In der maritimen Wirtschaft stellt die mikrobiell beeinflusste Korrosion von Eisen (kurz MIC, engl. microbially influenced corrosion) ein weit verbreitetes Problem dar, insbesondere auch für Gründungsstrukturen von Offshore Windenergieanlagen (sogenannte Monopiles). Es handelt sich dabei um zylindrische Hohlpfähle aus Stahl, die in den Meeresboden gerammt werden und dadurch Meerwasser einschließen, das nur noch einen eingeschränkten Austausch mit der Umgebung aufweist. Diese besonderen Bedingungen haben einen Einfluss auf die mikrobielle Aktivität 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 umweltverträglichen Maßnahmen zur Eindämmung bzw. Verhinderung der MIC bekannt. Die üblicherweise eingesetzten Korrosionsschutzmaßnahmen adressieren die elektrochemische Korrosion.

Im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderten Verbundprojekts MiCorFe untersuchen wir mit Partnern der FH Kiel und aus der Industrie die MIC und mögliche alternative Werkstoffe und Beschichtungen, die auf umweltschonende Weise die MIC inhibieren (Abb. 1). Zu diesem Zweck führen wir Inkubationen von Stahlproben in situ, im Inneren des Monopiles der FINO3-Forschungsplattform sowie ex situ (im Labor) durch (Abb. 2).

Um die Mechanismen der MIC und das Vorkommen der jeweiligen Mikroorganismen in unterschiedlichen Wassertiefen besser verstehen zu können und die Umweltbedingungen im Labor möglichst genau nachbilden zu können, werden die in situ Inkubationen zusätzlich von regelmäßigen 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). Zusätzlich erfolgt die Erstellung eines Korrosionsmodells anhand der (mikroskopischen) Bestimmung von Korrosionsraten und Korrosionsprodukten sowie Lebensdauerberechnungen durch die Projektpartner.

Durch vergleichende Untersuchungen verschiedener Werkstoffe, Beschichtungen und lokalen Inhibierungs HotSpots sollen Möglichkeiten zur Hemmung der MIC bewertet und geeignete  Maßnahmen zur Verlängerung der Lebensdauer von Monopiles in Offshore Windenergieanlagen identifiziert werden.

 

MiCorFe-Team

GEOMAR:

Prof. Dr. Mirjam Perner (Projektleitung Mikrobiologie)
Dr. Nicole Adam-Beyer (wissenschaftliche Mitarbeiterin im Projekt)
PD Dr. Mark Schmidt (assoziierter Wissenschaftler im Projekt)

FH Kiel / FuE Zentrum:

Prof. Dr.-Ing Jana Schloesser (Projektleitung Werkstofftechnik und Koordination)
Carolin Skottke (Promovierende im Projekt)
FINO3-Team 

Industriepartner:

Krebs Korrosionschutz GmbH
Jörss-Blunck-Ordemann GmbH