Strategien für die Optimierung des kathodischen Korrosionsschutzes von Rohrleitungen unter Wechselspannungsbeeinflussung

Seit dem Auftreten der ersten Schäden durch Wechselstromkorrosion im Jahr 1988 an kathodisch geschützten Rohrleitungen [1, 2] wurde das Phänomen detailliert untersucht. Bald wurde die Wechselstromdichte als kritischer Parameter identifiziert [3-5]. Ebenso wurde auch festgestellt, dass die Gleichstromdichte einen wesentlichen Einfluss auf die Korrosionsgeschwindigkeit hat [6-9]. In der Folge wurden verschiedene grundlegende Untersuchungen vorgenommen, die zu einem vertieften Verständnis der beteiligten Prozesse geführt haben [10-12]. Die daraus resultierende Modellvorstellung ist in der Lage alle empirischen Beobachtungen zu erklären. Anhand von ausgedehnten Felduntersuchungen war es zudem möglich die in Laborversuchen ermittelten Grenzwerte für die kritische Beeinflussung unter realen Betriebsbedingungen der Rohrleitung zu bestätigen [13]. Aufgrund dieser Daten kann die Korrosionsgeschwindigkeit begrenzt werden, wenn die Wechselstromdichte unter 30 A/m2 oder die Schutzstromdichte auf Werte unter 1 A/m2 begrenzt werden [7, 14]. Die Begrenzung der Wechselstromkorrosion ist auch möglich, wenn das Einschaltpotential positiver als -1.2 V CSE und die Wechselspannung kleiner als 15 V ist [15, 16]. Weiter muss das Ausschaltpotential negativer als das gemäß EN 12954 geforderte Schutzkriterium sein. Aufgrund der Modellvorstellungen und auch experimentellen Daten konnte zudem gezeigt werden, dass Wechselstromkorrosion auch bei hohen Schutzstromdichten verhindert werden kann. Aufgrund von Laborversuchen ist davon auszugehen, dass dies möglich ist, wenn die Schutzstromdichte ca. ein Drittel der Wechselstromdichte [6, 15] beträgt. Basierend auf den Laboruntersuchungen und Modellvorstellungen besteht ein vertieftes Verständnis über die bei Wechselstromkorrosion ablaufenden Prozesse und die erforderlichen Grenzwerte. Die Problematik besteht nun darin, dass es nicht ohne weiteres möglich ist diese Grenzwerte auf bestehende Rohrleitungen anzuwenden. Der Grund dafür sind die zum Teil sehr heterogene Bettung der Rohrleitung, die streckenweise schlechte Umhüllungsqualität oder die zumindest kurzzeitig sehr hohe Wechselspannungs-beeinflussung. Im Folgenden sollen Erfahrungen und Lösungsansätze für den Umgang mit wechselspannungsbeeinflussten Rohrleitungen präsentiert werden.