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Lochfraß oder Spaltkorrosion: Die Unterschiede erkennen | Blog

Ölbohrinsel

Lochfraß oder Spaltkorrosion:  Die Unterschiede erkennen

25. Juni 2019 | Behram Ginwalla, senior product manager

Korrosion -  der Werkstoffverschleiß durch eine chemische Reaktion aufgrund von Umwelteinflüssen verursacht hohe Kosten. Schäden durch unkontrollierte Korrosion in Rohrsystemen kostet Milliarden pro Jahr und ist der Hauptgrund für Umsatzeinbußen bei Offshore- und Nearshore-Anwendungen. Korrosion lässt sich minimieren, wenn Unternehmen die entsprechenden Ursachen dafür kennen und frühzeitig Präventivmaßnahmen ergreifen. 

So gut wie jedes Metall rostet unter bestimmten Umständen. Verschiedene Maßnahmen können Korrosion in Öl- und Gasanwendungen, besonders in Offshore-Anwendungen vorbeugen. Diese erfordern ein grundlegendes Verständnis der unterschiedlichen Arten von Korrosion und deren Ursachen. Sind die besonders korrosionsanfälligen Bereiche bekannt, lassen sich Risiken auf Bohrinseln und in Raffinerien vermeiden und viel Geld und Zeit sparen.

Möchten Sie erfahren, welche die richtigen Werkstoffe für Offshore- und Nearshore-Umgebungen sind? Ergreifen sie Maßnahmen zur Korrosionsvermeidung mit dem Swagelok Werkstoffauswahl-Leitfaden. 

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Wie Korrosion entsteht

Korrosion tritt auf, wenn ein Metallatom durch eine Flüssigkeit oxidiert wird, was zu Materialverlust auf der Metalloberfläche führt. Der daraus resultierende Werkstoffverlust reduziert die Wandstärke insbesondere von Kohlenstoffbauteilen oder geringwertigen Stahllegierungen bei allgemeiner Korrosion, was zu einem mechanischen Versagen führen kann.

Metall-Rohrsysteme werden meist für analytische und Prozessinstrumentierung, hydraulische Leitungen sowie Regelungs- und Versorgungsanwendungen verwendet. Zahlreiche Metalle, die in Öl- und Gasanwendungen verwendet werden, bestehen aus Edelstahl mit einem Chromgehalt von mehr als 10%. Chrom bildet eine Oxidschicht, die das Metall vor Korrosion schützt. Edelstahlkorrosion entsteht dann, wenn Umwelteinflüsse diese Schicht abtragen.  

So gut wie jedes Metall korrodiert unter bestimmten Bedingungen. Zum Beispiel ist Rost ein häufiger Nebeneffekt von Kohlenstoffstahl-Korrosion und resultiert aus korrodierendem Eisen, das Eisenoxid bildet. Dabei existieren zahlreiche Arten von Korrosion. Jede Art stellt eine Gefahr dar, die untersucht werden muss, wenn Sie das optimale Material für Ihre Anwendung auswählen.

Die häufigsten Korrosionsarten erkennen

Zahlreiche Arten von Korrosion können verheerende Schäden an Öl- und Gasinstallationen anrichten. Viele Arten von Korrosion sind typisch für die chemische Zusammensetzung des Metalls und die Umweltbedingungen.  || SP:Viele Arten von Korrosion sind charakteristisch für die chemische Zusammensetzung des Metalls und die Umgebung Nachfolgend wollen wir uns auf die zwei wichtigsten Arten von Korrosion konzentrieren: Lochfraß- und Spaltkorrosion.

Lochfraßkorrosion

localized pitting corrosionLochfraß tritt auf, wenn die schützende Oxidschicht auf der Edelstahloberfläche abgetragen wird und für Elektronenverlust anfällig wird.  Diese elektrochemische Reaktion führt zur Bildung von winzigen  Hohlräumen, oder „Löchern“. 

