Häufig gestellte Fragen zum Thema Korrosionsschutz
Was ist Korrosionsschutz?
Unter Korrosionsschutz werden Maßnahmen verstanden, die zur Vermeidung von Schäden dienen, welche an Bauteilen infolge von Korrosion entstehen können. Dabei handelt es sich bei Korrosion um eine Reaktion, bei der ein Werkstoff mit seiner Umgebung reagiert. Bei dem Werkstoff handelt es sich hierbei meist um metallische Materialien. Jedoch wird auch im Rahmen von anderen Werkstoffen wie Glas, Kunststoff oder weiteren Baustoffen der Begriff der Korrosion heutzutage angewandt. Diese Werkstoffe sind während ihrer Lebensdauer der dauerhaften Einwirkung von angreifenden Elementen aus der Umgebung, wobei es sich um Luft, Wasser oder Säure handelt, ausgesetzt. Die Folge der dabei entstehenden chemischen Reaktion ist eine messbare Veränderung des Werkstoffes, wobei von einem Korrosionsschaden gesprochen wird.
Ein solcher Korrosionsschaden kann je nach Stärke der Korrosion zu einer Funktionsbeeinträchtigung des damit verbundenen Bauteils oder Systems beitragen. Um diese chemischen Korrosionsprozesse zu vermeiden, können unterschiedliche Verfahren und Vorgehensweisen angewandt werden, die im Allgemeinen als Korrosionsschutz bezeichnet werden. Allerdings kann auch mithilfe dieser Schutzmaßnahmen eine absolute Korrosionsbeständigkeit des Werkstoffes nicht erreicht werden. Vielmehr zielen ergriffene Maßnahmen zum Korrosionsschutz darauf ab, die Geschwindigkeit sowie das Ausmaß einer Korrosion zu verlangsamen sowie zu reduzieren. So sollen eine Veränderung des Werkstoffes und folglich auch die Schädigung des damit verbundenen Bauteils oder Systems während dessen Lebenszeit verhindert werden.
Warum ist Korrosionsschutz wichtig?
Werden Bauteile ohne Maßnahmen zum Korrosionsschutz ihrer Umgebung und deren Einflüsse ausgesetzt, kann dies schwerwiegende Korrosionsschäden verursachen. Die Folge ist eine deutlich spürbare Funktionsbeeinträchtigung dieser Teile, wodurch die Lebensdauer von gesamten Bauteilen oder Systemen beeinflusst wird. Dieser Folge kann mithilfe eines geeigneten Korrosionsschutzes entgegengewirkt werden. Daher ist ein Korrosionsschutz besonders für den Erhalt der Funktionstüchtigkeit und somit auch der Lebensdauer von Bauteilen wichtig.
Aktiver oder passiver Korrosionsschutz?
Um Werkstoffe vor Korrosion zu schützen, kann ein aktiver oder ein passiver Korrosionsschutz angewandt werden. Doch wie unterscheiden sich diese beiden Maßnahmen voneinander?
Passiver Korrosionsschutz:
Bei der Variante des passiven Korrosionsschutzes werden Maßnahmen ergriffen, welche Werkstoffe durch eine abschirmende Wirkung vor korrosiven Medien aus der Umgebung schützen. Infolge dieser Abschirmung soll eine Reaktion des Werkstoffes mit angreifenden Elementen aus der Umgebung, wie Luft, Wasser oder Säure, verhindert werden. Erreicht wird eine Abschirmung des Werkstoffes unter anderem mit einem geeigneten Überzug, der beispielsweise aus einer Konversionsschicht durch Phosphatierung, einer Eloxalschicht oder einer Harteloxalschicht besteht. Auch Chromatierungen oder andere Umwandlungsschichten mit nichtmetallischem Charakter werden als Überzug verwendet. Ein spezieller Überzug wird durch eine Feuerverzinkung erreicht, welche eine schützende Passivierungsschicht auf dem Werkstoff ausbildet.
