Abbildung 1: 脺bersicht der beteiligten Projektpartner und deren Aufgabenverteilung im Verbundprojekt "MiCorFe".
In der maritimen Wirtschaft stellt die mikrobiell beeinflusste Korrosion von Eisen (kurz MIC, engl. microbially influenced corrosion) ein weit verbreitetes Problem dar, insbesondere auch f眉r Gr眉ndungsstrukturen von Offshore Windenergieanlagen (sogenannte Monopiles). Es handelt sich dabei um zylindrische Hohlpf盲hle aus Stahl, die in den Meeresboden gerammt werden und dadurch Meerwasser einschlie脽en, das nur noch einen eingeschr盲nkten Austausch mit der Umgebung aufweist. Diese besonderen Bedingungen haben einen Einfluss auf die mikrobielle Aktivit盲t und die biogeochemischen Prozesse im Monopile, welche wiederum die MIC beeinflussen. Auf Grund der besonderen baulichen Gegebenheiten und Lage der Offshore Monopiles sind zum aktuellen Zeitpunkt keine wirtschaftlich vertretbaren, langfristig wirksamen und umweltvertr盲glichen Ma脽nahmen zur Eind盲mmung bzw. Verhinderung der MIC bekannt. Die 眉blicherweise eingesetzten Korrosionsschutzma脽nahmen adressieren die elektrochemische Korrosion.
Im Rahmen des vom Bundesministerium f眉r Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gef枚rderten Verbundprojekts MiCorFe untersuchen wir mit Partnern der FH Kiel und aus der Industrie die MIC und m枚gliche alternative Werkstoffe und Beschichtungen, die auf umweltschonende Weise die MIC inhibieren (Abb. 1). Zu diesem Zweck f眉hren wir Inkubationen von Stahlproben in situ, im Inneren des Monopiles der FINO3-Forschungsplattform sowie ex situ (im Labor) durch (Abb. 2).
Abbildung 2: Fotos der in situ Inkubatoren und Laborinkubationen. Der nach einer 3-monatigen Inkubation auf 6 m Wassertiefe geborgene Inkubator weist einen deutlichen Bewuchs mit unterschiedlicher Meeresfauna auf (a). Die in situ (b,c) und im Labor (d,e) inkubierten Stahlbl枚cke weisen auf Grund der unterschiedlichen (simulierten) Umweltbedingungen in verschiedenen Wassertiefen unterschiedliche Korrosionsprodukte auf.
漏 Lisa Schulz (FuE-Zentrum FH Kiel GmbH) (a), Mirjam Perner (黑料视频) (b-c), Nicole Adam-Beyer (黑料视频) (d)
Um die Mechanismen der MIC und das Vorkommen der jeweiligen Mikroorganismen in unterschiedlichen Wassertiefen besser verstehen zu k枚nnen und die Umweltbedingungen im Labor m枚glichst genau nachbilden zu k枚nnen, werden die in situ Inkubationen zus盲tzlich von regelm盲脽igen Messungen wichtiger Umweltparameter (wie z.B. Sauerstoffgehalt, Temperatur und Schwefelwasserstoffkonzentration des Wassers) im Inneren des Monopiles begleitet. Nach Beendigung der Inkubationen identifizieren und charakterisieren wir mittels molekularbiologischer, biochemischer und mikroskopischer Methoden die an der MIC beteiligten Mikroorganismen (Abb. 3). Zus盲tzlich erfolgt die Erstellung eines Korrosionsmodells anhand der (mikroskopischen) Bestimmung von Korrosionsraten und Korrosionsprodukten sowie Lebensdauerberechnungen durch die Projektpartner.
Abbildung 3: Mikroskopaufnahmen von Korrosionsprodukten. Die Raster-Elektronenmikroskop (REM)-Aufnahmen von Stahlbl枚cken aus in situ Inkubationen bei 6 m (a) und 21 m (b) Wassertiefe verdeutlichen die Unterschiede und den Einfluss der biogeochemischen Parameter auf die Korrosionsprodukte. Teilabbildung c zeigt eine Fluoreszenzmikroskopaufnahme von Eisenoxiden mit gr眉n angef盲rbten, aktiven Mikrobenzellen aus einer Laborinkubation.
漏 Carolin Skottke, Claus-Henning Solterbeck (FH Kiel) (a-b) & Nicole Adam-Beyer (黑料视频) (c)
Durch vergleichende Untersuchungen verschiedener Werkstoffe, Beschichtungen und lokalen Inhibierungs HotSpots sollen M枚glichkeiten zur Hemmung der MIC bewertet und geeignete Ma脽nahmen zur Verl盲ngerung der Lebensdauer von Monopiles in Offshore Windenergieanlagen identifiziert werden.
Prof. Dr. Mirjam Perner (Projektleitung Mikrobiologie)
Dr. Nicole Adam-Beyer (wissenschaftliche Mitarbeiterin im Projekt)
PD Dr. Mark Schmidt (assoziierter Wissenschaftler im Projekt)
(Projektleitung Werkstofftechnik und Koordination)
(Promovierende im Projekt)
Krebs Korrosionschutz GmbH
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