⛽ Korrosionswirkung von LPG auf Kupfer — Kupferstreifenprüfung

Petrochemie PN-EN ISO 6251

Übersicht

Die Prüfung der Korrosionswirkung von LPG auf Kupfer nach PN-EN ISO 6251:2001 ist das älteste und noch immer grundlegende Verfahren zur Beurteilung, ob ein gasförmiger Kraftstoff die Buntmetallteile einer Anlage nicht angreift; sie ist in der Autogasspezifikation PN-EN 589 in Bezug genommen. Reines LPG ist nicht korrosiv — das Problem entsteht, wenn Schwefel und seine Verbindungen (Schwefelwasserstoff, Mercaptane, freier Schwefel), Wasser und feste Verunreinigungen auftreten. Untersuchungen haben gezeigt, dass Schwefelwasserstoff bereits bei einer Konzentration von 5 ppm auf dem Streifen vielfarbige grün-rosa-violette Korrosionsprodukte (Kupfersulfide) hervorruft und elementarer Schwefel S8 bei 5 ppm einen schwarzen Belag aus Kupfer(II)-sulfid; Carbonylsulfid (COS) greift den Streifen selbst bei 100 ppm nicht an, hydrolysiert aber in Gegenwart von Wasser zu H2S und CO2; eine Mischung von Schwefelverbindungen ist korrosiver als jede von ihnen einzeln. Die vorliegende Beschreibung stützt sich ausschließlich auf die Literatur (Erdöl- und Erdgasinstitut, Archiwum Motoryzacji, SGS) — der Text der Norm stand nicht zur Verfügung.

Die Prüfung ist nicht quantitativ, sondern qualitativ (eine Wirkungsprüfung): nach 1 h wird der Streifen mit einer Vergleichsskala verglichen und werden Verfärbungen, Belag und Grübchen beschrieben; auf der vierstufigen Skala ist für Autogas ausschließlich die Klasse 1 zulässig. Die Folgen korrosiven LPG im Fahrzeug sind ein unruhiger Motorlauf, das Blockieren der Einspritzventile durch Sulfidpartikel, ein unstetiger Druck am Verdampfer und das Zusetzen der Flüssigphasenfilter mit schwarzem Staub.

Polnische Ringversuche (Erdöl- und Erdgasinstitut, 2010–2011) zeigten für einen Teil des LPG auf dem Markt ein Fehlen von Wiederhol- und Vergleichbarkeit der Ergebnisse dieser Bestimmung: dieselben Proben ergaben in verschiedenen akkreditierten Laboratorien die Klassen 1 bis 3, und der Korrosionsgrad derselben Probe änderte sich mit der Zeit. Als mögliche Ursachen wurden eine unrichtige visuelle Zuordnung der Klasse, eine fehlerhafte Ausführung (eine schlecht gefüllte Bombe, eine falsche Temperatur, schlecht gereinigte Streifen, das Unterlassen des Benetzens der Bombe mit Wasser) sowie das Vorliegen fremder Stoffe im LPG (Amine, Alkohole, elementarer Schwefel) genannt; Korrosionsinhibitoren (Fettamine, Imidazoline) in ppm-Mengen maskieren die Korrosion, ohne die Zusammensetzung zu ändern.

Prinzip der Methode

Polierte Kupferstreifen werden 1 h in 100 ml einer wassergesättigten LPG-Probe bei einer Temperatur von 40 °C in einer für Korrosionsprüfungen bestimmten „Prüfbombe" eingetaucht, die in einem Wasserbad steht. Nach dieser Zeit wird der Streifen aus dem Bad genommen und die Korrosionswirkung des LPG beurteilt, indem der Streifen mit den Korrosionsmustern für Kupferstreifen verglichen und die Korrosionsklasse bestimmt wird: Klasse 1 (leichte Anlauffarbe: hellorange, fast wie frisch poliert, dunkelorange), Klasse 2 (mäßig: bordeauxrot, hellviolett, vielfarbig mit einem violett-blauen oder silbrigen Belag auf bordeauxrotem Grund, silbrig, messingfarben oder golden), Klasse 3 (dunkel: ein violetter Belag auf messingfarbenem Grund, vielfarbig mit roten und grünen Flecken — pfauenartig, nicht grau), Klasse 4 (Korrosion: durchscheinend schwarz, dunkelgrau oder braun mit grünen Flecken, graphit- oder mattschwarz, glänzend schwarz).

Anwendungen

• Qualitätskontrolle von Autogas-LPG nach PN-EN 589 (zulässig ist die Klasse 1)
• Kontrolle von LPG in der Vertriebskette (beim Hersteller keine Korrosion, in der Verteilung oft eine Korrosionswirkung)
• Diagnostik der Ursachen von Ausfällen von Fahrzeug-Gasanlagen (Einspritzventile, Verdampfer, Filter)
• Ring- und Eignungsprüfungen von LPG-Laboratorien

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-EN ISO 6251:2001

Titel (PL)

Skroplone gazy węglowodorowe — Korodujące działanie na miedź — Badanie na płytce miedzianej

Title (EN)

Liquefied petroleum gases — Corrosiveness to copper — Copper strip test

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Vorbereitung des Streifens

   Den Kupferstreifen unmittelbar vor der Prüfung polieren; die Oberfläche nicht berühren.

2. Füllen der Bombe

   Die Bombe mit Wasser benetzen und mit 100 ml des zu prüfenden wassergesättigten LPG füllen; den Streifen in die Bombe geben und diese dicht verschließen.

3. Exposition

   Die Bombe 1 h in das Wasserbad bei einer Temperatur von 40 °C stellen.

   ⏱ Zeit: 1 h • 🌡 Temperatur: 40 °C

4. Entnahme des Streifens

   Nach 1 h das Gas gefahrlos ablassen und den Streifen aus der Bombe nehmen.

5. Beurteilung

   Den Streifen mit den Korrosionsmustern vergleichen und die Klasse 1–4 bestimmen (Verfärbungen, Belag, Grübchen); für Autogas ist ausschließlich die Klasse 1 zulässig.

6. Prüfbericht

   Die Korrosionsklasse mit einem Verweis auf PN-EN ISO 6251, die Bedingungen (1 h, 40 °C) und die Kennzeichnung der Probe angeben; in Zweifelsfällen die Beurteilung von mehr als einer Person vornehmen lassen.

Erforderliche Geräte und Apparatur

Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien

Arbeitsschutz und Sicherheit

• LPG ist extrem entzündbar und steht unter Druck — das Füllen und Entleeren der Bombe an einem belüfteten Ort ohne Zündquellen, mit Erdung
• Die Prüfbombe unter dem Dampfdruck des LPG bei 40 °C — nur einwandfreie Druckgefäße verwenden, nach dem Entspannen öffnen
• Schwefelwasserstoff im LPG ist giftig — das Gas in den Abzug ablassen

Häufige Fragen