Werkstoffe/Instandhaltung im Rohr With a little Help from my Friends: Warum es sich lohnt, Werkstoffproben auszulagern

Die Beständigkeit von Werkstoffen nimmt großen Einfluss auf den wirtschaftlichen und sicheren Betrieb von Chemieanlagen. Voraussetzung dafür ist, Korrosion an Bauteilen frühzeitig zu erkennen und Gegenmaßnahmen zu ergreifen. Eine universell einsetzbare Prüfmethode bietet das Auslagern von Korrosionsproben. Werkstoffe können beim Fahren der Anlage geprüft und Alternativen getestet werden.

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In Chemie-Anlagen werden Bauteile aus nichtrostendem Stahl an die Grenze ihrer Belastbarkeit getrieben. Häufig werden für eine größere Ausbeute Druck und Temperatur in der Prozessführung angehoben. Hinzu kommt oft eine wachsende Chloridbelastung. Verstärkt durch niedrige pH-Werte kommt es zu Loch-, Spalt- oder Spannungsrisskorrosion. Und schließlich wachsen die Anforderungen an die verwendeten Werkstoffe weiter, da Betreiber aus Wettbewerbsgründen immer mehr Multipurpose-Anlagen einsetzen.

Korrosions-Schnelltest

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Durch Korrosion ausgelöste Schäden verursachen in der deutschen Chemieindustrie Kosten von etwa 7,4 Milliarden Euro pro Jahr (ca. vier Prozent des Umsatzes). Deshalb wird eine Korrosionsüberwachung nötig, die drohende Schäden frühzeitig erkennt. Das Auslagern von Proben kann dabei helfen, da sämtliche Werkstoffe im laufenden Betrieb zu prüfen sind. Dazu werden gewogene, Proben elektrisch isoliert auf einem Halter befestigt, danach in eine Anlage, einen Behälter oder eine Rohrleitung eingebracht und für einen definierten Zeitraum den Bedingungen des Betriebs ausgesetzt.

Der Aufwand ist gering und auf den Ein- und Ausbau des Halters mit den montierten Proben beschränkt. Nach der Auswertung durch Spezialisten von TÜV Süd Chemie Service sind umfassende Aussagen zum Werkstoffverhalten möglich. Betreiber profitieren mehrfach: Sie steigern die Verfügbarkeit, Produktivität und Sicherheit ihrer Anlagen und sparen Kosten ein. Das Risiko für ungeplante Anlagenstillstände, Produktionsausfälle, Reparaturen und Instandhaltungen nimmt signifikant ab.

Auf Spurensuche im Rohr

Für die Montage sollten Stellen ausgewählt werden, an denen die kritischsten Bedingungen und damit höchsten Belastungen zu erwarten sind, etwa Bereiche mit hohem Chloridgehalt, höchster Temperatur oder größter Strömungsgeschwindigkeit. Nach einer Auslagerungszeit von mindestens zwei Wochen wird der Werkstoffprobenhalter ausgebaut und an das Testlabor geschickt.

Nun sind klare Aussagen zum Korrosionsverhalten möglich. Durch Bestimmung des Masseverlustes kann die Korrosionsgeschwindigkeit des Werkstoffs berechnet werden. Die Auswertung ermöglicht zudem das visuelle Auffinden lokaler Korrosion in Form von Loch-, Spalt- oder Spannungsrisskorrosion.

Durch Messung der Tiefe des Angriffs wird das Ausmaß von Loch- und Spaltkorrosion ersichtlich. Auch Beläge und Korrosionsprodukte auf der Probe können analysiert werden.

Zum Nachweis von Spannungsrisskorrosion werden die Probenstreifen gebogen. Dadurch weiten sich die während der Auslagerung entstandenen Risse auf und werden gut sichtbar.

Werkstoffexpertise zahlt sich aus

Die TÜV-Experten verfügen über langjährige Erfahrung im Umgang mit Korrosion in Chemieanlagen. Sie unterstützen bei allen Fragen zur Werkstoffauswahl, übernehmen die Überwachung bis hin zur Schadensanalyse und die Erstellung von Gutachten.

Sollen neue Produkte in vorhandenen Anlagen hergestellt werden, kann die Auswirkung unbekannter Medien auf die Werkstoffe zuverlässig beurteilt werden. Zudem ist es möglich, Werkstoffalternativen in der Praxis zu testen. Ergänzend zu Laboruntersuchungen dient dies der sicheren Werkstoffauswahl, auch bei der Neubeschaffung einer Anlage.

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* * Die Autorin ist Prüfingenieurin Materials bei TÜV Süd Chemie Service, Frankfurt-Höchst.

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