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Verfahrenstechnik 11/2018

Verfahrenstechnik 11/2018

BETRIEBSTECHNIK Kontra

BETRIEBSTECHNIK Kontra Korrosion Anlagenüberwachung im laufenden Betrieb mit Korrosionsproben Das Auslagern von Korrosionsproben ist eine leicht zu handhabende Methode der Anlagenüberwachung. Werkstoffe können im laufenden Betrieb geprüft werden. Betreiber haben so die Möglichkeit, Korrosion an Bauteilen frühzeitig zu erkennen und Gegenmaßnahmen zu ergreifen. Korrosion verursacht jährlich Schäden in Milliardenhöhe. Dabei sind die in Chemieanlagen verwendeten Bauteile aus nichtrostendem Stahl durch ihre Passivschicht gut vor Korrosion geschützt. Dass dennoch korrosionsbedingte Schäden auftreten, ist auf Produktionsbedingungen zurückzuführen, die die eingesetzten Werkstoffe an die Grenze ihrer Beständigkeit bringen. Dazu zählt in erster Linie eine erhöhte Belastung durch Chloride. Hintergrund: Chloride können die schützende Passivschicht auf nichtrostendem Stahl örtlich stören und damit lokale Korrosion auslösen. Dieser Effekt wird verstärkt durch niedrige pH-Werte und führt bspw. an Rohren und Behältern zu Loch-, Spannungsriss- oder Spaltkorrosion. Während die Flächenkorrosion gleichförmig an der Oberfläche auftritt und i. d. R. gut beherrschbar ist, sind lokale Korrosions­ Autorin: Dr. Helga Leonhard, Prüfingenieurin Materials Engineering & Testing, Tüv Süd Chemie Service GmbH, Frankfurt am Main angriffe wesentlich kritischer für die Anlage, weil sie oft in ihrer Tragweite unterschätzt werden. So ist die Tiefe einer Stelle mit Lochkorrosion i. d. R. größer als ihr Durchmesser, was die visuelle Prüfung von betriebsbeanspruchten Bauteilen zusätzlich erschwert. Benötigt wird daher ein einfach zu handhabendes Monitoring, das Korrosionsangriffe, kritische Bedingungen für die Werkstoffe und drohende Schäden an Anlagenbauteilen frühzeitig aufdeckt. Das Auslagern von Korrosionsproben erfüllt diese Anforderungen. Sämtliche Werkstoffe können im laufenden Betrieb geprüft und Alternativen getestet werden. Für das Betriebspersonal ist der Aufwand sehr gering. Er ist begrenzt auf den Einbau des Halters mit den Werkstoffproben. Korrosionsproben auslagern Zur Vereinfachung der Montage bzw. Demontage liefert Tüv Süd Chemie Service fertig konfigurierte Basisprobenhalter, auf denen nach Kundenanforderung zuvor gewogene und klar gekennzeichnete Korrosionsproben elektrisch isoliert montiert werden. Diese Basisprobenhalter sind sehr leicht mit einer mitgelieferten korrosionsbeständigen Schraube an einem im Betrieb angeschweißten Adapter zu befestigen. Verfügbar sind Adapter aus rostfreiem Stahl oder einer Nickelbasislegierung. Es ist wichtig, für das Auslagern von Korrosionsproben genau die Stellen in der Anlage zu finden, an denen die stärksten Belastungen für den Werkstoff zu erwarten sind. Das sind bspw. Orte mit höchstem Chloridgehalt, höchster Temperatur oder größter Strömungsgeschwindigkeit. Hier ist die Gefahr für lokale Korrosionsprozesse besonders groß. Häufig kann der Betrieb auf Erfahrungswerte zurückgreifen, die das Identifizieren potenzieller Auslagerungsstellen in der Anlage erleichtern. Alternativ können aber auch RI-Diagramme hierfür verwendet werden. Für das Einbringen der Korrosionsproben in die Anlage gibt es Erfahrungen mit zahlreichen Standardkonstruktionen. Dazu zählen bspw. Probenmontagen auf Blindflanschen, Zwischenflanschmontagen im Rohr, Befestigungen mit einer Schelle auf einer Rührerwelle oder um ein Einleitrohr sowie Montagen auf rückziehbaren Systemen. Auf Kundenwunsch können auch Sonderanfertigungen erstellt werden. Probenvorbereitung Hat die Korrosionsprobe als einzige Aufgabe die Überwachung, so muss der Werkstoff dem des Bauteils entsprechen. In der Regel ist es nicht notwendig, die gleiche Werkstoffcharge zu benutzen. Alle Werkstoffe sind in Probenform herstellbar und für das Auslagern geeignet – auch Proben mit gehärteten Oberflächen, einer Beschichtung, Spaltproben, geschweißte Proben oder Email. Wichtig ist, Proben zu verwenden, deren Oberflächen nach der Auslagerung gut zu bewerten sind. Tüv Süd Chemie Service verwendet daher immer Probenstreifen, deren Oberfläche auf mindestens einer Seite glatt genug ist, um auch kleinste lokale Korrosionsangriffe identifizieren zu kön­ 44 VERFAHRENSTECHNIK 11/2018

