Korrosionsschutzinspektion per Drohne – Wanddicke, CUI & Beschichtung

Korrosion ist der kostspieligste Schadensmechanismus in der petrochemischen, chemischen und energieversorgenden Industrie. Schätzungen des NACE International (heute AMPP) beziffern den jährlichen Korrosionsschaden in Deutschland auf einen zweistelligen Milliardenbetrag – und der überwiegende Teil dieser Kosten entsteht durch nicht rechtzeitig erkannte und behandelte Korrosionsschäden.

Drohnen können in der Korrosionsüberwachung an mehreren Fronten wirken – sowohl für externe als auch für interne Korrosionsinspektion:

Externe Korrosionsinspektion (ELIOS 3 / DJI Matrice 30T)

• Oberflächenkorrosion an Rohrbrücken, Tragwerken, Behälterwänden: Der DJI Matrice 30T mit 200x Hybrid-Zoom erkennt Korrosionsflecken, Blasenbildung unter Beschichtungen und aktive Rostfahnen ohne Gerüst oder Hebebühne.
• Schäden an Korrosionsschutzanstrichen: Abblätterung, Rissbildung, Unterrostung – alle visibel in 4K aus sicherem Abstand. Der Matrice 30T kommt nah genug heran, um die Schäden zu charakterisieren.
• Korrosion an Schweißnähten: Bevorzugte Angriffspunkte für galvanische Korrosion und Spannungsrisskorrosion. 4K-Nahaufnahmen ermöglichen die Unterscheidung zwischen Oberflächenkorrosion und rissrelevanten Befunden.

Interne Korrosionsinspektion (ELIOS 3)

• Innenwandkorrosion in Tanks, Kesseln, Kolonnen: Die ELIOS 3 dokumentiert die gesamte Innenoberfläche lückenlos. Korrosionsnarben (Pitting), gleichmäßige Flächenkorrosion und Lochfraß sind in 4K erkennbar.
• Bodenkorrosion in Lagertanks: Besonders kritisch bei Flachbodentanks – der Boden ist die am meisten gefährdete Zone. Die ELIOS 3 fliegt dicht über den Boden und dokumentiert Pitting und Korrosionszonen.
• Kondensatkorrosion in Schornsteinen und Abgasleitungen: Unterhalb der Säuretaupunktstemperatur bildet sich aggressive Schwefelsäure – die Drohne erkennt die charakteristischen Schadensmuster.

Corrosion Under Insulation (CUI) ist einer der gefährlichsten und teuersten Korrosionsmechanismen in Prozessanlagen. Unter der Wärmedämmung (Steinwolle, Schaum, Mineralwolle) sammelt sich Feuchtigkeit – entweder durch Regenwasser, Kondensation oder Prozessdampf. Die feuchte, sauerstoffreiche Umgebung zwischen Stahlrohr und Isolierung schafft ideale Korrosionsbedingungen, die von außen unsichtbar sind.

Warum CUI so gefährlich ist

CUI entwickelt sich unter der Isolierung über Jahre, bevor er äußerlich sichtbar wird. Wenn Korrosion erst durch rostfarbene Ausblühungen an der Isolieroberfläche oder durch Wanddurchbruch sichtbar wird, ist der Schaden oft schon weit fortgeschritten. Wanddickenverluste von 50–80% ohne jedes externe Warnsignal sind keine Seltenheit.

Normativ ist CUI in den API 571 (Damage Mechanisms Affecting Fixed Equipment in the Refining Industry) und API 583 (Corrosion Under Insulation and Fireproofing) geregelt. Letztere beschreibt detailliert die Risikofaktoren und Inspektionsstrategien.

CUI-Erkennung mit Thermografie-Drohne

Der wirksamste zerstörungsfreie Nachweis von CUI ist die aktive oder passive Thermografie. Das Grundprinzip: Feuchte Isolierung hat eine andere Wärmeleitfähigkeit als trockene Isolierung. Diese Differenz erzeugt messbare Temperaturunterschiede an der Isolierungsoberfläche, die mit einer Wärmebildkamera erfasst werden können.

• Passiv-Thermografie im Betrieb: Am effektivsten bei Leitungen und Behältern im normalen Betrieb mit Temperaturdifferenz zur Umgebung (>10 K). Heiße Prozesse erzeugen starke Wärmegradienten, die durch Feuchtigkeitsstellen gestört werden. Der DJI Matrice 30T mit FLIR Radiometrie-Kamera scannt lange Rohrleitungen in einem Überflug.
• Suspekte Zonen identifizieren: Die Thermografie zeigt, wo Feuchtigkeit in der Isolierung vorhanden ist – nicht, wie viel Wanddicke noch vorhanden ist. Für die Wanddickenmessung ist anschließend Ultraschall (UT) mit lokaler Entfernung der Isolierung erforderlich.