Des Weiteren kann eine Abschirmung auch mithilfe einer passenden Beschichtung des Werkstoffes erzielt werden. Dabei kommen für Beschichtungen unter anderem Stoffe wie Kunstharz, Kunststoff, Öl, Lack, Gummi oder auch Hartparaffine infrage. Zudem können auch galvanotechnisch sowie chemisch erzeugte Deckschichten aus Metall einen passiven Korrosionsschutz bewirken. Für diese Deckschichten werden unter anderem Metalle wie Zinn, Nickel, Gold, Chrom oder Kupfer sowie Legierungsschichten aus beispielsweise Nickel und Phosphor eingesetzt.
Dank des passiven Korrosionsschutzes können Korrosionsprozesse erheblich verlangsamt werden. So schützen geeignete Beschichtungslösungen vor allem gegen das korrosive Wasser besonders gut. Außerdem ist diese Art des Korrosionsschutzes kostengünstig. Allerdings treten all diese Vorteile nur dann ein, wenn die überzogenen Schichten auch wirklich absolut dicht sind. Anderenfalls kann sonst an den undichten Poren eine verstärkte Korrosion stattfinden.
Aktiver Korrosionsschutz:
Bei der Variante des aktiven Korrosionsschutzes werden die bei der Korrosion ablaufenden Reaktionen direkt beeinflusst und blockiert. Hierzu werden unterschiedliche Schutzbehandlungen von metallischen Oberflächen angewandt, welche einen aktiven, korrosionshemmenden Effekt erzielen. Diese Schutzbehandlungen werden unter anderem durch die Beeinflussung des Werkstoffes oder des korrodierend wirkenden Mediums erreicht. Hierfür eignet sich beispielsweise die Zugabe eines Hemmstoffes, welcher für die Abwehr der Korrosion zuständig ist. Beim Hemmstoff, welcher auch als Inhibitor bezeichnet wird, handelt es sich beispielsweise um eine verdünnte Hydrazin-Lösung. Diese wird vor allem in Kühlwasserkreisläufen oder in Kesselspeisewasseranlagen angewandt, um eine chemische Reaktion zwischen dem Wasser und dem Behälter oder den Rohren zu verhindern.
Auch das Entfernen von Stoffen, welche zur Förderung der Korrosion beitragen, bietet sich in diesem Fall an. Neben diesen grundlegenden Verfahren werden zudem auch elektrochemische Vorgänge zum aktiven Korrosionsschutz angewandt, die auf Basis der kathodischen sowie der anodischen Polarisation ablaufen. Bei der kathodischen Polarisation fungieren unedlere Metallschichten als Opferanode beziehungsweise als Schutzanode, welche sich bevorzugt auflösen. So wird die Korrosion des eigentlichen Bauteils verhindert, wodurch dessen Funktionsfähigkeit möglichst lange erhalten bleibt.
Ein klassisches Beispiel für einen kathodischen Korrosionsschutz ist die Verzinkung von Stahl oder die Anbringung von Legierungen aus Zink, Magnesium oder Aluminium. Im Gegensatz hierzu beruht die anodische Polarisation auf der Oxidation des Werkstoffes. Denn durch das Verfahren der Oxidation bildet sich auf der Oberfläche des Werkstoffes eine dünne Schutzschicht aus Korrosionsprodukten.
Diese Schicht dient dem Schutz des Werkstoffes vor weiteren Korrosionsangriffen. Auf Grundlage dieser Verfahren wird ein aktiver Korrosionsschutz zumeist bei solchen Werkstoffen eingesetzt, die sich aufgrund ihrer schweren Zugänglichkeit einer regelmäßigen Oberflächenbeschichtung entziehen. Dies betrifft unter anderem erdverlegte Kabel, Rohrleitungen oder Wasserbauwerke. Auch Kessel in Kraftwerken, Lagerbehälter in der Chemie oder die Außenhaut von Schiffen werden mithilfe dieses Verfahrens vor Korrosion geschützt und somit länger haltbar gemacht.
Welche Formen von Korrosion existieren?
