Warum korrodiert eine Rohrleitung aus verzinktem Stahl? Expertise von FILAB

Die Korrosion an einer verzinkten Stahlleitung tritt auf, wenn die Zinkschicht, die als Opferanode dienen soll, den Stahl nicht mehr dauerhaft schützt. In einem hydraulischen System können mehrere Faktoren diesen Schutz destabilisieren: ungeeignete Wasserqualität, gelöster Sauerstoff, Chloride, ungünstiger pH-Wert, Stagnation, Ablagerungen, galvanische Paare unterschiedlicher Materialien oder lokale Beschichtungsfehler. Das Zink kann sich dann ungewöhnlich stark auflösen, Weißrost bilden und schließlich den blanken Stahl oxidieren lassen. In manchen Fällen kann eine Zink-Polaritätsumkehr den Angriff auf das Substrat abrupt beschleunigen.

Das Phänomen bleibt nicht lokal begrenzt: Es erzeugt Korrosionsprodukte und Schlämme, die Wärmetauscher verschmutzen, Durchflussquerschnitte verstopfen und die Umwälzpumpen beeinträchtigen. Korrosion zu ignorieren bedeutet, die gesamte hydraulische Ausrüstung des Gebäudes zu gefährden.

Die Verzinkung schützt den Stahl durch Barrierewirkung und durch Opferanodenschutz. Im Betrieb bildet das Zink normalerweise eine Passivierung-Schicht, die seine Auflösung begrenzt.

Ist diese Schicht instabil, porös oder durch die Wasserchemie zerstört, verbraucht sich das Zink schneller. Das Vorhandensein von Sauerstoff, gelösten Salzen, Temperaturschwankungen oder Stagnationszonen kann diese Schädigung begünstigen.

Die ersten Anzeichen sind oft weißliche Ablagerungen, die als Weißrost bezeichnet werden, gefolgt von einem tieferen Angriff.

Eine Analyse eines Schadensfalls an verzinktem Stahl beginnt oft mit Betriebssymptomen: trübes Wasser, graue oder weißliche Schlämme, wiederholte Verstopfung von Filtern, Durchflussrückgang, ungewöhnliche Druckverluste, Geräusche an den Umwälzpumpen, lokale Korrosion an Verbindungen oder das Auftreten von Leckagen.

Weiße, pulverige Ablagerungen können auf einen Angriff auf das Zink hinweisen, während rotbraune Oxide eine Schädigung des darunterliegenden Stahls anzeigen.

Die Expertise stützt sich auf einen mehrskaligen Ansatz: visuelle Untersuchung der betroffenen Bereiche, metallografische Betrachtung, Charakterisierung der Ablagerungen und Vergleich zwischen intakten und defekten Zonen. Ziel ist es, den Korrosionsmechanismus zu bestimmen, den Oxidationsgrad zu bewerten, den Zustand der Verzinkung zu prüfen und mögliche Vorläufer wie Halogene, Verunreinigungen oder fest anhaftende Ablagerungen zu identifizieren.

Diese Methodik ermöglicht es, die beobachteten Schäden mit den tatsächlichen Einsatzbedingungen zu verknüpfen.

Es geht nicht nur darum, Rost oder Ablagerungen festzustellen, sondern die eigentliche Ursache der Störung zu identifizieren. Eine fundierte Expertise kombiniert die Beobachtung der betroffenen Bereiche, die Analyse der Ablagerungen, die Bewertung des Zustands von Zink und Stahl sowie die Untersuchung des Einsatzmediums.

Dieser Ansatz ermöglicht es, zwischen galvanischer Korrosion im Netz, Unterablagerungskorrosion, Angriff durch zu aggressives Wasser, Passivierungsfehler oder einem betriebsbedingten elektrochemischen Ungleichgewicht zu unterscheiden. Ziel ist es, eine Korrosionsdiagnose für den Hochbau zu liefern, die für die Entscheidung über Korrekturmaßnahmen nutzbar ist: Wasseraufbereitung, Materialänderung, Beseitigung einer galvanischen Kopplung, Netzreinigung oder gezielter Austausch geschädigter Leitungsabschnitte.

In einem Netz mit mehreren Metallen kann der Unterschied im Elektrodenpotenzial eine galvanische Zelle erzeugen. Das unedlere Metall wird anodisch und korrodiert bevorzugt. Wenn sich die lokalen Bedingungen ändern, kann sich das Verhalten des Zinks verändern und zu einer Zink-Polumkehr führen, einer besonders kritischen Situation für die Dauerhaftigkeit der Beschichtung. Dieses Szenario tritt häufig auf, wenn Wasserzusammensetzung, Ablagerungen oder Kontaktflächen die elektrochemischen Gleichgewichte verändern.

Wenn Korrosionsprodukte im Netz zirkulieren, sammeln sie sich an Tiefpunkten, in Wärmetauschern, Ventilen und Pumpen an. Diese Feststoffbelastung stört den hydraulischen Abgleich und kann zu vorzeitigem Verschleiß der Komponenten führen. Je später eingegriffen wird, desto größer ist das Risiko einer weitreichenden Schädigung. In Heizungs- und Kaltwassernetzen können die indirekten Kosten durch Stillstände, Austausch und Reinigung schnell die Kosten der Expertise übersteigen.

Je nach Fragestellung können verschiedene technische Mittel eingesetzt werden: elektrochemische Prüfungen mit Messung des freien Potenzials (OCV), Untersuchung der Korrosionsgeschwindigkeit (LSV), Messung der elektrochemischen Impedanz (EIS) und Prüfung der galvanischen Kopplung ; Oberflächen- und Ablagerungsanalysen mittels REM-EDX, XPS, Röntgendiffraktometrie und Lichtmikroskopie; chemische Analysen mittels ICP; Simulation spezifischer Medien, beschleunigte Alterung und Vergleichsprüfungen von Werkstoffen oder Oberflächenbehandlungen. Diese Kombination ermöglicht eine belastbare Diagnose und die Priorisierung der wahrscheinlichen Ursachen.

FILAB begleitet Betreiber, Hausverwaltungen, Fachbüros für Gebäudetechnik und Installateure bei der metallurgischen Expertise von FILAB zu Ausfällen in Rohrnetzen.

Der Vorteil eines Laboransatzes für eine Rohrleitungsanalyse besteht darin, eine sichtbare Störung in eine objektivierte Diagnose und anschließend in einen Maßnahmenplan zu überführen. Dank der Kombination aus elektrochemischen Prüfungen, Oberflächenanalysen, chemischen Charakterisierungen und Milieusimulationen lässt sich die dominante Ursache identifizieren, technische Hypothesen validieren und auf nachhaltige Korrekturmaßnahmen ausrichten.