Nachweis verdeckter Korrosion

Beschreibung des Standes der Technik: Konventionelle Verfahren

Alle zum Stand der Technik des Korrosionsnachweises zu zählenden konventionellen Verfahren messen lokal und benötigen die Zugänglichkeit der Messstelle. Die am häufigsten eingesetzte Technik ist die Ultraschall-Wanddickenmesung, die lokal mit einem für den zu messenden Dickenbereich angepassten piezoelektrischen Prüfkopf unter Verwendung eines Koppelmittels (Öl, Fett, Gel) zwischen Prüfkopf und Materialoberfläche durchgeführt wird. Es ist nur der Bereich der Komponente zu prüfen, der von der Prüfkopffläche überdeckt wird (s. Abb. 1 oberer Teil). Entsprechende Geräte (auch in Pocketformat mit digitaler Messwertausgabe und Schnittstelle) werden von allen namhaften Geräteherstellern vertrieben. Vorrausetzung für den Einsatz ist die Zugänglichkeit der Messposition. Damit entfallen beispielsweise an einer Rohrleitung solche Bereiche in denen das Rohr isoliert oder im Erdreich verlegt ist. Und solche Abschnitte, die von Korrosionsschutz-Manschetten oder von Beton umgeben sind. Korrosionsanfällige Auflagestellen und Durchführungsbereiche sind ebenfalls ohne weiteres nicht zugänglich.

Zur schnellen sowie flächendeckenden Erkennung korrosiver Wandabtragungen über größere Entfernungen, an unzugänglichen und verborgenen Stellen (wie z. B. Durchführungen unter Straßen, Durchführungen in Betonkonstruktionen, Rohrbrücken, Rohrleitungen in Chemieanlagen) kann theoretisch auch eine Ultraschalltechnik eingesetzt werden, die die Fähigkeit geführter Ultraschallwellen nutzt, sich langreichweitig (10-20 m) auszubreiten und den durch Korrosion bedingten Wandabtrag zu erkennen. Im Gegensatz zur Wanddickenmessung wird hierbei die gesamte Rohrwand über große Entfernungen sowohl in axialer als in Umfangsrichtung komplett mit Ultraschallenergie gefüllt (s. Abb. 1 unterer Teil). Korrosive Schäden liefern Echosignale, die mit der Prüfkopfeinheit detektiert werden.

Das Senden und Empfangen der Ultraschallwellen erfolgt trocken mittels elektromagnetischer Ultraschallprüfköpfe (EMUS). Diese Prüfköpfe arbeiten induktiv und benötigen nicht das bei klassischer piezoelektrischer Ultraschalltechnik notwendige flüssige Koppelmittel. Der Prüfkopf besteht aus einer Hochfrequenzspule und Permanentmagneten. Zum Senden der Ultraschallwelle wird ein Wechselstromimpuls (Mittenfrequenz entspricht der des anzuregenden Ultraschalls) durch die Hochfrequenzspule geschickt; dieser Stromimpuls wird durch das Magnetfeld des im Prüfkopf eingebauten Magneten so überlagert, dass nach den Gesetzen der Elektrodynamik über die Lorentzkraft bzw. auch über Magnetostriktion Kräfte auf das Metallgitter wirken, die die gewünschte Welle erzeugen. Zum Empfangen werden reziproke physikalische Effekte genutzt.

Mit Hilfe dieser Technik lassen sich spezielle Wellentypen wie z.B. horizontal polarisierte Transversalwellen anregen und empfangen. Gegenüber der konventionellen Ultraschallprüfung auf Korrosion wirken sich bei der Prüfung mit geführten elektromagnetisch angeregten und empfangenen horizontal polarisierten Transversalwellen Oberflächenrauheit oder Flüssigkeitsfüllungen in den Rohrleitungen als wesentlich geringere Störfaktoren aus. Gründe dafür sind die niedrigen Prüffrequenzen im Bereich von 100 kHz und der eingesetzte Wellentyp, der keine Energie in Flüssigkeiten abstrahlt und damit auch nicht durch flüssige Medien geschwächt wird. Ferner muß die Oberfläche im Bereich der Wandler nicht, wie im Falle piezoelektrischer Wandler, besonders vorbereitet werden.