1. Verfahren zur Korrosionsbewertung

Um ein korrodiertes Rohr zu bewerten, muss der Prüfer zunächst spezifische Daten sammeln:

• Der Außendurchmesser des Rohrs (D)
• Wandstärke (t)
• Materialgüte
• Schweißnahttyp
• Auslegungsdruck
• Prozessflüssigkeit im Rohr

Dann müssen sie die maximale Tiefe der Korrosionsnarben (d) oder die dünnste verbleibende Wandstärke (t-d) für jeden korrodierten Bereich ermitteln.

Der Prüfer erfasst die axiale und umfängliche Ausbreitung der Korrosion, wobei der Fokus auf der tiefsten Durchdringung oder dem dünnsten Wandabschnitt liegt. Dies erfordert eine gründliche Untersuchung, um den schwerwiegendsten Metallverlust genau zu identifizieren. Schließlich berechnet der Prüfer den maximal zulässigen Betriebsdruck (MAOP) basierend auf dem relevanten Auslegungscode.

Basierend auf den oben genannten Daten wird das folgende Verfahren häufig für die Rohrbewertung verwendet:

1. Ein Rohrabschnitt mit Korrosion ist für den weiteren Gebrauch geeignet, wenn die tiefste Narbe (d) nicht mehr als 20 % der angegebenen Wandstärke (t) beträgt und die dünnste verbleibende Wand (t-d) mindestens 80 % der ursprünglichen Stärke beträgt.
2. Ein Abschnitt muss repariert oder ersetzt werden, wenn die tiefste Korrosion 80 % der angegebenen Wandstärke überschreitet oder wenn die verbleibende Wandstärke weniger als 20 % der ursprünglichen Stärke beträgt.
3. Der korrodierte Rohrabschnitt kann im Betrieb bleiben, wenn sein Versagensdruck gleich oder größer als der ursprüngliche maximal zulässige Betriebsdruck (MAOP) des Rohrs ist.
4. Wenn der sichere Druck eines korrodierten Rohrs unter seinem ursprünglichen maximal zulässigen Betriebsdruck (MAOP) liegt, aber immer noch gleich oder über dem tatsächlichen MAOP ist, muss entweder ein neuer sicherer Betriebsdruck festgelegt oder eine geeignete Reparatur durchgeführt werden.
5. Das Schaffen sicherer Bedingungen wird unerlässlich, wenn der sichere Druck eines korrodierten Rohrs unter den tatsächlichen MAOP fällt.

2. Klassifizierungen von Korrosionen bei Rohrleitungen

2.1 Äußere und innere Korrosionen

Die Auswirkungen von Materialverlust durch Korrosion sind bei innerer und äußerer Korrosion gleich, aber die Methoden zur Bewertung der Schäden unterscheiden sich erheblich.

Bei äußerer Korrosion ist die Messung recht einfach. Einfache Werkzeuge wie Grubenmessgeräte und Lineale können zur Messung von Schäden verwendet werden. Das Reinigen der Rohroberfläche macht den Umfang des Schadens oft deutlich sichtbar, was eine unkomplizierte Bewertung ermöglicht. Die korrodierte Oberfläche kann gereinigt, bewertet und bei Bedarf neu beschichtet werden. Nach der Behandlung und Neubeschichtung wird im Allgemeinen angenommen, dass die äußere Korrosion zum Stillstand kommt.

Andererseits ist die Bewertung innerer Korrosion komplexer. In den meisten Fällen sind Ultraschallgeräte erforderlich. Eine besondere Überlegung bei innerer Korrosion ist die Verwendung einer Korrosionszugabe. Diese Zugabe umfasst das Hinzufügen einer bestimmten Dicke zur gemessenen Korrosionstiefe, wodurch die Bewertung für einen bestimmten Zeitraum gültig ist. Im Gegensatz zur äußeren Korrosion kann die innere Korrosion auch nach der anfänglichen Bewertung und Behandlung weitergehen. Die Korrosionszugabe sollte der erwarteten Korrosionsrate und der erwarteten Dauer bis zur nächsten Inspektion entsprechen. Dieser Ansatz berücksichtigt die fortlaufende Natur der inneren Korrosion und plant für zukünftiges Integritätsmanagement.

2.2 Lokale und allgemeine Korrosionen

Lokale Korrosion umfasst diskrete und relativ isolierte Bereiche des Metallverlusts im gesamten Rohrwerk. Das Ausmaß solcher Korrosion – sowohl längs als auch umfänglich – lässt sich leicht durch die Bestimmung der Grubentiefen messen. Typischerweise wird ein Grubenmessgerät für die Messung verwendet. Die ursprüngliche Oberfläche des Rohrs dient oft als Referenzebene für diese Messungen.