01 Durch Chlorid-Einwirkung verursachte Spannungsrisskorrosion an einem Rohr aus nichtrostendem Stahl Das Gefährliche am Risiko ist nicht das Risiko selbst, sondern wie man mit ihm umgeht. 02 Beispielmontagen: Korrosions rechen an einer Schelle (links), Montage auf einem Blindflansch (mitte) und Korrosionsrechen (rechts) nen. Zum Auffinden chloridbedingter Spannungsrisskorrosion muss die Oberfläche vor dem Auslagern scharf angeschliffen werden. Damit werden Zugspannungen eingebracht. Rechenförmige Probenhalter erlauben die Parallelbefestigung verschiedener Proben, damit – falls notwendig – alternative Werkstoffe unter Praxisbedingungen mitgetestet werden können. Zustand des Bauteils Für mindestens zwei Wochen werden die Werkstoffproben ausgelagert, dann wird der Probenhalter vom Betrieb ausgebaut und an das Korrosionslabor geschickt. Dort wird auf Basis des Masseverlustes der Probe die Korrosionsgeschwindigkeit des Werkstoffs berechnet. Zudem ist lokale Korrosion in Form von Loch-, Spannungsriss- oder Spaltkorrosion visuell aufzufinden. Durch Messung der Tiefe des Angriffs wird das Ausmaß von Loch- und Spaltkorrosion ersichtlich. Um Spannungsrisskorrosion sichtbar zu machen, werden die Probenstreifen ge bogen. Bei der Auslagerung entstandene Risse weiten sich so auf und sind schließlich gut zu erkennen. Auch Beläge und Korrosionsprodukte auf der Probe können analysiert werden. Als Ergebnis wird ein Bericht oder Zertifikat erstellt. Die Experten von Tüv Süd Chemie Service verfügen über langjährige Erfahrung im Umgang mit Korrosion in Chemieanlagen. Sie unterstützen bei allen Fragen zur Werkstoffauswahl, übernehmen das Monitoring bis hin zur Schadensanalyse und die Erstellung von Gutachten. Betreiber profitieren mehrfach Die Anlagenüberwachung mit Korrosionsproben senkt das Risiko für ungeplante Stillstände und aufwändige Instandsetzungen. Betreiber steigern damit die Verfügbarkeit, Produktivität und Sicherheit ihrer Anlagen und sparen gleichzeitig Kosten ein. Zudem leistet die Korrosionsüberwachung einen wichtigen Beitrag zur vorausschauenden Instandhaltung. Die Ergebnisse sind gut nutzbar als Ergänzung zu den gesetzlich vorgeschriebenen Inspektionen. Fotos: Tüv Süd www.tuev-sued.de/chemieservice Foto: © mojolo, Fotolia.com RECYCLING- TECHNIK 07 | 08 November 2018 DORTMUND Fachmesse für Recycling-Technologien Besuchen Sie uns am Stand: U 36 - 7 Brände erkennen Brände löschen Schäden verhindern Wir realisieren kundenspezifische Schutzkonzepte für Recycling-Anlagen mittels Infrarot-Brandfrüherkennungssystemen sowie VdS-zertifizierten Sprühwasserlöschanlagen und Funkenlöschanlagen. BRANDSCHUTZ MADE IN GERMANY WE HAVE THE RIGHT SOLUTIONS FOR ALL APPLICATIONS. Industriestraße 3 D-31061 Alfeld +49(0) 5181-85525-0 info@tbelectronic.de www.tbelectronic.eu

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