Korrosion Archive - Dr. Hövelmann & Rinsche

Die Sachverständigen und Gutachter von Dr. Hövelmann & Rinsche haben sich dann und wann auch mit Fettabscheidern auseinanderzusetzen. Nämlich immer dann, wenn Fettabscheider Schäden verursacht haben. Hier berichten wir von zwei typischen Schadenfällen, bei denen Fettabscheider jeweils eine Rolle gespielt haben.

Wozu dienen Fettabscheider?

Fettabscheider dienen dazu, das Abwasser zum Beispiel aus gewerblichen Küchen, Metzgereien oder Lebensmittelbetrieben vor der Einleitung in die städtischen Kanalisationen von mitgeführtem Fett zu befreien. Das funktioniert nach dem Schwerkraftprinzip, das darauf beruht, dass Fette und Öle eine geringere Dichte als Wasser haben. Deshalb vermögen sie in einem strömungsberuhigten Abscheider nach oben in Richtung der Wasseroberfläche aufzutreiben. In einem Fettabscheider wird das fetthaltige Abwasser deshalb in einen Abscheiderraum geführt, in dem das Fett Zeit hat, oben auf der Wasseroberfläche aufzuschwimmen. Das (weitestgehend fettfreie) Wasser unterhalb der aufschwimmenden Fettschicht kann dann abgeleitet werden.

Fettabscheider verursacht Wasserschaden

Die Tauchwand am Ablauf korrodierte

Im vorliegenden Fall verursachte ein Fettabscheider einen Wasserschaden. Dieser hatte seinen Ablauf oben. Damit aufschwimmendes Fett nicht hier hinein gelangen konnte, war der Ablauf über eine Tauchwand geschützt. Diese Tauchwand korrodierte allerdings mit der Zeit. Es entstand eine Öffnung in der Tauchwand. Und so kam es, dass immer wieder Fett in den Ablauf gelangte.

Warum kam es zum Wasserschaden?

Nun, der Fettabscheider befand sich in einem Kellergeschoss. Und von hier aus musste das aus dem Fettabscheider abfließende Abwasser mit einer Hebeanlage fortgepumpt werden. Da aber der Ablauf aus dem Fettabscheider jetzt auch jede Menge Fett enthielt, gelangte Fett auch in die Hebeanlage. Dort erkaltete es, verfestigte sich und legte den Betrieb der Hebeanlage lahm.

Der Fettabscheider lief über

Das immer noch zum Fettabscheider nachlaufende Abwasser aus der gewerblichen Küche ließ dann – da der Ablauf ja wegen der ausgefallenen Hebeanlage gestört war – den Fettabscheider überlaufen. Das übergelaufene Wasser verursachte dann den Wasserschaden. Dieser war nicht unerheblich, da das Schadwasser fetthaltig war.

Hebeanlage nicht geeignet für Fettabscheider

Fett vermag Korrosion auszulösen

Auch in diesem Fall war einem Fettabscheider eine Hebeanlage nachgeschaltet. Allerdings war diese Hebeanlage gänzlich ungeeignet hierfür. Denn wie sich aus der nebenstehenden Abbildung, die einen Blick in die geöffnete Hebeanlage zeigt, ergibt, waren die beiden in der Hebeanlage eingebauten Pumpen bereits korrodiert. Das liegt daran, dass Fette in Abwassersystemen generell korrosionsfördernd sind. Zum Beispiel können sie durch Bakterien hydrolysiert werden. Sie zerfallen damit u.a. in freie Fettsäuren, die chemisch aktiv sind und schon für leichte Korrosion sorgen können. Weiterhin fördern Fette die Ausbildung von anaeroben Zonen (Sauerstoffarmut), weil sie sich an Rohrwänden ablagern und dort Biofilme bilden. Wegen der anaeroben Bedingungen kommt es zur Sulfatatmung bestimmter Bakterien. Diese nutzen dann Sulfate im Abwasser als Energiequelle und produzieren dabei Schwefelwasserstoff. Und der Schwefelwasserstoff wird letztendlich in Schwefelsäure umgewandelt, die hochkorrosiv ist. Diesen Vorgang nennt man übrigens „biogene Schwefelsäurekorrosion“. Da der Ablauf eines Fettabscheiders nicht fettfrei ist bzw. Restfette enthält, gelangt auch Fett in gewissen Mengen in an Fettabscheider angeschlossene Hebeanlagen. Dort kann das Restfett zu Korrosion führen.