Je nach Umgebungsbedingung treten verschiedene Formen von Korrosion auf. Dabei lassen sich nach DIN EN ISO 8044 folgende Korrosionsformen unterscheiden: Flächenkorrosion: Bei einer Flächenkorrosion wird durch die stattfindende chemische Reaktion der Großteil beziehungsweise die gesamte Oberfläche des Werkstoffes gleichmäßig beschädigt. Dabei herrschen am gesamten Werkstoff dieselben Korrosionsbedingungen. Sind die Korrosionsbedingungen jedoch örtlich verschieden, so entsteht eine Muldenkorrosion. Bei dieser Form handelt es sich um eine Sonderform der Flächenkorrosion, wobei die korrosionsbedingten Schädigungen des Werkstoffes aufgrund örtlich verschiedener Korrosionsbedingungen differieren. Folglich wird die Oberfläche des Werkstoffes ungleichmäßig stark beschädigt.
Lochkorrosion: Bei einer Lochkorrosion werden lediglich kleine Teile der Oberfläche zerstört. Von dort aus breitet sich die Korrosion in die nicht sichtbare Tiefe des Werkstoffes aus. Somit bleibt das gesamte Ausmaß der Korrosion bei dieser Form oftmals lange unbemerkt. Folglich ist eine frühzeitige Anwendung von Schutzmaßnahen hierbei oftmals nicht mehr möglich, wodurch größere Schäden entstehen können.
Kontaktkorrosion: Bei dieser Form der Korrosion stehen zwei verschiedene Metalle unter Einfluss von Feuchtigkeit miteinander in Kontakt. Infolge des Kontakts bildet sich am unedleren Metall ein anodischer Bereich, wodurch sich das Metall schneller auflöst. Parallel hierzu sinkt die Auflösungsrate des edleren Metalls.
Spaltkorrosion: Bei einer Spaltkorrosion wird die Oberfläche des Werkstoffes in schmalen Spalten angegriffen. Besonders geeignete Angriffsflächen für eine Spaltkorrosion bilden unter anderem Schweißnähte.
Welche Beschichtungsverfahren werden von Firmen zum Korrosionsschutz angewandt?
Korrosionsschutzunternehmen bieten verschiedene Beschichtungsverfahren an, die auf den Verfahren des aktiven und passiven Korrosionsschutzes basieren. So kann eine Oberfläche eines Bauteiles beispielsweise mithilfe von nicht rostenden Stoffen und Gemischen zum Korrosionsschutz beschichtet werden. Des Weiteren können auch chemische Korrosionsschutzmittel, Beschichtungen aus Lack sowie Verzinkungen zum Korrosionsschutz eingesetzt werden. Auch Öle, Fette und Wachse sind Stoffe, die häufig im Zusammenhang mit Korrosionsschutz verwendet werden. Denn diese schützen Werkstoffe wie Metalle vor Sauerstoffkontakt und folglich auch vor einem beginnenden Korrosionsprozess.
Neben diesen Möglichkeiten werden von Korrosionsschutz Firmen weitere Verfahren zum Korrosionsschutz angeboten. Hierzu zählt unter anderem die Zinklamellenbeschichtung, welche sich durch ihre geringe Schichtdicke sowie ihre hohe Belastbarkeit auszeichnet. Angewandt wird dieses Beschichtungsverfahren zum Korrosionsschutz unter anderem bei Massenschüttgut wie beispielsweise bei Federbandschellen, bei metrischen sowie gewindefurchenden Schrauben oder bei Klipsen. Dieses Verfahren ist aber auch als Korrosionsschutz für flächige Großteile, wie beispielsweise Achsträger oder Streben, geeignet.
Ein weiteres gängiges Beschichtungsverfahren basiert auf der Anwendung von kathodischem Tauchlack. Dieser zählt vor allem in der Automobilindustrie zu den meistverwendeten Schutzsystemen gegen Korrosion. Allerdings stellt bei diesem Verfahren der nicht vorhandene kathodische Korrosionsschutz eine Schwäche dar. Daher bietet sich zur Verwendung des kathodischen Tauchlacks zusätzlich eine Anwendung eines Zinklamellen-Basecoats an. Dieses Kombinationsverfahren eignet sich besonders gut für den Schutz von kleinen bis mittelgroßen Stanz-Biegeteilen. Welches dieser Verfahren jedoch das richtige ist, gilt es in Abstimmung mit den spezifischen Herausforderungen sowie den vorherrschenden Umgebungsbedingungen zu treffen.
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