Für die Entstehung von Calciumchromat (CaCrO4), soviel war nun klar, werden also benötigt:
Calciumoxid - CaO
Chrom (III)-Oxid - Cr2O3
Hohe Temperaturen (mehr als 250°C)
Sauerstoff - O2
Auch wenn die Dissertation von Dr. Francesca Paoletti den Durchbruch bei den Nachforschungen brachte, galt es die Untersuchungen zu vertiefen.
Wenn man weiß, was man sucht, sind die Ergebnisse nicht weit.
Es gibt unzählige wissenschaftliche Studien zur Entstehung von Chromaten.
Die wichtigsten sind hier genannt und verlinkt (englisch):
Die folgenden Grafik zeigt, welchen Einfluß der Calciumgehalt auf die Chromatentstehung hat:
Die zweite Grafik zeigt, in welcher Heftigkeit Alkali- bzw. Erdalkalimetalle mit dem Chrom (III)-Oxid zu Alkali- bzw. Erdalkalichromaten reagieren:
Und somit wären wir wieder bei Frau Doktor Francesca Paoletti, die bereits 2002 darauf hingewiesen hat, dass die Calciumversuche sinnbildlich auch für andere Alkali- bzw. Erdalkalimetalle gelten, wenn auch, wie die o. g. Grafik zeigt, mit unterschiedlicher Intensität.
Und somit ist klar, welches Problem Babcock & Wilcox in seiner Warnmeldung von damals (1993) beschrieb (siehe Blog: "alles gar nicht so neu..."):
"...chromhaltigen Isolierungen, deren Chromgehalt sich im Laufe der Anwendungen zu sechswertigen Chromverbindungen umwandeln könne...".
Die zu diesen Zeiten verwendeten Dämmstoffe enthielten, wie wir gesehen haben
Chrom (III)-Oxid - Cr2O3
und, wenn auch versteckt:
"...eine Reihe von Oxiden wie Zirkoniumdioxid, Eisenoxid, Titanoxid, Magnesiumoxid, CALCIUMOXID, anderen Erdalkalioxiden einschließlich Natriumoxid, Kaliumoxid, Bariumoxiden..."
eingesetzt bei hohen Temperaturen - auf den vorhandenen Sauerstoff muss hier denke ich nicht weiter eingegangen werden.
Vergleichen wir die genannten Oxide mit dem zweiten Diagramm, wird klar, dass mit dem Mix der Elemente eine ideale Grundlage für die Entstehung der sechswertigen Chromverbindungen geschaffen war.
In der Zwischenzeit ist das Chrom (III)-Oxid aus den meisten Dämmstoffen verschwunden. Wenn besagtes Cr2O3 die Wurzel allen Übels ist, muss man sie entfernen, so weit so gut.
Ist Cr2O3 wirklich verschwunden?
Die klare Antwort auf die Frage ist in der Regel leider Nein!
Auch wenn Chrom (III)-Oxid heutzutage nicht mehr direkter Bestandteil von Dämmstoffen ist, treffen wir im Hochtemperaturbereich immer wieder auf Chrom (III)-Verbindungen.
Viele Isoliergewebe sind edelstahlverstärkt, um den Stoffen die nötige Festigkeit zu verleihen.
Isoliermatten sind mit Edelstahldraht "versteppt" oder verfügen über eine Gitterstruktur aus Edelstahl und die meisten dieser Edelstähle sind chromhaltig.
Insbesondere die Legierung des Edelstahls enthält Chrom (III)-oxid.
Selbst wenn man jetzt auf die Edelstahlverstärkung oder -versteppung verzichten würde, den Kontakt zwischen Calciumoxid und Chrom (III)-Oxid verhindert man dadurch in der Regel leider nicht!
Warum ist das so?
Die meisten Körper, seien es Turbinen, Maschinen, Motoren, Kessel oder Rohrleitungen bestehen in heutiger Zeit aus Edelstählen mit hohem Chromanteil und somit enthalten diese Legierungen, sofern sie nicht besonders behandelt wurden, man ahnt es schon, Chrom (III)-Oxid und somit ist sie leider geschaffen, die sog.
Quadratur des Kreises
und egal wie man es dreht und wendet, in fast allen Bereichen der heutigen Hochtemperaturisolierung kommen calciumoxidhaltige Dämmstoffe mit Chrom (III)-oxidhaltigen Edelstählen in Kontakt, und das bei Temperaturen, in welchen die Entstehung von Alkali- oder Erdalkalichromaten nur in eine Richtung geht und zwar nach oben!
Der Temperaturbereich, bei welchem sich die Chromate wieder zersetzen könnten, also "herunteroxidiert" würden (ab 850°C; es würde dann wieder das harmlose Chrom (III)-Oxid entstehen), liegt leider außerhalb der Betriebstemperatur der o. g. Anlagentemperaturen.
Einmal entstanden, bilden sich die krebserregenden, teilweise erbgutverändernden und u. U. auch fruchtbarkeitsschädlichen und größtenteils akut umweltschädlichen (chronisch wassergefährdend mit langfristigen Folgen für die Umwelt) Chromate nicht mehr zurück und können somit, spätestens beim Demontieren der Isoliersysteme, freigesetzt werden und gefährden Mensch und Umwelt, weil dieses Problem entweder heruntergespielt oder ignoriert wird bzw. den meisten Anwendern nicht bekannt ist oder nicht bekanntgegeben wurde!