Füllstandsmessung mittels Staudruckverfahren

In der Abbildung ist zu sehen, dass ein nach unten offenes Tauchrohr in der Hebeanlage eingebaut ist. Dieses Tauchrohr ist ein Teil der Füllstandsmessung, die den Füllstand im Behälter erfassen soll. Die Erfassung des Füllstandes erfolgt dabei im so genannten „Staudruckverfahren“. Dabei handelt es sich um ein pneumatisches Verfahren. Steigt der Füllstand in der Hebeanlage an, taucht das Tauchrohr ins Wasser ein bzw. steigt das Wasser in das Tauchrohr auf. Dabei wird die Luft im Tauchrohr und somit auch in dem Druckluftschlauch komprimiert, wobei ihr Druck zunimmt. Dies erfasst die (über einen Druckluftschlauch) mit dem Tauchrohr verbundene Steuerung und schaltet eine Pumpe ein. Durch das Einschalten einer Pumpe fällt der Wasserstand in der Hebeanlage wieder ab. Da der Stand des Abwassers im Tauchrohr abfällt, lässt auch der Druck im Druckluftschlauch nach, was die Steuerung ebenfalls registriert. Auf diese Weise wird die Pumpe entsprechend wieder abgeschaltet.

Die Füllstandsmessung der Hebeanlage fiel aus

Nun wurde bereits ausgeführt, dass sich auch immer ein bisschen Fett in der Hebeanlage einfindet. Und wenn das Fett dort erkaltet und sich verfestigt, besteht die Gefahr, dass es sich vor das offene Ende des Tauchrohres setzt. Damit wird das Staudruckverfahren beeinflusst. Es gibt dann keine keine Druckänderungen mehr im Druckluftschlauch und es werden dadurch keine Signale an die Steuerung übertragen. Die Pumpen werden nicht eingeschaltet. Und so kam es auch hier dazu, dass der Fettabscheider überlief, was wieder zu einem entsprechenden Schaden geführt hat.

Für Anfragen zur Begutachtung von Schäden wegen Fettabscheidern besuchen Sie bitte die Website des Sachverständigen- und Gutachterbüros Dr. Hövelmann & Rinsche.

Die Sachverständigen und Gutachter von Dr. Hövelmann & Rinsche begutachten regelmäßig Schäden an Sprinkleranlagen und Feuerlöschanlagen. Dabei ist jeder einzelne Fall eine Besonderheit für sich. Jeder Schaden an einer Sprinkleranlage oder Feuerlöschanlage ist anders. Das liegt auch daran, dass jede dieser Anlagen ein Unikat ist. In diesem Artikel wird hierzu von spannenden Fällen aus unserer Begutachtungspraxis erzählt.

Sprinkleranlage wird aktiv obwohl es nicht brennt

Hier war es so, dass die Sprinkler Dr. Hövelmann & Rinsche direkt unterhalb eines Glasdachs eingebaut waren. Unten links in der Abbildung sieht man einen dieser Sprinkler.

Sprinkler von Sprinkleranlagen lösen bei bestimmten Temperaturen aus

Nun ist es so, dass in einem jeden Sprinkler eine Glasampulle eingebaut ist (siehe die Abbildung unten in der Mitte, die den allgemeinen Aufbau eines Sprinklers zeigt).

Die Glasampulle verschließt den Öffnungsmechanismus des Sprinklers. Weiterhin ist es so, dass die Glasampullen jeweils mit einer bestimmten Flüssigkeit gefüllt sind. Die Färbungen dieser Flüssigkeiten zeigen an, bei welchen Temperaturen der Sprinkler jeweils auslöst.

Die Abbildung unten rechts zeigt, welche Farbe für welche Auslösetemperatur steht. Werden die entsprechenden Temperaturen erreicht, zum Beispiel wenn es brennt, dann dehnt sich die in der Glasampulle enthaltene Flüssigkeit aus. Die ausgedehnte Flüssigkeit übt dann einen Druck auf die Wände der Glasampulle aus, so dass diese zum Bersten gebracht bzw. gesprengt wird. Auf diese Weise wird der Sprinkler geöffnet, so dass Löschwasser auszutreten vermag.

