KORROSION VON STAHLROHRLEITUNGEN

Die Korrosion von Stahlrohrleitungen ist ein weit verbreiteter Prozess, dem leider nur schwer entgegengewirkt werden kann. Um den Zustand der Rohrleitungen zu erhalten, ist es notwendig, die Korrosion rechtzeitig zu beseitigen. Wenn die Korrosion hartnäckiger ist, wird oft die Entscheidung getroffen, die Rohrleitung komplett zu ersetzen. Eine anspruchsvolle und auch teure Aufgabe, die weltweit jährlich Milliarden von Dollar kostet.
Es gibt verschiedene Arten von Korrosion in Pipelines. Jede Art hat ihre eigenen Merkmale und Möglichkeiten, sie zu bekämpfen. Aber was genau ist Korrosion? Wie entsteht Korrosion in Pipelines? Und welche verschiedenen Arten von Korrosion können wir unterscheiden?

WAS IST KORROSION?

Korrosion ist eine Verschlechterung von Metall als Ergebnis eines chemischen Prozesses. Diese chemische Reaktion wird durch den Kontakt mit verschiedenen Faktoren aus der Umwelt verursacht. Häufig wird Korrosion mit Rost verwechselt. Korrosion ist jedoch ein umfassenderer Begriff als Rost. Bei Rost erfolgt die Zersetzung der Oberfläche speziell durch eine Reaktion von Sauerstoff in Verbindung mit Feuchtigkeit. Infolgedessen entsteht die bekannte sichtbare braune Schicht auf der Metalloberfläche. Bei Korrosion kann diese Verschlechterung durch eine chemische Reaktion mehrerer Faktoren verursacht werden. Es gibt verschiedene Formen von Korrosion in Rohrleitungen. Doch was sind die häufigsten Korrosionsarten in Rohrleitungen, und wodurch zeichnen sich diese Korrosionsarten aus?

SAUERSTOFFKORROSION

Sauerstoffkorrosion ist die andere Bezeichnung für den bereits erwähnten Rost. Sie ist die häufigste und auch die sichtbarste Art der Korrosion in Rohrleitungen. Wie bereits erwähnt, wird die Sauerstoffkorrosion durch eine chemische Reaktion zwischen Sauerstoff und Wasser oder einer anderen Form von Feuchtigkeit verursacht. Bei dieser Reaktion bildet sich eine so genannte Oxidhaut, die wir besser als die braune Schicht kennen, die die Metalloberfläche angreift. Ein wichtiges Merkmal der Oxidhaut der Sauerstoffkorrosion ist die offene Struktur der Schicht. Diese sorgt dafür, dass Sauerstoff und Wasser weiterhin leicht an die Oberfläche gelangen, so dass der Stahl langsam aber sicher vollständig korrodiert. Aus diesem Grund werden in verschiedenen Bereichen häufiger rostfreier Stahl oder Aluminium verwendet; diese Werkstoffe haben eine dichtere Oxidhaut, die das Auftreten von Sauerstoffkorrosion weniger wahrscheinlich macht.

GLEICHMÄSSIGE KORROSION

Die gleichmäßige Korrosion ist im Großen und Ganzen mit der Sauerstoffkorrosion vergleichbar. Auch die gleichmäßige Korrosion entsteht durch eine chemische Reaktion zwischen Feuchtigkeit und Sauerstoff. Diese Form ist gekennzeichnet durch die – der Name sagt es schon – gleichmäßige Verteilung der Korrosion über die gesamte Stahloberfläche. Gleichmäßige Korrosion wird von vielen als die am wenigsten gefährliche Form der Korrosion angesehen. Durch Messungen oder aus früheren Erfahrungen lassen sich Geschwindigkeit und Ausmaß der Korrosionsbildung oft gut vorhersagen. Daher lassen sich die Entwicklung und die Folgen der gleichmäßigen Korrosion oft besser abschätzen als die anderer Korrosionsformen in Rohrleitungen.

SÄUREKORROSION

Bei der Säurekorrosion reagieren Säure und Metall miteinander und bilden Wasserstoffgas und Metallsalz. Um dies besser zu verstehen, ist es gut, sich zunächst einmal anzuschauen, was eigentlich mit Säure gemeint ist. Das hat mit dem pH-Wert von Wasser zu tun. Normales Trinkwasser hat einen pH-Wert zwischen 7 und 9,5. Hat das Wasser einen pH-Wert unter 7? Dann spricht man von einer Säure. Wenn diese Säure mit Metall in Berührung kommt, entsteht Korrosion in Form von Wasserstoffgas und Metallsalz. Der Grad der Korrosion hängt von der Spannung des Materials ab. Jedes Material hat seine eigene Spannung, die dazu führen kann, dass zwischen mehreren Materialien ein Strom fließt. Wenn die Spannung des Materials eine niedrigere Spannung als die des Wasserstoffs hat, tritt Säurekorrosion auf.

