Unterschiede verstehen: Lochfraß vs. Spaltkorrosion

Lochfraßkorrosion vs. Spaltkorrosion: Unterschiede erkennen

Korrosion – die Verschlechterung von Konstruktionsmaterialien durch chemische Wechselwirkung mit ihrer Umgebung – ist ein außerordentlich kostspieliges Problem. Schäden durch unkontrollierte Korrosion an Rohrsystemen sind eine Hauptursache für Gewinnverluste bei Offshore- und Küstennäheren Anwendungen und kosten jährlich Milliarden. Korrosion kann verhindert werden, solange Unternehmen wissen, worauf sie achten müssen, und präventive Maßnahmen ergreifen, um Korrosionsrisiken zu reduzieren, bevor es zu spät ist.

Fast jedes in unserer Welt verwendete Metall korrodiert unter bestimmten Umständen. Es gibt Schritte, die unternommen werden können, um Korrosion in Öl- und Gasanwendungen, insbesondere offshore, zu verhindern. Diese Schritte erfordern ein grundlegendes Verständnis der verschiedenen Korrosionstypen und ihrer Ursachen. Zu wissen, wo man nach Korrosion suchen muss, kann Risiken auf Ölplattformen und in Raffinerien minimieren – und erhebliche Zeit und Geld sparen.

Interessiert an der Suche nach den richtigen Materialien für Offshore- und Küstennäheren Umgebungen? Ergreifen Sie Maßnahmen zur Korrosionskontrolle mit Swageloks Materialauswahl-Leitfaden.

Wie Korrosion entsteht

Korrosion tritt auf, wenn ein Metallatom durch eine Flüssigkeit oxidiert wird, was zu einem Materialverlust auf der Metalloberfläche führt. Der resultierende Materialverlust verringert die Wanddicke von Komponenten aus Kohlenstoff- und niedriglegierten Stählen, die von allgemeiner Korrosion betroffen sind, und macht sie anfällig für mechanisches Versagen.

Metallrohrsysteme werden am häufigsten für analytische und Prozessinstrumentierung, Hydraulikleitungen und Steuer- und Versorgungsanwendungen verwendet. Viele in Öl- und Gasanwendungen verwendete konstruierte Metalle bestehen aus Edelstahl, der mehr als 10 % Chrom enthält. Letzteres hilft, eine Oxidschicht zu bilden, die die Metalle vor Korrosion schützt. Edelstahlkorrosion tritt jedoch auf, wenn Umweltbedingungen dazu führen, dass diese Schicht zusammenbricht.

Fast jedes Metall korrodiert unter bestimmten Umständen. Zum Beispiel ist Rost ein häufiges Nebenprodukt der Kohlenstoffstahlkorrosion, das durch Eisenkorrosion und Bildung von Eisenoxid entsteht. Es gibt jedoch viele andere Korrosionstypen. Jeder Typ birgt eine einzigartige Bedrohung, die bei der Auswahl des optimalen Materials für Ihre Anwendung bewertet werden muss.

Gängige Korrosionstypen identifizieren

Es gibt zahlreiche Korrosionstypen, die Öl- und Gasinstallationen verheeren können. Viele Korrosionstypen sind spezifisch für die chemische Zusammensetzung des Metalls und die Betriebsumgebung. Im Folgenden konzentrieren wir uns auf zwei Formen lokalisierter Korrosion in Edelstahl: Lochfraß und Spaltkorrosion.

Lochfraßkorrosion

Lochfraßkorrosion tritt auf, wenn die schützende Oxidschicht auf der Oberfläche von Edelstahl zusammenbricht, wodurch das darunter liegende blanko Metall anfällig für einen Elektronenverlust durch Oxidation in Gegenwart einer korrosiven wässrigen Lösung wird. Diese elektrochemische Reaktion initiiert die Bildung kleiner Kavitäten oder „Gruben“.

Obwohl sie normalerweise durch gründliche Sichtprüfung erkennbar sind, können diese Gruben tief genug wachsen, um eine Rohrwand vollständig zu durchdringen. Lochfraßkorrosion kann auch die Initiierung von Rissern in zugbeanspruchten Komponenten begünstigen. Umgebungen mit höheren Chloridkonzentrationen, einschließlich denen, die durch Verdunstung von abgelagerten Salzwassertropfen entstehen, sind anfällig für Lochfraßkorrosion – insbesondere bei hohen Temperaturen.

Bei der Untersuchung von Metallrohren auf Lochfraßkorrosion achten Sie auf rötlich-braune Eisenoxidablagerungen sowie potenzielle Gruben, die sich auf der Metalloberfläche gebildet haben könnten.

Spaltkorrosion

Ähnlich wie Lochfraßkorrosion wird Spaltkorrosion durch den Zusammenbruch der schützenden Oxidschicht von Edelstahl eingeleitet und setzt sich mit der Bildung flacher Gruben fort. Allerdings tritt Spaltkorrosion – wie der Name andeutet – in Spalten auf.

