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Lochfraß oder Spaltkorrosion: Die Unterschiede erkennen | Blog

Ölbohrinsel

Lochfraß vs. Spaltkorrosion: Die Unterschiede erkennen

Korrosion – der Verschleiß von Werkstoffen durch chemische Reaktionen mit ihrer Umgebung – ist ein äußerst kostspieliges Problem. Schäden aufgrund unkontrollierter Korrosion an Rohrleitungssystemen von Offshore- oder Anlagen im Uferbereich verursachen jedes Jahr Verluste in Milliardenhöhe. Korrosionsschäden sind vermeidbar, sofern bekannt ist, worauf zu achten ist, und rechtzeitig geeignete Maßnahmen ergriffen werden.

Nahezu jedes Metall korrodiert, wenn bestimmte Bedingungen vorliegen. Es gibt jedoch Maßnahmen zum Schutz von Öl- und Gasanlagen vor Korrosion – vor allem im Offshore-Bereich. Hierfür ist fundiertes Wissen über die verschiedenen Korrosionsarten und ihre Ursachen nötig. Zu wissen, wo Korrosionsschäden häufig auftreten, kann vor allem auf Ölplattformen und in Raffinerien die damit verbundenen Risiken erheblich verringern. Auch sind deutliche Zeit- und Kostenersparnisse möglich.

Sie möchten die richtigen Werkstoffe für ihre Offshore- oder Uferbereich-Umgebung finden? Ergreifen Sie mithilfe des Leitfadens zur Materialauswahl von Swagelok die erforderlichen Maßnahmen für den Korrosionsschutz.

LEITFADEN ZUR MATERIALAUSWAHL ANSEHEN

Wie Korrosion entsteht

Korrosion entsteht, wenn ein Metallatom durch ein Fluid oxidiert, was zu einem Materialverlust auf der Metalloberfläche führt. Durch den Materialverlust verringert sich die Wandstärke von Komponenten mit Kohlenstofflegierungen oder aus niedriglegiertem Stahl. Diese sind allgemein anfällig für Korrosion und damit auch für mechanisches Versagen.

Rohrleitungssysteme aus Metall kommen meist in der Prozess- und Analysetechnik, für hydraulische Leitungen, und in Kontroll- und Versorgungsanlagen zum Einsatz. Viele der Werkstoffe, die in Öl- und Gasanlagen verwendet werden, bestehen aus Edelstahl, der einen Chromanteil von mehr als 10 % aufweist. Das Chrom bildet eine Oxidschicht, die das Metall vor Korrosion schützt. Es kann jedoch zu Edelstahlkorrosion kommen, wenn diese Oxidschicht durch die Umgebungsbedingungen zerstört wird.

Nahezu jedes Metall korrodiert, wenn bestimmte Bedingungen vorliegen. Rost beispielsweise tritt als Nebenprodukt von Edelstahlkorrosion häufig auf. Er bildet sich, wenn Eisen korrodiert und so Eisenoxid entsteht. Es gibt jedoch noch weit mehr Arten von Korrosion. Jede Art hat jeweils ganz eigene Risiken. Diese sollten Sie bei der Auswahl des Werkstoffs, der für Ihre Anwendung am besten geeignet ist, berücksichtigen.

Verschiedene Korrosionsarten erkennen

Es gibt zahlreiche Arten von Korrosion, die erhebliche Schäden an Öl- und Gasinstallationen anrichten können. Viele Korrosionsarten treten nur bei bestimmten chemischen Zusammensetzungen des Metalls bzw. in bestimmten Umgebungen auf. In diesem Artikel geht es vor allem um zwei Arten lokal eingrenzbarer Korrosion, die an Edelstahlkomponenten auftreten: Lochfraß und Spaltkorrosion.

Lochfraß

Lochfraß tritt auf, wenn die schützende Oxidschicht auf der Oberfläche des Edelstahls zerstört wird und es zu einem Elektronenverlust im darunter liegenden Metalls aufgrund von Oxidation in Kombination mit einer korrosiven, wässrigen Lösung kommt. Diese elektrochemische Reaktion führt dazu, dass kleine Vertiefungen oder Löcher entstehen.

Auch wenn diese Löcher bei gründlicher Inspektion in den meisten Fällen entdeckt werden, können sie so tief werden, dass sie die Wand eines Rohrs vollständig perforieren. Lochfraß kann zudem bei Komponenten, die unter Zugspannung stehen, die Entstehung von Rissen fördern. In Umgebungen, die eine höhere Chloridkonzentration aufweisen – z. B. dort, wo Salzwassertropfen verdampfen –, kommt es häufig zu Lochfraß, ganz besonders bei hohen Temperaturen.

Bei der Inspektion von Metallrohrleitungen auf Lochfraß ist auf rotbraune Eisenoxidablagerungen zu achten, sowie auf potenzielle Vertiefungen auf der Metalloberfläche.

Spaltkorrosion

Ähnlich wie Lochfraß entsteht auch Spaltkorrosion dann, wenn die schützende Oxidschicht auf der Oberfläche des Edelstahls angegriffen ist und sich kleine Vertiefungen bilden. Jedoch entsteht diese Art der Korrosion nicht an leicht zu entdeckenden Stellen, sondern, wie der Name schon sagt, in Spalten.

