Glaskorrosion

Unerwarteter Schaden an einer Glasrohrleitung

Ereignis: In einem Betrieb der chemischen Industrie zerbrach im Februar 2001 ein Rohrleitungsteil aus Glas. Verdünnte Salzsäure trat aus. Personen wurden nicht verletzt.
Ursachen: Die Glasrohrleitung war seit etwa 20 Jahren im Einsatz. Das Ereignis war für den Betrieb zunächst sehr überraschend, denn Schäden dieser Art waren bislang nicht aufgetreten. Grund für den Schaden war ein sehr langsamer Materialabtrag, der durch schnell fließende Salzsäure und Spuren von abrasiven Glasteilchen (Glasgries) verursacht worden war (siehe Abb.). Mit der Glaskorrosion hatte niemand gerechnet, weil Glas gegenüber Salzsäure als beständig gilt.
Beständig heißt aber nicht, dass überhaupt kein chemischer Angriff stattfindet. Ein Werkstoff gilt als beständig, wenn die Korrosionsrate unterhalb eines sehr kleinen festgelegten Schwellenwertes liegt. Bei z.B. Normalstahl ist dieser Schwellenwert 0,1 mm pro Jahr. Um für zehn Jahre die Beständigkeit zu gewährleisten, wird deshalb bei der Dimensionierung eines Bauteils ein Korrosionszuschlag von einem Millimeter hinzugefügt. Das heißt, das Bauteil wird ein wenig dicker gebaut als ursprünglich notwendig. Diese zusätzliche Wandstärke ist dann nach einer Lebensdauer von zehn Jahren aufgezehrt. Bei Druckbehältern muss während dieser Zeit der Sachkundige oder Sachverständige die noch vorhandene Wanddicke fachgerecht prüfen.
Glas und Email gelten allgemein als beständig gegen fast alle Medien. Ausgenommen sind lediglich starke Laugen und Flusssäure. Schäden gibt es deshalb bei Glasapparaturen meist nur durch unzulässige Spannungen oder herabfallende Metallteile wie Blinddeckel, Hämmer und Schraubenschlüssel.
Maßnahmen: Die Wanddickenmessung ist die einzige sichere Schutzmaßnahme, um abtragende Korrosion an älteren Glasapparaturen rechtzeitig zu erkennen. Der Fachmann für diese Messungen verfügt über technische Zeichnungen, aus denen die Sollwanddicke an definierten Stellen hervorgeht. Falls zur Detektion von Veränderungen Wiederholungsmessungen in einem bestimmten Zeit abstand notwendig sind müssen sie an genau denselben Messpunkten durchgeführt werden.
Bei Wanddickenmessungen wird die Laufzeit von akustischen Impulsen ermittelt. Diese Laufzeit ist direkt abhängig von der materialspezifischen Schallgeschwindigkeit, die allerdings je nach Glassorte sehr unterschiedlich sein kann. Wird dies nicht berücksichtigt, kommt es zu falschen Messergebnissen. Wanddicken sollten deshalb nur von einem Fachmann gemessen werden.
Die langsame Glaskorrosion ist bei Neuanlagen nicht von Bedeutung, bei älteren Anlagen jedoch kann sie bereits ein erhebliches Maß erreicht haben. Gefährdet sind besonders Stellen mit hoher Strömungsgeschwindigkeit. Die Glaskorrosion wird weiter beschleunigt, wenn das Medium abrasive Bestandteile enthält. Das Problem ist indes nicht auf Glasrohre beschränkt, auch bzw. Schaugläser sind gefährdet. Abtragende Korrosion an Glas lässt sich im trockenen Zustand gut erkennen, weil die Oberfläche stumpf wird. Im nassen Zustand hingegen verschwinden die matten Stellen spurlos, so dass die Oberfläche völlig intakt wirkt.