Es kommt also darauf an zu bestimmen, bei welcher Temperatur die Sprinkler von Sprinkleranlagen auslösen sollen. Hierbei sind immer die gegebenen Umstände zu berücksichtigen. Im vorliegenden Fall enthielten die Glasampullen in den Sprinklern unter dem Glasdach eine rote Flüssigkeit. Daher sollten die Sprinkler bei einer 68 °C auslösen. Unter dem Glasdach kam es aber durch die Sonneneinstrahlung teilweise zu noch höheren Temperaturen. Dies hatte mit die Folge, dass die Sprinkler auslösten, obwohl es nicht brannte. Durch das austretende Löschwasser entstand ein entsprechender Wasserschaden am Gebäude.

Korrosion führt zur Undichtigkeit in einer der begutachteten Sprinkleranlagen

In diesem Fall, den die Gutachter und Sachverständige von Dr. Hövelmann & Rinsche zu begutachten hatten, waren in einer Sprinkleranlage zwei verschiedene Rohrleitungsmaterialien verwendet worden, nämlich Eisenstahl für die Hauptverteilerrohre und verzinkter Stahl für die Strangrohre. Gleichzeitig fanden ständig Umbauten an der Sprinkleranlage statt, bei denen das Rohrleitungssystem jeweils entleert und neu befüllt wurde. Schließlich stellte man fest, dass es zu Undichtigkeiten kam, und zwar an Dichtungen.

Die Durchführung von Probenahmen steht am Anfang einer jeden Untersuchung

Im Rahmen der Begutachtung wurden Rohrstücke aus der Installation entnommen sowie Proben des Löschwassers, das sich innerhalb der Sprinkleranlage befand, gezogen. Hierbei wurde festgestellt, dass sich in der Sprinkleranlage nicht nur Löschwasser befand, sondern auch Gas. Insofern wurden auch Proben dieses Gases genommen.

Es ergab sich, dass sowohl die entnommenen Rohrstücke, die aus Eisenstahl bestanden, als auch diejenigen aus verzinktem Stahl, auf ihren Innenseiten (also auf den Löschwasser-berührten Seiten) korrodiert waren. Teilweise war bei den verzinkten Stahlrohren die Zinkschicht bereits vollständig abgetragen worden. Die Abbildung unten links zeigt die Korrosion an einem Rohrstück aus Eisenstahl, die Abbildung unten rechts diejenige des Rohrstücks aus verzinktem Stahl.

Die Analyse der gezogenen Wasserproben ergab, dass ein relativ hoher pH-Wert vorherrschte und dass das Löschwasser Eisen und Zink in bedeutenden Konzentrationen enthielt. Die Analyse der Gasproben zeigte, dass die Gase u.a. Wasserstoff und Methan enthielten.

Eigenalkalisierung führte zur Erhöhung des pH-Wertes im Löschwasser

Die Ergebnisse der o.a. Untersuchungen ergaben den folgenden Schadensmechanismus: Durch die beständige Neubefüllung der Sprinkleranlage mit Wasser wurde auch immer wieder Sauerstoff ins System eingetragen. Dieser führte zu einer andauernden Korrosion des Eisenstahls. Hierbei erfolgte eine permanente Erhöhung des pH-Wertes des Löschwassers („Eigenalkalisierung“ genannt).

Wasserstoffkorrosion von Zink

Bei der o.a. Eigenalkalisierung wurden pH-Werte erreicht, die das Zink der verzinkten Stahlrohre korrodieren ließen (Zink ist ab einem bestimmten pH-Wert nicht mehr beständig). Das Zink korrodierte dabei in Form der so genannten „Wasserstoffkorrosion“, bei der es zur Bildung von gasförmigen Wasserstoff kam, das ja dann auch in der Gasphase des Löschwassers aufgefunden wurde. Der Wasserstoff wiederum muss in das Metallgefüge der Rohrleitungen eingedrungen sein. Dort reagierte er mit Zementit, einer Eisen-Kohlenstoff-Verbindung, die Bestandteil von Eisenstählen ist, unter Bildung von Methan, das ja auch vorgefunden wurde.

Der Umstand, dass sich bei den o.a. Vorgängen Gase gebildet hatten (Wasserstoff und Methan), führte zu einer Druckerhöhung im System. Diese Druckerhöhung führte dann zu den Undichtigkeiten an den bereits erwähnten Dichtungen.

Aus Druckminderern für Wandhydranten tritt Löschwasser aus

Hier ging es um ein Hochhaus, das auf jeder Etage mit Wandhydranten ausgerüstet worden war. Einer dieser Wandhydranten ist links in der Abbildung zu sehen.

