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Projektbericht

Korrosionsrisiko bei der Isolierung von Gebäuden und Anlagen vermeiden

Erfahren Sie mehr über das neue Deckensystem im Postbahnhof in Baden, das entwickelt wurde, um Korrosionsrisiken bei der Gebäudedämmung zu verhindern.

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Erfahren Sie mehr über das neue Deckensystem im Postbahnhof in Baden, das entwickelt wurde, um Korrosionsrisiken bei der Gebäudedämmung zu verhindern.

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INDIVIDUELLE BETREUUNG

In der Praxis der Industrie ist das Thema Korrosion unter Isolierungen (CUI) ein äußerst weitreichendes Thema. Das Team von NOVISOL hat die wichtigsten Erkenntnisse neuer Studien für Sie zusammengefasst, damit Sie bei Ihren Bauprojekten und bei der Instandhaltung dieser einen Überblick darüber haben, wie Sie Korrosion vermeiden können. Bei der Isolierung von Gebäuden und Anlagen muss darauf geachtet werden, dass das Korrosionsrisiko maximal minimiert wird, um Folgeschäden zu vermeiden. Dämmungen alleine können keinen hundertprozentigen Schutz davor garantieren, allerdings das Risiko signifikant reduzieren. Erfahren Sie in diesem Artikel mehr darüber, zu welchen Schlüssen unabhängige Studien gekommen sind und welche Materialien die Gefahr von Korrosion deutlich reduzieren.

Die Auswirkungen von Korrosion unter der Dämmung (CUI)

Wussten Sie, dass etwa 40 % der Weltstahlproduktion dazu eingesetzt werden, um von Korrosion betroffene Bauteile zu ersetzen? Insgesamt handelt es sich hier um etwa 3 % des globalen Bruttoinlandsprodukts. Alleine in Deutschland führen Korrosionsschäden zu Kosten von bis zu 70 Milliarden Euro jährlich. Bei feuchter Luft und im Wasser oxidiert Eisen, wenn es mit Sauerstoff in Berührung kommt. Dadurch kann das Metall bei der Zersetzung brüchiger werden und abplatzen. Somit betreffen rund 40 bis 60 % der Wartungskosten von Rohrleitungen, die auf Korrosion unter der Dämmung (CUI) zurückzuführen sind. Indirekte Kosten, wie die Stillstandszeiten von Anlagen, sind in der Studie allerdings noch nicht berücksichtigt. Je nach Industrie kann es durch CUI zu Leckagen, zu Bränden und Explosionen kommen. Problematisch an Korrosion unter der Isolierung ist vor allem, dass diese sich verdeckt ausbreitet und meist erst bei Schäden auffällt. Am häufigsten betroffen sind Leitungen ab 0 °C bis 175 °C, Anlagen im Wechseltemperaturbetrieb und nicht kontinuierlich betriebene Anlagen.

(Grafik)

Betroffene Leitungen

Mediantemperaturen zwischen  0 °C und 175 °C

Besonders kritisch: über 50 °C 

Anlagen im Wechseltemperaturbetrieb

Tauwasser durch Temperaturschwankungen

Erhöhtes Risiko bei salzhaltiger Luft

Nicht kontinuierlich betriebene Anlagen

Studien und Testverfahren zur Reduzierung des CUI-Risikos

Mittlerweile ist der Zusammenhang zwischen Dämmmaterialien und dem CUI-Risiko in verschiedenen Industrien, vor allem in der Öl- und Gasindustrie, bekannt. Allerdings wird der Einfluss von Dämmstoffen auf das Korrosionsrisiko in internationalen Normen noch nicht vollwertig berücksichtigt. Dementsprechend gibt es aktuell keine standardisierten Testmöglichkeiten, durch welche die Leistungsfähigkeit eines Isolationsmaterials zur Verminderung des CUI-Risikos geprüft werden kann. Allerdings wurde in den Niederlanden ein Testverfahren entwickelt und geprüft. Dieses Testverfahren wurde von dem Institut TNO-ENDURES für den Gaskonzern Shell entwickelt und ist mittlerweile in der gesamten Öl- und Gasindustrie anerkannt.

Dämmstoffe im Korrosionstest

Bei diesem standardisierten Test wurden die Dämmmaterialien des Herstellers Armaflex bewusst unterschiedlichen Situationen ausgesetzt, die zu einer Korrosion führen. Im Fall A wurde eine unlegierte Stahlleitung mit einer durchschnittlichen Temperatur von 80 °C mit warmem Salzwasser besprüht. Dadurch wurde in beiden Fällen sichergestellt, dass Wasser in die Isolierung eindringen konnte und dadurch ideale Bedingungen für eine Korrosion gegeben sind. Anschließend wurden beide Szenarien für 6 Monate getestet. Bei dem Testverfahren wurden bewusst Korrosionsprozesse ausgelöst, damit im Extremfall einer Korrosion die Qualität des Dämmmaterials, in diesem Fall Armaflex, getestet werden kann.

Szenario A

Eine Hälfte der Leitung wurde mit einer doppelten Lage von Armaflex Platte (Dämmschicht jeweils 25 mm) isoliert. Es wurden mehrere Löcher um die gesamte Isolierstärke gebohrt, um den Schadensmodus zu simulieren. Wie erwartet kam es nach dem Testzeitraum von 6 Monaten zu Korrosionen, allerdings nur in direkter Umgebung der Bohrlöcher. Die komplette Unterseite des Rohres und alle anderen Bereiche der Leitung blieben vor Korrosion geschützt.

