Hinweise zur Gefährdung von Rohrleitungsstahl durch Wasserstoffversprödung bei kathodischem Überschutz

Das Risiko für Wasserstoffversprödung von Rohrleitungsstählen bei kathodischem Überschutz wurde in der Literatur häufig beschrieben. In ISO 15589-1 findet dieses Risiko Beachtung in der Forderung, dass für Rohrleitungsstähle mit einer Mindeststreckgrenze über 550 MPa (N/mm2) das Grenzpotential (an der Phasengrenze Stahl/Erdboden) für den kathodischen Korrosionsschutz untersucht werden soll. Weiterhin existieren in der Literatur Hinweise, dass das Zusammenwirken einer mechanisch beschädigten Stahloberfläche mit kathodischem Überschutz zu einem Schaden durch Wasserstoffversprödung führen kann. Auf der anderen Seite empfiehlt jedoch EN 15280 im Falle einer Wechselstrom-Korrosionsgefährdung, das Einschaltpotential soweit abzusenken, dass ein Verhältnis der Wechsel- und Gleichstromdichten Jac/Jdc < 5 (das z. B. an Probeblechen gemessen werden kann) erreicht wird. Bei Anwendung dieses Kriteriums wurde gefunden, dass schon bei geringen Wechselspannungen Uac ≈ 5 V kathodische Stromdichten von einigen 10 A/m2 erforderlich sein können, um die Korrosionsgeschwindigkeit zu vermindern. Bei diesen Stromdichten wird die Bildung von Wasserstoff auf der Stahloberfläche begünstigt. In diesem Beitrag wird die übliche Vorgehensweise beim kathodischen Korrosionsschutz von erdverlegten Rohrleitungen betrachtet und der Fall einer mechanisch beschädigten Rohrleitung vorgestellt. Die Ergebnisse von verschiedenen Untersuchungen, die bei unterschiedlichen Forschungsstellen durchgeführt wurden, werden zusammengefasst. Die untersuchten Parameter umfassen neben verschiedenen Rohrleitungsstählen unterschiedliche Elektrolytlösungen, nicht- und unterschiedlich aufgehärtetes Probenmaterial sowie einen breiten Bereich kathodischer Stromdichten.