GALVANISCHE KORROSION

Die Spannung von Metallen, die bei der Säurekorrosion kurz angesprochen wurde, spielt auch bei der galvanischen Korrosion eine große Rolle. Diese Art der Korrosion kann auftreten, wenn sich zwei verschiedene Metalle in unmittelbarer Nähe zueinander befinden. Wenn sich diese Metalle in Verbindung mit Wasser oder einem ähnlichen Leiter nahe kommen, führt die in Gang gesetzte Reaktion zu Korrosion. Dabei wird das Metall mit der niedrigeren Spannung stärker korrodieren als das Metall mit der höheren Spannung.

SPANNUNGSKORROSION

Anders als beispielsweise die Sauerstoffkorrosion ist die Spannungskorrosion sehr schwer vorherzusagen und wird erst in einem späten Stadium erkannt. Diese Form der Korrosion tritt vor allem bei Spannungen von innen auf, zum Beispiel bei Beulen oder Schweißnähten. Dies ist jedoch nicht der einzige Faktor, der bei Spannungskorrosion eine Rolle spielt. Wenn die Kombination von Chloriden, hohen Temperaturen und inneren Spannungen zusammentrifft, kommt es zu Spannungskorrosion, und das Material wird rissig. Während Sauerstoffkorrosion und gleichmäßige Korrosion bei RVS weniger schnell und häufig auftreten, kommt Spannungskorrosion bei RVS häufiger vor.

STREUSTROMKORROSION

Streustromkorrosion ist eine Form der Korrosion, die der galvanischen Korrosion ähnelt. Streustrom ist elektrischer Strom, der von einem Leiter zurück in den Boden oder die Umgebung fließt. Der Unterschied zur galvanischen Korrosion besteht darin, dass nicht das andere Metall, sondern der tatsächliche Strom vom Leiter die Korrosion in der Stahlrohrleitung verursacht.

LOCHFRASSKORROSION

Lochfraßkorrosion tritt in der Oxidschicht auf, die sich in der Stahlrohrleitung entwickelt haben kann. Diese Form der Korrosion tritt hauptsächlich in den Bereichen auf, in denen die Oxidschicht beschädigt ist. Darüber hinaus kann Lochfraßkorrosion auch durch die Einlagerung von Chloridionen oder Metallpartikeln entstehen. Durch die Korrosion in der Oxidschicht bilden sich kleine Grübchen im Stahl, die aber oft auf den ersten Blick kaum zu erkennen sind.

SPALTKORROSION

Ähnlich wie die Lochfraßkorrosion ist die Spaltkorrosion. In diesem Fall findet die Korrosion nicht in der beschädigten Oberfläche, sondern in Rissen statt. Wenn die Oberfläche mit einem Leiter in Berührung kommt und auch mit dem Riss in elektrischen Kontakt kommt, tritt Spaltkorrosion auf. Wie bei der Lochfraßkorrosion entwickelt sich die Korrosion immer stärker und der Riss wird immer tiefer.

INTERKRISTALLINE KORROSION

Interkristalline Korrosion ist eine der heimtückischsten Formen der Korrosion. Da diese Art der Korrosion molekular ist, ist sie mit bloßem Auge nicht oder kaum sichtbar. An der Oberfläche der Stahlrohrleitung tritt wenig oder keine Korrosion auf, aber von innen wird das Material zunehmend angegriffen. Dadurch wird das Metall zunehmend spröde, was wiederum dazu führt, dass das Metall seinen Zusammenhalt verliert und schließlich größere Schäden verursachen kann.

MIKROBIELLE KORROSION

Die mikrobielle Korrosion ist eine der unbekanntesten Formen der Korrosion. Dennoch ist diese Form der Korrosion für Stahlrohre sehr relevant, da mikrobakterielle Korrosion in Rohrleitungen besonders häufig vorkommt. Das hat damit zu tun, dass die Bakterien in den meisten Fällen in sauerstofffreien Räumen gedeihen. Die Korrosion wird dadurch verursacht, dass die Bakterien eine Substanz absondern, die eine korrosive Wirkung auf den Stahl hat. Die mikrobakterielle Korrosion ist am ehesten mit der Säurekorrosion vergleichbar, doch in diesem Fall wird die Korrosion nicht durch eine Säure, sondern durch die Bakterien verursacht.