Andererseits erfordert allgemeine oder weit verbreitete Korrosion eine kompliziertere Messstudie. Stellen, an denen die ursprüngliche Oberfläche des Rohrs intakt bleibt, können mit einer geraden Kante verbunden werden, um die Messung der Grubentiefen entlang dieser Kante zu ermöglichen. Wenn solche Inseln intakter Oberfläche fehlen, sollten Ultraschallgeräte verwendet werden, um die Wandstärke zu bestimmen. Ultraschallgeräte erfordern das Schleifen flacher Stellen am Rohr. Dies ist für eine genaue Messung notwendig. Es ist wichtig zu beachten, dass das Abschleifen von Metall den Versagensdruck des Rohrs verringern kann. Daher wird empfohlen, mit dem Schleifen an den höchsten Stellen zu beginnen, um die verbleibende Wandstärke abzuschätzen. Reparaturarbeiten sind nicht erforderlich, wenn die Grubentiefe 20 % der Wandstärke nicht überschreitet.

2.3 Regionale Korrosionen

Bei der Bewertung der Integrität eines Rohrs mit einer einzelnen korrodierten Grubenregion liegt der Fokus auf der Beurteilung der Länge des betroffenen Bereichs und seiner maximalen Tiefe. Wenn jedoch mehrere korrodierte Regionen nahe beieinander liegen, muss ihr kumulativer Einfluss auf die Integrität des Rohrs berücksichtigt werden.

Berstdaten zeigen, dass Rohrversagen typischerweise in den dünnsten Regionen beginnen. Daher sollten bei mehreren Korrosionsprofilen innerhalb einer Metallverlustregion diese zu einem zusammengesetzten Profil kombiniert werden, um eine genauere Bewertung zu ermöglichen. Diese Kombination berücksichtigt die Gesamtwirkung der Korrosion auf die Festigkeit und Haltbarkeit des Rohrs.

Es ist wichtig zu beachten, dass dieser Ansatz Grenzen hat. Korrodierten Regionen, die weit voneinander entfernt sind, müssen möglicherweise nicht für Bewertungszwecke kombiniert werden.

Der Prozess des Kombinierens korrodierter Regionen und der Bewertung ihres kollektiven Einflusses erfordert Erfahrung und Urteilsvermögen. In Situationen, in denen erfahrene Mitarbeiter nicht verfügbar sind, wird empfohlen, auf der sicheren Seite zu bleiben und die konservativsten Schätzungen hinsichtlich der Integrität des Rohrs anzustellen.

3. Fazit

Bei der Bewertung eines korrodierten Bereichs einer Rohrleitung, wenn der ermittelte sichere Betriebsdruck den maximalen oder Auslegungsdruck des Rohrs übersteigt, bedeutet dies, dass das Rohr immer noch Drücke über seinen ursprünglichen Spezifikationen standhalten kann. In diesem Fall kann die Rohrleitung sicher wieder in Betrieb genommen werden.

Wenn andererseits der sichere Betriebsdruck unter dem maximalen oder Auslegungsdruck liegt, zeigt dies eine Verringerung der strukturellen Integrität des Rohrs aufgrund von Korrosion. In solchen Szenarien kann das Rohr nicht sicher bei seinem ursprünglich vorgesehenen Druck betrieben werden. Dies erfordert die folgenden weiteren Maßnahmen:

• Weitere Bewertung: Durchführung einer detaillierteren Beurteilung, um das Ausmaß der Korrosion und ihre Auswirkungen auf die Gesamtfestigkeit und Funktionalität des Rohrs zu verstehen.
• Stilllegung: Das Rohr muss möglicherweise dauerhaft außer Betrieb genommen werden, wenn der Schaden schwerwiegend und irreparabel ist.
• Lowering the Operating Pressure: Reducing the pressure at which the pipe is operated to a level that is safe considering its current condition.

Zahlreiche Rohrversagen in der Vergangenheit haben die Notwendigkeit der Bewertung fehlerhafter Rohre verdeutlicht. Das Auftreten mehrerer dramatischer Explosionen führte zu erheblichen Sachschäden und in einigen Fällen zum Verlust von Menschenleben. Es gab mehr Explosionen im Zusammenhang mit Rohrleitungen und Pipelines als bei irgendeiner anderen Art von Ausrüstung in Industrieanlagen.