Die Kombination aus Thermografie-Drohne (Identifikation verdächtiger Zonen) und punktueller UT-Messung durch Kletterer oder nach Demontage der Isolierung ist die effizienteste Strategie für großflächige Rohrleitungssysteme.

Der erste Korrosionsschutz einer Stahlkonstruktion ist ihre Beschichtung. Die Lebensdauer von Korrosionsschutzanstrichen in der Industrie beträgt typischerweise 10–25 Jahre – abhängig von Schichtsystem, Untergrundvorbehandlung und Umgebungsbelastung. Die regelmäßige Inspektion des Beschichtungszustands ermöglicht rechtzeitige Sanierung, bevor der Stahl darunter angegriffen wird.

Typische Beschichtungsschäden und ihre Erkennbarkeit per Drohne

• Blasenbildung (Blistering): Druckblasen unter der Beschichtung durch osmotischen Feuchtigkeitseintritt. In 4K-Aufnahmen gut erkennbar ab ca. 5 mm Durchmesser.
• Abblätterung (Delamination/Peeling): Haftungsverlust, oft an Ecken, Schweißnähten und Nieten. Fläche und Tiefe der Ablösung gut dokumentierbar.
• Rissbildung (Cracking): Alterungsrisse im Decklack bis hin zu Kohäsionsrissen durch thermische Spannungen. Erkennbar ab ca. 0,3 mm Breite in Nahaufnahmen.
• Unterrostung (Undercutting): Korrosion breitet sich unter der intakten Beschichtung aus – erkennbar an rostorangenen Verfärbungen und Aufwerfungen.
• Kreidung (Chalking): Photochemische Zerstörung der Bindemittelmoleküle an der Oberfläche – visuell als matte, kreideartige Oberfläche erkennbar.

Beschichtungsgrad und Schadensklassen nach ISO 4628

Die Bewertung von Korrosionsschutzanstrichen erfolgt nach DIN EN ISO 4628 (Beschichtungsfehler, Bewertung der Menge und Größe von Fehlern). Die Schadensgrade 0 (kein Schaden) bis 5 (sehr starker Schaden) werden anhand von Bildatlanten bewertet. Drohnen-4K-Aufnahmen liefern eine ausreichende Bildqualität für diese Bewertung – vorausgesetzt, der Abstand zur Oberfläche beträgt weniger als 1 Meter.

Häufig gestellte Frage von Betreibern: „Kann die Drohne die Wanddicke messen?“ Die Antwort: Nein – direkt nicht. Aber eine begründete Abschätzung ist möglich.

Was LiDAR-Daten über Wanddicke aussagen können

Der LiDAR-Scanner der ELIOS 3 erzeugt eine 3D-Punktwolke der Innengeometrie. Wenn die Außengeometrie des Behälters bekannt ist (aus technischen Zeichnungen oder einem externen LiDAR-Scan mit dem DJI Matrice 30T), kann die Differenz zwischen Innen- und Außengeometrie als Näherung für die aktuelle Wanddicke genutzt werden.

Einschränkungen dieser Methode:

• LiDAR-Genauigkeit der ELIOS 3: ±3 cm – für Wanddickenmessungen an dünnwandigen Leitungen (5–20 mm) absolut unzureichend
• Sinnvoll bei dickwandigen Behältern mit erwartetem Korrosionsverlust von >5 cm (z.B. Ausmauerungen in Hochöfen, Betonbehälter)
• Kein Ersatz für Ultraschall-Wanddickenmessung (UT) nach DIN EN ISO 16811

Die richtige Strategie: Drohne für Orientierung, UT für Messung

Die Drohne zeigt, wo Korrosion vorhanden ist – und gibt damit eine Prioritätsliste für gezielte UT-Messungen vor. Statt blind alle 2 Meter einen UT-Messpunkt zu setzen, werden nur die auffälligen Bereiche aus der Drohnen-Sichtprüfung gezielt gemessen. Dies spart Zeit und gibt dem UT-Prüfer Kontext für seine Bewertung.

Diese kombinierte Strategie – Drohne für VT/Thermografie, Kletterer/UT für quantitative Wanddickenmessung an priorisierten Stellen – ist der aktuelle Best-Practice-Standard für Korrosionsmonitoring in der Prozessindustrie. Kopterflug koordiniert auf Wunsch den gesamten Prozess inklusive UT-Subunternehmer.