Szenarien B

Bei Fall B wurde die andere Hälfe der Leitung exakt gleich präpariert und zusätzlich mit einem glasfaserverstärkten Kunststoff als Wetterbarriere ummantelt. Es wurde bewusst nur die Ummantelung durchbohrt, damit der Dämmstoff unbeschadet blieb. Nach dem Test fühlte sich zwar die äußere Dämmschicht feucht an, allerdings war die innere Isolationslage vollkommen trocken. Es wurde auf der gesamten Stahlleitung keine Korrosion festgestellt. Durch dieses Testszenario konnte nachgewiesen werden, dass durch die Armaflex-Isolierung das Eindringen von Feuchtigkeit an der Oberfläche der Leitungen verhindert werden konnte.

Wie hochwertige Materialien Extrembedingungen strotzen

Das geschlossenzellige Material sorgt durch die eingebaute Dampfbremse auch bei herausfordernden Bedingungen für eine maximale Minimierung von möglichen Korrosionsschäden.

Weitere Materialien im Vergleichstest

Um nachweislich zu prüfen, welche Dämmmaterialien in welchem Ausmass das Korrosionsrisiko unter der Isolierung minimieren, gab Armacell weitere Korrosionsprüfungen bei dem spezialisierten Institut InnCoa (Neustadt/Donau) in Auftrag. Alle Dämmsysteme wurden fachgerecht auf Stahlleitungen angebracht und hoher Luftfeuchtigkeit in einer Klimakammer ausgesetzt. In jedem Testkörper wurde ein Loch mit einem Durchmesser von 5mm Breite und mit 10 mm Tiefe durch die Ummantelung in die Isolierung gestanzt, damit das Eindringen der Feuchtigkeit in die Dämmung garantiert werden konnte. Diese wurden in einer Reihenkonfiguration mit Luftzirkulation implementiert und Temperaturbedingungen von 35 °C ausgesetzt. Es wurde sichergestellt, dass die Luft in der Kammer zirkulierte und die relative Luftfeuchtigkeit betrug 80 %. Das in den Rohren in einer Endlosschleife zirkulierende Wasser betrug eine Temperatur zwischen 5 °C und 80 °C. Der kontrollierte Testzeitraum betrug 65 Tage.

Folgende Isolationssysteme wurden geprüft:

  • Test 1: Doppellagiger flexibler Elastomerdämmstoff (FEF) mit flexibler Kautschukummantelung
  • Test 2: Ähnlich zum ersten System, allerdings mit jeweils vollflächig verklebten FEF-Lagen
  • Test 3: Glaswolle mit Aluminiumummantelung
  • Test 4: PUR mit einer Aluminiumummantelung
  • Test 5: Steinwolle mit einer Aluminiumummantelung

Die Testergebnisse im Überblick

Abschliessend wurden die Dämmsysteme und die Oberflächen nach ISO 10289 klassifiziert, dem Verfahren zur Korrosionsprüfung von metallischen und anorganischen Überzügen auf den metallischen Materialien. Der Schutzgrad RP misst den Grad des Schutzes der Oberflächen vor Korrosion. Bei einem RP von 10 ist das beste Ergebnis und bedeutet, dass 0 % der Oberfläche Korrosion aufweist.

  • Test 1: Der doppellagiger flexibler Elastomerdämmstoff (FEF) mit flexibler Kautschukummantelung ergab einen Schutzgrad von RP 8 
  • Test 2: Das zum ersten System ähnlichen Dämmmaterial, allerdings mit jeweils vollflächig verklebten FEF-Lagen, erzielte einen Schutzgrad von RP 10
  • Test 3: Die Glaswolle mit Aluminiumummantelung hat einen RP 4 bis 5 erreicht
  • Test 4: PUR mit einer Aluminiumummantelung erzielte einen RP von 5
  • Test 5: Steinwolle mit einer Aluminiumummantelung RP 3
Die externe und unabhängig durchgeführte Studie hat eindrucksvoll nachgewiesen, dass mit Armaflex Korrosionsschäden verringert werden können. Mit dem eindrucksvollen Ergebnis der Testsimulationen konnte nachgewiesen werden, dass geschlossenzellige flexible Elastomerschäume mit einer integrierten Dampfbremse eine Toleranz gegenüber kleineren Defekten in der Ummantelung und Dämmung aufweisen. Durch die niedrige Wärmeleitfähigkeit und der hohen Wasserdampfdiffusionswiderstandsfähigkeit schützt der geschlossenzellige Dämmstoff nachhaltig und langfristig Anlagenteile vor Tauwasser und Energieverlusten. Die Flexibilität des Dämmmaterials erlaubt es uns in der Praxis, selbst bei den unzugänglichsten Bedingungen die Isolierung nachhaltig anzubringen. Für die lange Funktionsdauer ist jedoch auch das professionelle Anbringen sowie eine regelmässige Wartung wesentliche Faktoren, damit auch nach einer Installationsdauer von weit über 25 Jahren noch ein Korrosionsschutz sichergestellt werden kann. Lassen Sie sich von unseren Experten bei NOVISOL persönlich zu Ihren Gebäuden und Anlagen beraten, damit Sie diese langfristig betreiben können.
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