In einem herkömmlichen Fluidsystem befinden sich diese Spalten beispielsweise zwischen Rohrleitungen und Rohrhalterungen bzw. Klemmen oder zwischen parallel verlaufenden Rohren. Zudem kann es vorkommen, dass sich dort Verschmutzungen und Ablagerungen auf der Außenseite der Rohrleitungen ansammeln. Es ist praktisch unmöglich, Spalten in Rohrleitungssystemen zu vermeiden, und besonders schmale Spalten stellen eine der größten Gefahren für die Integrität von Edelstahl dar. Spaltkorrosion tritt dann auf, wenn Meerwasser in eine Spalte gelangt. Dadurch entsteht eine chemisch aggressive Umgebung, aus der Ionen, die zu Korrosion führen, nicht so leicht entweichen können. In einem solchen Fall kann die gesamte Spaltoberfläche sehr schnell korrodieren.

Spaltkorrosion kann nur visuell festgestellt werden, wenn eine Rohrklemme von der installierten Rohrleitung entfernt wird. Dabei muss man wissen, dass Spaltkorrosion unter Umständen auch bei niedrigeren Temperaturen als Lochfraß auftritt, da es in Spalten schneller zu Löchern kommen kann (z. B. aufgrund der geometrischen Form der Klemmen).

Korrosion: Vorbeugung und Vermeidung

Das Risiko einer Korrosion ist in vielen Fällen vermeidbar, wenn Mitarbeitern grundlegendes Wissen über Werkstoffe vermittelt wird:

Materialauswahl: Zunächst muss das richtige Material für die Anwendung gewählt werden – für die Rohrleitungen selbst, die Rohrhalterungen bis hin zu den Klemmen. Rohrleitungen aus Edelstahl 316 eignen sich für viele Installationen, solange das Material sauber gehalten wird und nicht zu hohe Temperaturen vorherrschen. In wärmeren Gebieten, vor allem in Umgebungen, in denen sich häufig Salz ablagert, und bei Installationen, an denen sich Rost von Stahlträgern und -böden auf den Edelstahloberflächen ansammeln kann, kommt es häufiger zu Korrosion an Edelstahl 316.

Für diese Situationen bieten Rohrleitungen aus super austenitischem (z. B. 6Mo oder 6HN) oder Super Duplex Edelstahl (z. B. 2507) eine sehr viel bessere Korrosionsbeständigkeit. Die höhere Streckgrenze und Zugfestigkeit von Super Duplex Edelstahl erleichtert zudem den Bau von Systemen, die für einen besonders hohen Betriebsdruck ausgelegt sind. Um kostspielige Fehler zu vermeiden, kontaktieren Sie für die Entscheidung, welcher Werkstoff für Ihre Anlage geeignet ist, Ihr zuständiges Vertriebs- und Servicezentrum und lassen Sie sich bei der Auswahl der richtigen Produkte und Werkstoffe beraten.

Positionierung und Auslegung: Um die Anzahl der Stellen, an denen Spaltkorrosion auftreten kann, so gering wie möglich zu halten, braucht es gut durchdachte Best Practices bei der Systemauslegung. Eine Möglichkeit, Spalten in einem Rohrleitungssystem zu minimieren, besteht darin, Rohrleitungen nicht direkt an Wänden oder aneinander zu befestigen. Wenn es zu Spaltkorrosion an Rohrleitungen aus Edelstahl 316 kommt, können diese durch Rohrleitungen aus korrosionsbeständigerem Material ersetzt und mit Rohrverschraubungen aus Edelstahl 316 installiert werden. Swagelok bietet mehrere technisch abgestimmte Kombinationen aus Rohrverschraubungen aus Edelstahl 316 und Rohrleitungen mit unterschiedlichen korrosionsbeständigen Legierungen an.

Schulungen zum Thema Korrosion und Materialwissenschaften

Abgesehen von diesen einfachen Maßnahmen besteht der beste Schutz vor Korrosion darin, Ihre Mitarbeiter zu schulen und regelmäßige und umfassende Inspektionen durchzuführen. Swagelok bietet Schulungen zum Thema Materialwissenschaften an, um Ingenieuren, technischen Mitarbeitern und allen, die am Prozess der Materialauswahl beteiligt sind, das erforderliche Wissen für die Auswahl der richtigen korrosionsbeständigen Legierung für Ihre Fluidsysteme zu vermitteln. Personen, die jeden Tag mit Rohrleitungssystemen zu tun haben, müssen über grundlegende Kenntnisse zum Thema Korrosion verfügen – wie Korrosion aussieht, an welchen Stellen sie auftritt und warum. Dieses Wissen kann dazu beitragen, Materialversagen vorzubeugen und kostspielige Reparaturen zu vermeiden. Kontaktieren Sie Ihr lokales Vertriebs- und Servicezentrum von Swagelok und erfahren Sie, wie eine Schulung zu Materialwissenschaften zum Korrosionsschutz in Ihrem Unternehmen beitragen kann.

ERFAHREN SIE MEHR ÜBER DAS SCHULUNGSANGEBOT IM BEREICH MATERIALWISSENSCHAFTEN

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