In einem typischen Flüssigkeitssystem existieren Spalten zwischen Rohr und Rohrhalterungen oder -klemmen, zwischen benachbarten Rohrsträngen und unter Schmutz und Ablagerungen, die sich auf Oberflächen angesammelt haben. Spalten sind in Rohrinstallationen praktisch unvermeidbar, und enge Spalten stellen eine der größten Gefahren für die Integrität von Edelstahl dar. Spaltkorrosion tritt auf, wenn Seewasser in einen Spalt diffundiert, was zu einer chemisch aggressiven Umgebung führt, in der korrosionsverursachende Ionen nicht leicht aus dem Spalt diffundieren können. In einem solchen Szenario kann die gesamte Oberfläche innerhalb des Spalts mit hoher Geschwindigkeit korrodieren.

Spaltkorrosion kann nur visuell beobachtet werden, wenn eine Rohrklemme vom installierten Rohr entfernt wird. Es ist wichtig zu beachten, dass Spaltkorrosion bei niedrigeren Temperaturen auftreten kann als Lochfraßkorrosion, da weniger Aufwand erforderlich ist, um eine „Grube“ unter dem geometrischen Spalt (z. B. die Rohrklemme) zu erzeugen.

Korrosion verhindern

Korrosion kann in vielen Fällen minimiert werden, indem Belegschaften mit grundlegendem Materialwissen geschult werden:

Materialauswahl: Zunächst sollten Sie die Materialwahl für Rohranwendungen berücksichtigen, vom Rohr selbst bis zu Rohrhalterungen und -klemmen. Typ 316 Edelstahlrohr funktioniert in vielen Installationen gut, solange es sauber gehalten wird und die Temperaturen nicht übermäßig hoch sind. In wärmeren Klimazonen, insbesondere an Standorten, wo sich Salzeinlagerungen leicht bilden und in Installationen, wo Rost von Kohlenstoffstahl-Trägern und Böden sich auf Edelstahloberflächen ansammelt, wird Korrosion von Typ 316 Edelstahlrohr leichter beobachtet.

Für diese Situationen bieten Rohre aus superaustenitischen (z. B. 6Mo oder 6HN) oder superduplex (z. B. 2507) Edelstahl eine viel bessere Korrosionsbeständigkeit. Die höhere Streckgrenze und Zugfestigkeit von superduplex Edelstahl erleichtert auch den Bau von Systemen, die für eine höhere maximal zulässige Betriebsdruck (MAWP) ausgelegt sein müssen. Um kostspielige Fehler zu vermeiden und zu bestimmen, welches Material für Ihre Anwendung richtig ist, wenden Sie sich an Ihr lokales autorisiertes Swagelok-Vertriebs- und Servicecenter für Beratung bei der Auswahl der richtigen Produkte und Materialien.

Platzierung und Design: Sorgfältige Systempraktiken sind für die Korrosionsverhütung notwendig, um die Anzahl der Standorte zu minimieren, an denen Spaltkorrosion auftreten kann. Eine Möglichkeit, Spalten in einem Rohrsystem zu verringern, besteht darin, Rohre nicht direkt an Wänden oder aneinander zu platzieren. Wenn Spaltkorrosion von Typ 316 Edelstahlrohr beobachtet wird, kann man Typ 316 Rohr durch korrosionsbeständigeres Rohr ersetzen, das mit kosteneffektiven Typ 316 Rohrverschraubungen installiert werden kann. Swagelok bietet mehrere konstruierte Kombinationen von Typ 316 Edelstahlrohrverschraubungen mit Rohren aus verschiedenen korrosionsbeständigen Legierungen an.

Korrosions- und Materialwissenschaftsschulung

Über diese einfachen Maßnahmen hinaus beinhaltet der beste Ansatz zur Korrosionsverhütung eingehende Schulung und die Implementierung eines regelmäßigen und robusten Korrosionsüberwachungsprogramms. Swagelok bietet Materialwissenschaftsschulungen an, um Ingenieure, technische Mitarbeiter und alle anderen, die am Materialauswahlprozess beteiligt sind, zu lehren, wie man die richtigen korrosionsbeständigen Legierungen für Ihre Flüssigkeitssysteme auswählt. Der Aufbau eines grundlegenden Verständnisses von Korrosion – wie sie aussieht, wo sie auftritt und aus welchen Gründen – bei denen, die täglich mit Rohrsystemen arbeiten, kann Materialausfälle und kostspielige Reparaturen verhindern. Kontaktieren Sie Ihr lokales Swagelok-Vertriebs- und Servicecenter, um zu erfahren, wie ein Materialwissenschaftsschulungsprogramm Ihrer Organisation helfen kann, gegen Korrosion anzukämpfen.