Korrosion

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Galvanische Korrosion - Athmosphaerische Korrosion - Lochfrass - Korrosionsschutz

Korrosion ist eine von der Oberflaeche ausgehende unerwuenschte Zerstoerung von Metallen.
Die Zerstoerung kann rein chemisch,in zahlreichen Faellen auch elektrochemisch verlaufen.
Ueberall dort wo sich Metalle befinden, gibt es das Problem der Korrosion.

Nach Schaetzungen des Institute of Technology, Massachusetts entstehen der Volkswirtschaft durch Korrosion jaehrlich Milliarden Verluste.

Galvanische Korrision

Galvanische Korrosion entsteht, wenn verschiedene Metalle ein galvanisches Element bilden.

Ein galvanisches Element besteht aus drei wesentlichen Teilen :
- unedles Metall ( Anode ) gibt Elektronen ab, wird zum Ion
( negatives Potential )
- Elektrolyt enthaelt Ionen in waessriger Lösung, ermoeglicht ihre Wanderung
- edles Metall ( Kathode ) bleibt unveraendert, Wasserstoff wird frei ( positives Potential )

Fuer das Ausmaß der Korrosion ist auch das Flaechenverhaeltnis der Metalle von wesentlichem Einfluss. Eine grosse edle Metallflaeche mit einer kleinen unedlen zusammengebracht und die Korrosion wird gravierend sein, umgekehrt zeigt sich die Korrosion weniger deutlich.

Beispiel einer Spannungsreihe
( in Volt, bezogen auf eine definierte Loesung.
Legierungen und andere Messloesungen veraendern die Werte ):

Eine solche Wirkung nutzt man bewusst, indem man ein bedrohtes Metall mit einer Opferanode schuetzt. Das unedle Metall ( Opferanode) wird zerfressen, waehrend das geschuetzte Metall intakt bleibt ( z.B. Zinkanoden beim Außenbordmotor ) : aktiver Korrosionsschutz.
Die Zerfressung geschieht nach der Stellung der Metalle in der Galvanischen Spannungsreihe, je weiter sie in dieser Reihe auseinanderstehen, desto schneller und aggressiver geht der Prozeß voran.

Aluminium - 1,66
Zink - 0,76
Chrom - 0,74
Eisen - 0,41
Nickel - 0,23
Zinn - 0,14
Blei - 0,13
Kupfer + 0,34
Silber + 0,80
Gold + 1,50

Athmosphaerische Korrision (Rost)

Die Atmosphaere ist das verbreitetste korrodierende Angriffsmittel für Bau- und Werkstoffe.
Der Rost ist eine instabile Verbindung zwischen Sauerstoff, Wasser und dem Metall, Salze beschleunigen den Vorgang.

Es zeigt sich, besonders bei Eisen und Stahl, als gleichmaessige Oberflaechenabtragung, aber auch als Gruebchenbildung und Lochfrass.

Abhaengig ist die atmosphaerische Korrosion von der relativen Luftfeuchte und dem Salzgehalt bei Seeluft:
In den USA z.B. werden ausgediente Flugzeuge in einer Gegend mit praktisch keiner Luftfeuchte ( kein Elektrolyt ) gelagert. Selbst nach 10 und mehr Jahren befindet sich an den Metallen kein Rost.

Bestimmte Legierungselemente wirken rosthemmend durch eine Passivierung ( Bildung einer dichten Oxydschicht, “Edelrost” ).

Kupfer ( Gruenspan ), Zinn, Chrom, Nickel, Zink, Aluminium bilden trotz z.T. unedlen Potentials unter bestimmten Bedingungen dichte, schützende Deckschichten, die die Korrosionsgeschwindigkeit verringern.

Lochfrass

Lochfrass ist eine Erscheinungsform der Korrosion, hervorgerufen durch

1.Unregelmaessigkeiten in der Oxydhaut,
z.B. bei Beschaedigungen durch Kratzer und Schlageinwirkung ( oft im unteren Bereich des Mastes zu beobachten )
oder Zerstoerung der Oxydschicht durch Chlorionen, die vermehrt in Seewasser vorkommen

2. das Vorliegen von Metallteilchen an der Oberflaeche mit gegenueber dem Grundmaterial unterschiedlichem Potential

3. ungleichmaessige Belueftung oder einer unterschiedlichen Sauerstoffverteilung an der Oberflaeche.
z.B. Wasserlinienkorrosion infolge unterschiedlicher
O2 - Konzentration im Elektrolyt Seewasser:
Sauerstoffreiche Stellen ueber Wasser - kathodische Reaktion.
Sauerstoffarme Stellen unter Wasser - anodische Reaktion

Korrosionsschutz

Um einen Angriff auf Metalle und seine Legierungen zu verhueten oder zumindest zu vermindern, sind verschiedene Massnahmen zu deren Schutz moeglich

passiv : Oberflaechenbehandlung des Metalls.
Chemische Oxydation, Anodische Oxydation, metallische Ueberzuege, Farb- und Lackanstriche, Emailueberzuege

aktiv : Kathodisches Schutzverfahren.
Das kathodische Schutzverfahren benutzt - sofern nicht ein elektrischer Hilfsstrom angelegt wird - die Bildung eines galvanischen Elementes durch Kurzschliessen mit einem anderen unedleren Metall, sodass der zu schuetzende Werkstoff die Kathode des Elementes bildet.