S. Strobl, P. Linhardt, and R. Haubner

Mikrobiell induzierte Lochkorrosion eines austenitischen Edelstahlrohres

Microbially Induced Pitting Corrosion on an Austenitic Stainless Steel Pipe

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An einer Feuerlöschleitung aus austenitischem nichtrostendem Stahl (Wst.-Nr. 1.4307) traten bereits nach wenigen Wochen Einsatz Leckagen durch Lochkorrosion im Einflussbereich der Schweißnähte auf. Untersuchungen an entnommenen Rohrstücken sollten die Qualität des verwendeten Stahls überprüfen und eventuelle Gründe für eine erhöhte Empfindlichkeit des Rohrwerkstoffs gegenüber Lochkorrosion identifizieren. Dazu wurden metallographische Schliffe angefertigt, mit drei verschiedenen Lösungen geätzt (V2A, Beraha 2, Lichtenegger und Blöch) und im Lichtmikroskop untersucht.

Die Untersuchungen ließen einen hohen Anteil an Verformungsmartensit und rund 5 % δ-Ferrit vor allem in der Querschliffmitte, sowie Gleitlinien in der Randzone erkennen. Sensibilisierung des Werkstoffs in der Wärmeeinflusszone einer Schweißnaht wurde nicht beobachtet. Verformungsstrukturen und die Chromanreicherung im δ-Ferrit begünstigen zwar die Ausbreitung der Korrosionsvorgänge im Inneren des Werkstoffs, sind aber mit der Initiierung der Lochkorrosion nicht in Verbindung zu bringen. In der Einflusszone der Schweißnähte wurden Anlauffarben festgestellt, diese erklären aber nicht hinreichend die Initiierung und Aufrechterhaltung der Lochkorrosion bei einem Chloridgehalt des im System vorgefundenen Wassers von nur etwa 10 mg/l, was auch durch eine elektrochemische Untersuchung untermauert wurde.

Bei der Untersuchung der Rohroberfläche wurden aber an der unbeeinflussten Fläche auch kleine schwarze Punkte beobachtet, die sich bei der EDX-Analyse im REM und weiter nasschemisch als mikroskopisch kleine Knöllchen aus Mangandioxid identifizieren ließen. Diese Ablagerungen weisen auf mikrobiell induzierte Korrosion hin, bei der das mikrobiell gebildete Mangandioxid als starkes Oxidationsmittel die Empfindlichkeit von nichtrostendem Stahl gegenüber Chlorid stark erhöht, was in diesem Fall durch die Messung des freien Korrosionspotentials bestätigt werden konnte. Zudem wurden Indizien für ein vorübergehendes Beaufschlagen der Leitung mit höher chloridhaltigem Wasser identifiziert, was die Initiierung der Lochkorrosion plausibel erklären lässt. Die Betriebsbedingungen dieser Leitung sind gekennzeichnet durch stagnierendes Wasser, was die Stabilisierung von Lochkorrosion stark begünstigt und somit einen zusätzlich verschärfenden Faktor darstellt.

Bibliographie
S. Strobl, P. Linhardt, and R. Haubner (2019). Microbially Induced Pitting Corrosion on an Austenitic Stainless Steel Pipe. Practical Metallography: Vol. 56, No. 10, pp. 669-679
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ISSN 0032-678X