Was ist Korrosion und wodurch wird sie verursacht?

BETH NIESER:
Hallo und willkommen bei Ask Swagelok. Mein Name ist Beth Nieser und das ist Buddy Damm, der als Senior Scientist im Bereich Metallurgie bei Swagelok arbeitet. Heute sprechen wir über das Thema Korrosion in Offshore-Anlagen im Öl- und Gassektor.

Also, Buddy, kannst du mir erklären, was das ist und wodurch es verursacht wird?

BUDDY DAMM:
Korrosion ist das Ergebnis einer elektrochemischen Reaktion, bei der Elektronen aus dem Metall verloren gehen und das Metall selbst chemisch reagiert. Korrosionsforscher beschreiben den Vorgang anhand von zwei verschiedenen Halbzellenreaktionen. Wenn ein Metall durch die Umgebung – eine korrosive Umgebung – einige seiner Elektronen verliert, spricht man von Oxidation. Diese Elektronen werden dann durch das Metall in eine nahe Umgebungszone transportiert und reagieren dort in einer so genannten Reduktionsreaktion. Die Kombination beider Vorgänge wird als Redox- oder Reduktions-Oxidationsreaktion bezeichnet.

Letztlich wird durch Korrosion das Material, d. h. das Metall, verbraucht. Dadurch kann das Metall ausdünnen und seine Druckbeständigkeit verlieren, oder es kann zu Lochfraß, Rissbildung oder Spaltkorrosion zu kommen – alles Schäden, die dazu führen können, dass sich die mechanische Leistung verringert.

BETH NIESER:
Kannst du mir erklären, welche Korrosionsprobleme bei einer Offshore-Plattform typischerweise auftreten?

BUDDY DAMM:
Im Offshore-Bereich unterscheidet man zwischen zwei verschiedenen Korrosionsformen. Diese Unterscheidung ist praktisch und sinnvoll, denn: Korrosion kann durch a: äußere und b: innere Einflüsse entstehen. Es kommt zu einer Korrosion durch äußere Einflüsse, wenn sich die Komponenten in einer maritimen Umgebung befinden. Sie sind dort Salzwasser und Gischt ausgesetzt. Außerdem können Elemente und Verbindungen aus dem eigentlichen Produktionsprozess auf der Plattform korrosiv sein. Und in dieser Umgebung kommt es sowohl zu Nass- als auch zu Trockenzyklen. Wenn etwas nass wird, kann es zu einer gewissen Verdünnung kommen. Aber wenn das Wasser verdunstet, steigt die Konzentration der korrosiven Elemente und Verbindungen oder Ionen in der Flüssigkeit, und damit die Umgebungsbelastung.

Daneben könnten noch weitere Probleme auftreten. Beispielsweise kann es zu Reibkorrosion kommen, wenn zwei Komponenten aneinander reiben. Diesen Verschleiß sieht man entsprechend an den betroffenen Stellen. Die korrosive Umgebung wird diesen Prozess allerdings beschleunigen. Und dann kann es auch zu zyklischen Belastungen der Komponenten durch Vibrationen oder Schwankungen der Plattform selbst kommen, und diese zyklische Belastung führt zu Materialermüdung. Durch korrosive Umgebungen kann dieser Prozess der Materialermüdung noch beschleunigt werden, was als korrosionsbedingte Ermüdung bezeichnet wird.

BETH NIESER:
OK, verstehe. Und was hat es mit der Korrosion durch innere Einflüsse auf sich?

BUDDY DAMM:
Hierbei geht es um Kohlenwasserstoffe, die aus dem Boden gezogen werden. In diesen Bohrlöchern kann eine Vielzahl an chemischen Verbindungen enthalten sein, und jede einzelne kann unterschiedlich sein. Sie können aber auch Schwefelwasserstoff oder Kohlendioxid enthalten und damit sehr sauer sein. In tieferen Bohrlöchern herrschen höhere Temperaturen und Drücke. Es liegt also eine aggressivere Umgebung vor. Und wir dämmen für diese Bohrungen den Druck ein, um Material tief aus dem Boden zu befördern. Die Kombination aus der Belastung durch die Druckeindämmung in dieser komplexen Umgebung führt also zu umgebungsbedingter Spannungsrisskorrosion.

BETH NIESER:
OK, vielen Dank. Vielen Dank für diesen Überblick. Und vielen Dank, dass Sie sich dieses Ask Swagelok-Video angeschaut haben!