Wie analysiert man interne Korrosion an Rohrleitungen im Labor?

Une fuite interne sur canalisation ne doit jamais être traitée comme un défaut isolé. En exploitation industrielle, en réseau hydraulique ou en installation de chaleur et de froid, un percement localisé révèle souvent une dégradation plus large : piqûration, corrosion sous-dépôt, corrosion prématurée, phénomène d’aération différentielle, attaque galvanique, altération de la couche de passivation.

Analyser la corrosion interne d’une tuyauterie en laboratoire permet de remonter à la cause racine, d’évaluer l’étendue réelle du dommage et de prioriser les actions correctives avant l’arrêt de production ou le sinistre majeur.

Die aussagekräftigsten Hinweise sind tiefe Lochfraßstellen, kaverneartige Angriffe, lokal begrenzte Bereiche an einer Ablagerung, an einer Wasserlinie oder an einer Unterbrechung des Durchflusses sowie Oxidationsgradienten zwischen benachbarten Oberflächen.

Eine einzelne Perforation kann dem fortgeschrittensten Punkt eines Mechanismus entsprechen, der sich bereits über mehrere Meter Rohrleitung ausgebreitet hat.

Der Vergleich zwischen perforiertem Bereich, angrenzendem Bereich und intaktem Bereich ist entscheidend, um den systemischen Charakter des Versagens zu bewerten.

Die Diagnose stützt sich auf ergänzende Verfahren.

Die Lichtmikroskopie am mikrografischen Schliff macht die Angriffstiefe, die Morphologie der Lochfraßstellen und den mikrostrukturellen Zustand des Metalls sichtbar. Die REM-EDX begutachtet fein die Korrosionstopografie und die semiquantitative Zusammensetzung der gebildeten Produkte.

ICP sucht nach Spurenelementen, XPS präzisiert die Oberflächenchemie und den Oxidationszustand, während die Röntgendiffraktometrie helfen kann, bestimmte kristalline Phasen der Ablagerungen und Oxide zu identifizieren. Falls erforderlich, ergänzen Werkstoffprüfung, Härte und Elementaranalyse die Begutachtung eines Rohrleitungsversagens.

Die MIC (bakterielle Korrosion) wird vermutet, wenn die Angriffsform, die Art der Ablagerungen und der Betriebskontext zusammenpassen: Biofilm, zähflüssige oder geschichtete Ablagerungen, lokale Anreicherung von Schwefel oder anderen charakteristischen Spezies, stark lokalisierter Lochfraß unter Ablagerungen, Stagnation des Mediums, günstige Temperatur und geringer Austausch.

Das Labor beschränkt sich nicht auf eine Sichtprüfung; es charakterisiert die Oberfläche und die Ablagerungen, um Signaturen zu suchen, die mit mikrobiologischer Aktivität und ihren Auswirkungen auf die lokale Elektrochemie vereinbar sind.

Die Laboruntersuchung beruht auf einem strukturierten Vorgehen: visuelle und makroskopische Untersuchung der intakten und geschädigten Bereiche, kontrolliertes Öffnen der Rohrleitung, Entnahme der inneren Ablagerungen, metallografische Untersuchungen am Schliff, Oberflächenanalysen und chemische Mikroanalysen. Dieser Ansatz verknüpft die Morphologie des Angriffs, die Zusammensetzung der Korrosionsprodukte, die Art des Metalls, mögliche Inhomogenitäten einer Beschichtung und die Betriebsparameter.

Die Werkzeuge der REM-EDX für Metalle, ICP, XPS, Röntgendiffraktometrie, Lichtmikroskopie und elektrochemische Prüfungen machen sichtbar, was dem menschlichen Auge entgeht, und objektivieren eine Diagnose der Begutachtung eines Rohrleitungsversagens.

Die Analyse innerer Ablagerungen liefert oft den Schlüssel zur Diagnose. Eine mineralische, organische oder gemischte Ablagerung kann eine Differenzbelüftungszelle erzeugen, Chloride konzentrieren, schwefelhaltige Spezies einschließen oder mikrobiologisches Wachstum begünstigen. Die chemische Mikroanalyse und die Beobachtung mittels REM-EDX ermöglichen es, die Haupt- und Spurenelemente zu identifizieren, die mit Korrosionsprodukten, Schlämmen, Inkrustationen und Verunreinigungen aus dem Medium oder dem Prozess verbunden sind.

Wenn der Kontext es erfordert, stärken elektrochemische Prüfungen die Interpretation. Die Messung des freien Potenzials (OCV) gibt Aufschluss über das spontane Verhalten des Metalls in einem bestimmten Medium.

Die LSV hilft, eine Korrosionsgeschwindigkeit abzuschätzen, die EIS bewertet Oberflächenphänomene und Beschichtungsfehler, und der galvanische Kopplungstest macht Wechselwirkungen zwischen ungleichen Werkstoffen sichtbar. Simulationen spezifischer Medien, einschließlich Chloriden, extremen pH-Werten oder Inhibitoren, ermöglichen es ebenfalls, die Empfindlichkeit einer Legierung oder eines Verfahrens zu überprüfen.

Die Differentialdiagnose bleibt unverzichtbar. Ein galvanischer Angriff wird eher mit einer Kombination von Metallen unterschiedlicher Potenziale und einer günstigen leitfähigen Geometrie in Verbindung stehen. Eine chemische Korrosion hängt stärker vom pH-Wert, von Chloriden, gelöstem Sauerstoff, Oxidationsmitteln oder abgebauten Inhibitoren ab.

Durch den Abgleich von Oberflächen-, Zusammensetzungs- und metallografischen Ergebnissen mit den Betriebsdaten des Netzes priorisiert das Labor die Hypothesen und bestimmt den dominierenden Mechanismus.

Reparieren, ohne die Ursache zu verstehen, führt schnell zu einem erneuten Auftreten. Die Laboranalyse ermöglicht zu entscheiden, ob das Material geändert, die Oberflächenbehandlung überarbeitet, die Wasserchemie korrigiert, eine Stagnationszone beseitigt, ein Ablagerungsproblem behandelt, eine galvanische Kopplung kontrolliert oder die Wartung der hydraulischen Netzdiagnose angepasst werden muss.

Sie hilft außerdem dabei, einen Überwachungsplan festzulegen, die zu prüfenden Leitungsabschnitte gezielt auszuwählen und den Wiederanlauf abzusichern. Für den Betreiber ebenso wie für den Schadenssachverständigen bedeutet die Analyse interner Korrosion an Rohrleitungen, einen Leckschaden in verwertbare technische Informationen umzuwandeln.