Korrosionsverhalten von metallischen Werkstoffen und Beschichtungen in Kraftstoffen

Ein gesteigertes Umweltbewusstsein, die Kenntnis über die Ursachen des Klimawandels und die erkannte Notwendigkeit zur Reduktion der CO2-Emissionen, führen zu einer zunehmenden Verwendung von Kraftstoffen biologischen Ursprungs. Aktuell werden hauptsächlich Bioethanol als Blendkomponente zu Ottokraftstoff und Biodiesel in Reinform oder als Blendkomponente zu Dieselkraftstoff eingesetzt. Dabei sind die möglichen Folgen für metallische Werkstoffe aus korrosionstechnischer Sicht, die durch die Substitution selbst kleiner Mengen an fossilen Kraftstoffen durch Biokraftstoffe entstehen, großenteils unvorhersehbar. Dies liegt in den Eigenschaften der Kraftstoffe biologischen Ursprungs begründet, die von denen fossiler Kraftstoffe abweichen. Hierdurch entsteht eine in ihren Auswirkungen nicht einfach abzuschätzende Veränderung des gesamten Korrosionssystems. Zu Beginn dieser Arbeit lagen zu den in Kraftstoffen mit biogenen Beimischungen möglichen Korrosionsformen, abhängig von den wirkenden Korrosionsmechanismen (elektrochemisch chemisch) nur wenige ältere Untersuchungsergebnisse vor, die sich auf aktuell im Betrieb befindliche Werkstoffe und Kraftstoffe nur schwer übertragen lassen. Dies galt insbesondere für die elektrochemische Korrosion (flächige und wässrige Korrosion). Zur chemischen Korrosion (Alkoholatkorrosion), die zu einem sehr schnellen und damit gefährlichen Korrosionsfortschritt führt, lagen keine systematischen Untersuchungsergebnisse hinsichtlich der Einflüsse und der Mechanismen vor. Zudem gab es zur Werkstoffprüfung in Kraftstoffen, speziell bei hohen Temperaturen und Drücken, nur wenige Informationen und keine bestehenden Prüfrichtlinien oder -normen. In der vorliegenden Arbeit wurden daher u. a. die notwendigen Untersuchungsmethodiken und Anlagentechnik entwickelt, um die Auswirkungen verschiedener Einflussgrößen auf das Korrosionsverhalten metallischer Werkstoffe in Kraftstoffen in technisch relevanten Temperaturbereichen spezifisch erfassen und reproduzierbar darstellen zu können. Die entwickelten Untersuchungsmethodiken wurden an die spezifischen Anforderungen hinsichtlich der untersuchten Korrosionsmechanismen (elektrochemisch chemisch) angepasst. Mit diesen „Werkzeugen“ wurden anschließend systematische Untersuchungen zur Identifizierung korrosionsrelevanter Einflussparameter durchgeführt und deren Einflüsse quantifiziert.