Untersuchungen zur Deckschichtbildung und den Mechanismen der Wechselstromkorrosion an kathodisch geschützten Rohrleitungen sowie Ableitung von Schutzmaßnahmen

Problemstellung und Ziele des Projektes

Die Kombination von organischen Umhüllungen und dem kathodischen Korrosionsschutz gewährleistet die Integrität von erdverlegten Rohrleitungen. Trotz eines wirksamen kathodischen Korrosionsschutzes können jedoch in Gegenwart von Wechselstromquellen, wie beispielsweise Hochspannungsleitungen, vereinzelt Korrosionsschäden an den Rohrleitungen beobachtet werden. Diese wechselstrominduzierte Korrosion wurde in den letzten Jahrzenten Gegenstand zahlreicher Untersuchungen, trotzdem sind weiterhin Wissenslücken vorhanden. Im Zuge der Energiewende ist weiterhin ein stärkerer Ausbau der Energietrassen notwendig. Dabei werden häufig Hochspannungs- und Gashochdruckleitungen parallel geführt, wodurch das Risiko von Rohrdurchbrüchen aufgrund von Wechselstromkorrosion wächst.

Die aus dem bisherigen Stand der Technik abgeleiteten Maßnahmen zur Vermeidung von Wechselstromkorrosion basieren auf Studien, welche noch nicht zu einem vollständigen, wissenschaftlich fundierten Verständnis der Wechselstromkorrosion geführt haben. Weiterhin sind sie in der Anwendung häufig schwierig mit den üblichen Verfahren des kathodischen Korrosionsschutzes vereinbar. Daher wird seitens der Netzbetreiber und der ausführenden Unternehmen (meist KMUs) eine vollständige Aufklärung der Mechanismen gefordert, um die Ausarbeitung gesicherter Handlungsempfehlungen zu ermöglichen.

Hierzu hat der fkks Fachverband Kathodischer Korrosionsschutz e.V. gemeinsam mit dem DFI und der GfKORR zunächst das IGF-Vorhaben 20273 N (siehe dort den Schlussbericht) und nunmehr das vorliegende Anschlussvorhaben initiiert. Damit soll das Ziel verfolgt werden, ein besseres Verständnis der durch eine Wechselstromüberlagerung an kathodisch geschützten Rohrleitungen ausgelösten Korrosionsmechanismen zu erarbeiten. In dem vorangegangenen Forschungsvorhaben wurden vor allem die Einflüsse verschiedener für die Wechselstromkorrosion relevanter Parameter an kathodisch geschützten Stählen untersucht. Die durchgeführten elektrochemischen, mikroskopischen und spektroskopischen Untersuchungen ermöglichten bereits tiefere Einblicke in die zugrunde liegenden Korrosionsmechanismen.

Das aktuelle Projekt soll nunmehr mithilfe von weiteren Laboruntersuchungen unter realitätsnäheren Bedingungen (diffusionshemmendes sandhaltiges Medium) die Erkenntnisse aus dem vorangegangenen Projekt untermauern. Mithilfe eines geeigneten Messstandes soll dazu eine Echtzeitmessung von induzierten Strömen und pH-Änderung nahe der Stahloberfläche realisiert werden. Weiterhin sollen insbesondere die Bildung und der Einfluss von Deckschichten durch in-situ Messungen näher charakterisiert werden. Die in Summe beider Vorhaben erzielten Ergebnisse sollen schlussendlich in Handlungsempfehlungen für die Planer und Anwender des kathodischen Korrosionsschutzes überführt werden.

Das IGF-Vorhaben Nr. IGF 21680 N der Forschungsvereinigung GfKORR - Gesellschaft für Korrosionsschutz e.V. wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.