In der Löschwasseranlagen waren Druckminderer eingebaut

Die Wandhydranten sind an ein Rohrleitungssystem angeschlossen, in dem permanent Löschwasser unter Druck vorgehalten wird – wie bei Sprinkleranlagen. Da auch die Wandhydranten in den oberen Etagen mit einem ausreichenden Löschwasserdruck zu versorgen sind, musste ein entsprechender Gesamtdruck (28 bar) vom System erzeugt werden. Dieser hohe Gesamtdruck von 28 bar überstieg jedoch den maximal verträglichen Druck der Wandhydranten in den unteren Etagen. Daher waren für diese Wandhydranten Druckminderer eingebaut worden.

Aus mehreren dieser Druckminderer war nun Löschwasser ausgetreten, was einen entsprechenden Gebäudeschaden zur Folge hatte. Die Ursache für die Wasseraustritte aus den Druckminderern waren dabei Risse in den Membranen, die in sie eingebaut sind (siehe das Beispiel in der rechten Abbildung). Durch diese Risse vermochte Löschwasser von den wasserberührten Seiten der Membranen auf ihre „trockenen“ Seiten zu treten. Von hier aus kam es durch Öffnungen in den Gehäusen der Druckminderer zu einem Wasseraustritt nach außen hin ins Gebäude. Im Rahmen unserer Begutachtung war zu ermitteln, wie es zu den Rissen in den Membranen gekommen war.

Die Löschwasserpumpen gingen häufig in Betrieb

Durch Auswertung der Betriebsdaten der Löschwasserpumpen (siehe die Abbildung links) konnte festgestellt werden, dass diese sehr häufig von der Anlagensteuerung in Betrieb gesetzt worden sind. Der Grund hierfür waren Absenkungen im Betriebsdruck. Der Betriebsdruck fiel unter einen Sollwert, weshalb die Anlagensteuerung die Löschwasserpumpen veranlasste, den Solldruck wieder herzustellen. Bei der jeweiligen Inbetriebsetzung der Löschwasserpumpen pumpten diese allerdings in ein geschlossenes System hinein. Das sind optimale Bedingungen für die Erzeugung von Druckstößen.

Druckstöße können sich schädlich auswirken

Druckstöße entstehen in einer Rohrleitungsanlage dann, wenn sich die Strömungsgeschwindigkeit der transportierten Flüssigkeit schnell ändert. Das ist in der Regel der Fall, wenn Schieber bzw. Ventile zu rasch bzw. schlagartig geschlossen werden oder es zu einem plötzlichen Pumpenausfall oder zu einem abrupten Aus- oder Einschalten von Pumpen kommt. Infolge der Massenträgheit der transportierten Flüssigkeit kann sich die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeitssäule als Ganzes dann nicht mehr dem neuen Zustand anpassen, die Flüssigkeit wird verformt, und dabei entstehen dynamische Druckänderungen – „Druckstöße“ genannt.

Druckstöße stellen für die Bestandteile einer Rohrleitungsanlage eine besondere Gefahr dar. Es können Drücke (und Unterdrücke) auftreten, die die Standfestigkeit von Anlagenbestandteilen zu übersteigen vermögen. Druckstöße sind auch deshalb gefährlich, weil sie nahezu unabgemindert und mit Schallgeschwindigkeit jeden Ort einer Rohrleitungsanlage erreichen und dort ihre schädliche Wirkung entfalten können.

Die von den Löschwasserpumpen erzeugten Druckstöße dürften die Membranen in den Druckminderern überlastet haben. In der Folge kam es zu den Rissbildungen. Die Druckabsenkungen wiederum, die die Löschwasserpumpen im Grunde in Betrieb gesetzt haben, sind sehr wahrscheinlich durch eine Undichtigkeit in der Rückschlagklappe auf der Druckseite der Löschwasserpumpen entstanden. Immerhin steht auf dieser Rückschlagklappe der Gesamtdruck der gesamten Anlage an. Somit dürfte es zu einem Rücklauf von Löschwasser aus der Anlage in die Vorratsbecken für Löschwasser gekommen sein.

Das Sachverständigenbüro Dr. Hövelmann & Rinsche untersucht Schäden an Sprinkleranlagen und Feuerlöschanlagen

Hier geht zur Website für etwaige Anfragen: Sachverständigenbüro Dr. Hövelmann & Rinsche.