ermittelten Werkstoffkombi­na­tionen und die parallel dazu durchgeführte Entwicklung der Beschichtungstechnik werden fortlaufend labortechnisch überprüft und geeignete Schichtsysteme im direkten Anlagenbetrieb des Müllheizkraftwerks Schwandorf und im Verbrennungs­technikum des Fraunhofer UMSICHT eingesetzt und erprobt. Mit diesen wissenschaftlich-technischen Untersuchungen und Anwendungen soll die Basis für den Einsatz thermisch gespritzter Schichtsysteme als zuverlässiger Korrosionsschutz für MVA und BMK geschaffen werden.

An dem Forschungsvorhaben sind neben den Forschungseinrichtungen (Fraunhofer UMSICHT und Ludwig-Maximilians-Universität München) zwei produzierende Unternehmen aus der Metall­industrie beteiligt, von denen die Deutsche Edelstahlwerke GmbH hauptsächlich für die industrielle Herstellung von Pulverlegierungen und die Rohrwerk Maxhütte GmbH für die Herstellung der Substrate überwiegend verantwortlich sein werden. Darüber hinaus bildet die Beteiligung eines MVA-Betreibers (Zweckverband Müllverwertung Schwandorf) sowie die beratende Tätigkeit eines Ingenieurdienstleisters für MVA (Martin GmbH) insofern eine vorteilhafte Konstellation, als ein großer Teil der Wertschöpfungskette (vom Herstellen der Grundwerkstoffe und Halbzeuge über deren Veredelung bis zur Planung und zum Betrieb einer MVA) hierdurch abgebildet wird.



Website: http://www.ts-protect.com/

Koordinator: Dr.-Ing. Silke Wöllmer, Fraunhofer UMSICHT

Projektpartner (Karte):

  • Deutsche Edelstahlwerke GmbH  - Sonderwerkstoffe
  • Fraunhofer Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT)
  • Ludwig-Maximilians-Universität München, Department für Geo- und Umweltwissenschaften - Sektion Mineralogie, Petrologie & Geochemie
  • Martin GmbH für Umwelt- und Energietechnik
  • Rohrwerk Maxhütte GmbH
  • Zweckverband Müllverwertung Schwandorf

Laufzeit: 01.01.2013 - 31.12.2015

FKZ: 03X3569