Schutz von Rohrleitungen vor elektrolytischer Korrosion

Pipes: Schutz vor Streuströmen

Es ist schwierig zu verhindern, dass ein erheblicher Teil des Stroms die Schienen verlässt und in den Boden in der Nähe des Umspannwerks sowie in die Gleisanlagen gelangt (diese sind erforderlich, da der Minuspol der Unterstation mit den Schienen verbunden ist, jedoch erdfrei). Diese Streuströme suchen sich Wege mit geringerem elektrischen Widerstand, wie sie vor allem von Metallrohren (Wasser- oder Gaspipelines, Telekommunikationskabel) geboten werden.

An Stellen, an denen diese Ströme die Rohre wieder verlassen, um in den Boden zurückzukehren, entstehen aufgrund elektrolytischer Korrosion zerstörerische Auswirkungen. Diese Gefahren sind in der Regel vorhanden, wenn auf den Gleichstrom (DC) Wechselstromverbindungen überlagert werden. Das heißt, für eine Pipeline, die parallel zur Trasse verläuft, sind Gebiete in der Nähe von Umspannwerken besonders gefährdet. Diese Effekte können selbst bei großen Entfernungen zur Eisenbahntrasse auftreten – bei einem mittleren Schutzleiter sogar hunderte Meter weit.

Präventive Maßnahmen

Man kann die Streuströme senken durch:

• Isolierung aller Schienen gegenüber dem Boden.
• Schotterreinigung.
• Sicherstellung eines geringen elektrischen Widerstands der Rückleitungsschleife.
• Verwendung nicht-metallischer Rohre.

Elektro-Drainage

Diese Methode besteht darin, eine elektrische Verbindung zwischen der Rohrleitung und der Schiene herzustellen. Damit bieten wir den Streuströmen, die in die Pipeline gelangt sind, einen Weg, der nicht über den Rohr-Boden-Kontakt führt. Diese Methode hat einen Nachteil: Es ist absolut notwendig, dass die Spannung der Schiene gegenüber dem Boden an der gewählten Stelle immer negativ ist. Andernfalls besteht bei einer Polaritätsumkehr (z. B. bei Stilllegung des Umspannwerks) das Risiko, dass Strom in die Pipeline eingeleitet wird, was zu entsprechenden Schäden führt.

Um dies zu vermeiden, wird ein Gerät verwendet, das den Stromfluss nur in eine Richtung zulässt: die sogenannte polarisierte elektrische Drainage.

Aktiver Schutz

Eine weitere Methode ist die Einbettung einer Stromquelle zwischen Schiene und Rohrleitung, um ein geeignetes elektrisches Potenzial zu erzeugen. Dies vermeidet das Risiko einer Sperrvorspannung der elektrischen Drainage. Da diese Methode in einigen Fällen die Funktion bestimmter Gleisstromkreise stören kann, ist das folgende System zu bevorzugen.

Kathodischer Korrosionsschutz

Der kathodische Schutz ist ein System, das dem vorherigen ähnelt, aber die externe Stromquelle ist nicht an die Schiene angeschlossen, sondern an eine Opferanode, die gezielt korrodieren soll und daher regelmäßig überwacht werden muss. Dabei wird die Pipeline an den negativen Pol einer Spannungsquelle angeschlossen, die positive Masse an eine Metallmasse. Die Pipeline liegt somit gegenüber dem umgebenden Boden auf einem negativen Potenzial und ist geschützt. Die Metallmasse ist mit dem positiven Pol verbunden, übernimmt die Rolle der Anode und trägt die Korrosionsfolgen. Die Pipeline fungiert als harmlose Kathode – daher der Name des Systems.