Obwohl diese Löcher meist durch eine gründliche Sichtprüfung zu erkennen sind, können sie tief genug werden, um die Rohrwandung vollständig zu perforieren. Lochfraßkorrosion begünstigt ebenfalls die Rissbildung an zugbeanspruchten Komponenten. Umgebungen mit höheren Chloridkonzentrationen, einschließlich solcher, die durch das Verdunsten von Salzwassertröpfchen entstehen, sind anfällig für Lochfraßkorrosion - besonders bei hohen Temperaturen. 

Auf der Suche nach Lochfraß sollten Sie auf rotbraune Eisenoxidablagerungen und potenzielle Löcher achten, die sich auf der Metalloberfläche gebildet haben.     ||SP: Achten Sie bei der Untersuchung von Rohren auf rotbraune Eisenoxidablagerungen sowie auf mögliche Vertiefungen, die sich an der Metalloberfläche gebildet haben. 

Spaltkorrosion

localized crevice corrosionUnd ähnlich wie Lochfraß wird Spaltkorrosion durch den Verfall des schützenden Oxidfilms ausgelöst und zeigt sich durch die Bildung flacher Löcher.       ||SP: Ähnlich der Lochfraßkorrosion ensteht die Spaltkorrosion durch die Zersetzung der schützenden Oxidschicht und bildet flache Gruben. Allerdings ist diese Art von Korrosion nicht leicht zu sehen, denn Spaltkorrosion—wie der Name schon sagt—tritt in Spalten auf.                    ||SP: Allerdings ist die Form der Korrosion oft nicht sichtbar; Spaltkorrosion entsteht - wie der Name schon sagt- in Spalten. 

In einem typischen Fluidsystem kommen Spalten zwischen Rohren und Rohrbefestigungen oder Rohrklemmen, zwischen nebeneinander liegenden Rohrleitungen und unter Schmutz und Ablagerungen vor, die sich unter Oberflächen gebildet haben.              ||SP: In einem herkömmlichen Fluidsystem entstehen Spalten zwischen den Rohrleitungen und den Rohrbefestigungen oder Rohrklemmen, zwischen parallel verlaufenden Rohrleitungen sowie unter Schmutz und Ablagerungen an der Oberfläche. In Rohrmontagen sind Spalten so gut wie nicht vermeidbar, und enge Spalten stellen die größte Gefahr für die Edelstahlintegrität dar.   ||SP: Bei der Montage von Rohrleitungen sind Spalten praktisch unvermeidbar; und enge Spalten stellen eine der größten Gefahren für die Beständigkeit von Edelstahl dar. Spaltkorrosion tritt dann auf, wenn Salzwasser in einen Spalt eintritt und ein chemisch aggressives Umfeld schafft, in dem korrosionsauslösende Ionen nicht einfach aus dem Spalt austreten können.   ||SP: Spaltkorrosion tritt dann auf, wenn Salzwasser in einen Spalt eintritt und ein chemisch aggressives Umfeld schafft, in dem die für die Korrosion verantwortlichen Ionen nicht aus dem Spalt entweichen können. In einem solchen Szenario kann die gesamte Oberfläche in dem Spalt in einem rasanten Tempo rosten.    ||SP: In solch einem Fall kann schnell die gesamte Fläche innerhalb der Spalten sehr schnell korrodieren. 

Spaltkorrosion kann ist zu sehen, wenn eine Rohrklemme vom installierten Rohr entfernt wird.    ||SP: Erst wenn die Rohrklemmen von den  Rohrleitungen entfernt werden, wird Spaltkorrosion sichtbar. Denken Sie immer daran, dass Spaltkorrosion bei niedrigeren Temperaturen als Lochfraß auftreten kann.    ||SP: Bitte merken Sie sich, daß Spaltkorrosion bei niedrigeren Temperaturen auftritt als Lochfraßkorrosion. 

