Wie misst man den Wanddickenverlust einer Rohrleitung? FILAB-Labor

Eine Rohrleitung, die sich unter dem Einfluss von Korrosion, Erosionskorrosion, Lochfraß oder Verschleiß der Leitung verdünnt, stellt eine unsichtbare Gefahr für die Anlage dar.

In Dampfnetzen, Wasserkreisläufen, Kesselhäusern und Prozessleitungen kann sich der Wanddickenverlust lokal und ohne offensichtliche äußere Anzeichen entwickeln, bis die Eignung für den Weiterbetrieb beeinträchtigt ist.

Die Messung des Wanddickenverlusts einer Rohrleitung besteht daher nicht nur darin, einen Wert zu erfassen: Es geht darum, die Restwanddicke mit der Nennwanddicke zu vergleichen, ausgedünnte Bereiche zu kartieren, den Angriffsmechanismus zu identifizieren und das Risiko von Leckagen oder Brüchen zu bewerten.

Diese Degradation frühzeitig zu erkennen, ist eine Sicherheitsanforderung und ein wichtiger Entscheidungshebel, um einen Austausch, eine Auskleidung, eine Reparatur oder eine Anpassung der Betriebsbedingungen zu planen.

Die Ultraschall-Wanddickenmessung ist die am besten geeignete Technik, um eine Rohrleitung im Betrieb oder während eines geplanten Stillstands zu überwachen.

Sie ermöglicht es, schnell Restwanddickenwerte an zugänglichen Bereichen zu erfassen, lokale Verluste zu erkennen und ein Ausdünnungsprofil zu erstellen.

Je nach Geometrie und Oberflächenzustand kann die Prüfung punktweise oder in einem dichteren Raster durchgeführt werden, um die minimalen Wanddicken zu identifizieren. Dieser Ansatz ist besonders nützlich für die regelmäßige Überwachung von Netzen, die interner Korrosion, Abrasion oder Unterablagerungskorrosion ausgesetzt sind.

Ein einzelner Wert reicht nicht aus, um das Risikoniveau zu beurteilen. Es gilt, die Verteilung der Messwerte, das Vorhandensein lokaler Minima, die Form der ausgedünnten Bereiche und ihre Lage in Bezug auf Leitungsbesonderheiten zu analysieren: Bögen, Schweißnähte, Reduzierungen, Tiefpunkte, Turbulenzzonen oder Werkstoffübergänge.

Das Wanddickenprofil hilft dabei, einen gleichmäßigen Verschleiß von einem kritischeren lokalen Angriff zu unterscheiden. Diese Auswertung ermöglicht es auch, die Ursachenforschung zu lenken, etwa in Richtung Wasseraufbereitung, Strömungsgeschwindigkeit, Fluidchemie, Ablagerungen oder galvanischer Kopplung.

Eine einfache Wanddickenmessung beantwortet die Frage „Wie viel ist noch übrig?“ aber nicht die entscheidende Frage „Warum wird es dünner?“. Ohne Identifizierung der Ursache bleibt das Risiko eines erneuten Auftretens nach Austausch oder Reparatur bestehen.

Die von FILAB durchgeführte Expertise zielt darauf ab, Wanddickenverluste mit den zugrunde liegenden Mechanismen zu verknüpfen: Fluidqualität, Chloridgehalt, Oxidationsmittel, Ablagerungen, unzureichende Entgasung, zu hohe Geschwindigkeit, Werkstoff/Medium-Unverträglichkeit oder differentielle Korrosion. Dieser Ansatz ermöglicht es, die eigentliche Ursache und nicht nur die sichtbare Folge zu behandeln.

FILAB positioniert sich weit über einen einfachen Anbieter von zerstörungsfreier Prüfung (ZfP) hinaus. Das Labor kombiniert die Ultraschall-Wanddickenmessung vor Ort, metallografische Untersuchungen, Oberflächenanalysen und die chemische Identifizierung von Ablagerungen oder Korrosionsrückständen, um zu verstehen, warum sich die Rohrleitung verdünnt.

Dieser Ansatz ermöglicht eine vollständige Korrosionsdiagnose von Rohrleitungen für Kohlenstoffstähle, Edelstähle, Kupfer und spezielle Legierungen. Der Gutachtenbericht wird damit zu einem Entscheidungshilfsmittel: Er dokumentiert das Korrosionsbild, schätzt die Ausdünnungsrate ab, trägt zur Berechnung der Korrosionsgeschwindigkeit bei und liefert eine fundierte Grundlage für technische Entscheidungen zum Weiterbetrieb oder zur Instandsetzung der Anlage.

Wenn es die Situation erfordert, kann die Expertise durch Schnitte und Untersuchungen in Metallografie ergänzt werden, um die verbleibende Wanddicke direkt zu messen, die Morphologie des Angriffs zu charakterisieren und eine Korrosion mit allgemeinem Angriff von einem lokalen Angriff zu unterscheiden.

Die Beobachtung mit dem Lichtmikroskop und dem Elektronenmikroskop, kombiniert mit der Elementaranalyse der Ablagerungen, ermöglicht es, die Ausdünnung einem konkreten Mechanismus zuzuordnen: Lochfraß, Unterablagerungskorrosion, galvanische Korrosion, Erosionskorrosion oder Werkstofffehler. Dieser Schritt ist entscheidend, um von der bloßen Messung zum Verständnis der Ursache zu gelangen.

Die Interpretation muss anschließend die Berechnung der Korrosionsgeschwindigkeit auf Grundlage von Messhistorien oder analytischen Indikatoren aus der Expertise einbeziehen.

Durch den Vergleich der aktuellen Wanddicke mit der Anfangswanddicke oder früheren Messungen lässt sich eine Ausdünnungsrate abschätzen und die Restlebensdauer annähern. Diese Schätzung muss vorsichtig bleiben, da lokale Korrosion schneller fortschreiten kann als gleichmäßige Korrosion. Der Gutachtenbericht dient dann dazu, Prioritäten zu setzen: verstärkte Überwachung, Reduzierung der Betriebsbedingungen, gezielte Reparatur oder Austausch.

FILAB setzt geeignete Mittel für die metallurgische Expertise von Rohrleitungen und die Korrosionsanalyse ein: metallografische Untersuchungen, Elektronenmikroskopie mit Elementaranalyse, chemische Analysen, elektrochemische Prüfungen, Oberflächencharakterisierung und Untersuchung von Korrosionsrückständen.

Diese Kombination ist besonders nützlich, wenn mehrere Mechanismen gleichzeitig vorliegen. Das Labor arbeitet mit verschiedenen Werkstoffen, insbesondere Kohlenstoffstahl, Edelstahl, Kupfer und technischen Legierungen, um fundierte Schlussfolgerungen zur Ursache der Schädigung und zur Eignung für den Weiterbetrieb zu ziehen.

Um das Vorgehen einzuleiten, empfiehlt es sich, die verfügbaren Betriebsdaten zu übermitteln: Werkstoff, Durchmesser, Medium, Temperatur, Druck, Wartungshistorie, frühere Wanddickenmessungen, verdächtige Bereiche und Fotos.

Je nach Kontext kann FILAB eine Diagnose vor Ort durchführen, einen Prüfplan festlegen, entnommene Coupons oder Rohrabschnitte analysieren und Ablagerungen oder Korrosionsprodukte im Labor untersuchen.

Ziel ist es, eine verwertbare Einschätzung zu liefern, um schnell entscheiden zu können: überwachen, reparieren, ersetzen, die Wasseraufbereitung anpassen oder die Betriebsbedingungen ändern.