Wie Sie Korrosion verhindern können 

In vielen Fällen kann das Risiko für die Entstehung von Korrosion minimiert werden, indem Mitarbeiter weitergebildet werden, damit diese über das Grundwissen verfügen:

  • Werkstoffauswahl: Bedenken Sie zunächst die Werkstoffauswahl für die Rohranwendung, vom Rohr bis hin zur Rohrbefestigung und den Rohrklemmen. Solange sie sauber bleiben und die Temperaturen nicht zu hoch steigen, sind Rohre aus Edelstahl 316 für viele Installationen eine gute Wahl. In wärmeren Klimazonen, insbesondere an Orten, an denen sich leicht Salzablagerungen bilden, sowie in Anlagen, an denen sich Rost von Konstruktionsbalken und Böden aus Kohlenstoffstahl auf Edelstahloberflächen ansammelt, lässt sich Korrosion von Rohren aus Edelstahl 316 leichter beobachten. 

    In diesen Situationen liefern Rohre aus superaustenitischem oder Superduplex-Edelstahl einen sehr viel besseren Korrosionswiderstand. Die höhere Streckgrenze und höhere Zugspannung von Superduplex-Edelstahl machen es auch einfacher, Systeme zu bauen, die für einen höheren zulässigen Arbeitsdruck (MAWP) ausgelegt sind. Ihr Swagelok Vertriebs- und Servicezentrum gibt Ihnen Hilfestellung zur Auswahl der richtigen Produkte und Werkstoffe. Sie lernen, herauszufinden welcher der richtige Werkstoff für Ihre Anwendung ist und, wie Sie kostspielige Fehler vermeiden.
  • Platzierung und Konstruktion: Um Korrosion zu vermeiden und die Anzahl an Stellen zu reduzieren, an denen Spaltkorrosion auftreten kann, sind sorgfältige Systemverfahren sind notwendig. Spalten in einem Rohrsystem können reduziert werden, indem Rohre nicht direkt an Wänden oder gegeneinander verlegt werden. Stellen Sie an einem Rohr aus Edelstahl 316 Spaltkorrosion fest, so kann dieses durch ein Rohr mit einem höheren Korrosionsschutz ersetzt werden, das wiederum mit kostengünstigen Rohrverschraubungen aus Edelstahl 316 installiert werden kann. Swagelok bietet mehrere Systemkombinationen von Rohrverschraubungen aus Edelstahl 316 mit Rohren aus verschiedenen korrosionsbeständigen Legierungen an.  

Schulung Korrosion und Werkstoffwissenschaften

Der beste Ansatz zur Vermeidung von Korrosion besteht neben diesen einfachen Maßnahmen in einer intensiven Mitarbeiterschulung und der Implementierung eines regelmäßigen und umfassenden Korrosionsüberwachungsprogramms. Swagelok bietet Schulungen zum Thema Werkstoffwissenschaften. Darin lernen Ingenieure, technische Mitarbeiter und alle anderen Mitarbeiter, die an der Werkstoffauswahl beteiligt sind, wie sie die richtigen korrosionsbeständigen Legierungen für Ihre Fluidsysteme auswählen. Mit dem Aufbau eines grundlegenden Verständnisses von Korrosion für Sie und die Mitarbeiter, die täglich mit Rohrsystemen arbeiten, können Werkstoffversagen und kostspielige Reparaturen vermieden werden. Dabei ist es wichtig, Korrosion zu erkennen und zu wissen, wo und weshalb sie auftritt. Kontaktieren Sie Ihr Swagelok Vertriebs- und Servicezentrum vor Ort und erfahren Sie, wie Ihnen das Schulungsprogramm zu Materialwissenschaften dabei hilft, Korrosion zu bekämpfen. 

ERFAHREN SIE MEHR ÜBER SWAGELOK-SCHULUNGEN ZU MATERIALWISSENSCHAFTEN

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