Korrosion (allg. Rost)

Gliederung Wirtschaftlicher Schaden durch Korrosion Begriff Korrosion Korrosionsarten (chemische Vorgänge) Korrosion und ihr Erscheinungsbild Passivierung Korrosionsschutz Versuch zur elektrochem. Korrosion

Wirtschaftlicher Schaden durch Korrosion 4,2% des Bruttosozialproduktes eines Landes gehen verloren 30% Kosteneinsparung möglich, wenn Kenntnisse über Korrosion und Korrosionsschutz technisch besser genutzt würden.

Begriffsdefinition DIN 50900 Angriff und Zerstörung metallischer Werkstoffe durch Reaktionen mit Wirkstoffen aus der Umgebung. (lat. corrodere = zernagen). Korrosionsprodukt (z.B. Rost) kann löslich, unlöslich oder auch festhaftend sein. Rost chem. FeO(OH) Eisenoxidhydroxid

Durch Korrosion geht Werkstoff verloren! Schwächung des Querschnittes Eine Verletzung der Oberfläche Das Korrosionsprodukt hat ein größeres Volumen. Von einem Korrosionsschaden spricht man jedoch erst, wenn die Funktion beeinträchtigt ist.

Beispiele für Korrosion

Korrosionsarten elektrochemisch (häufigste Art) chemisch metallphysikalisch (seltenste Art) (Erosionskorrosion durch Festkörper- teilchen)

Elektrochemische Korrosion Alle Gebrauchsmetalle befinden sich im unstabilen Zustand. Sie wollen wieder in ihre Oxide oder Sulfide aus denen sie gewonnen wurden zurückkehren Bestreben des Metalls seine Ionen in die Lösung zu senden

Elektrochemische Korrosion Fast alle Korrosionsvorgänge sind elektrochemischer Natur, ihr Mechanismus entspricht einem galvanischen Element. Feuchtigkeitsfilm als Elektrolyt, Handschweiß, Wasserreste in Spalten

Korrosionselement Bestehend aus ANODE und KATHODE in Berührung mit einer leitenden Flüssigkeit Edlere Werkstoff : Kathode unedlere : Anode, in einem Elektrolyt führt zu einer anodischen Auflösung (Oxidation) des unedleren durch Elektronenabgabe. Korrosionspotenzial ist proportional zur Höhe der elektrochem.Spannung

Bildung von Anode und Kathode Durch unterschiedliche Werkstoffe Heterogene Oberflächen (Bildung von Lokalelementen) Gefügebestandteile heterogener Legierungen Unterschiedliche Spannungs- und Verformungsbereiche (gekantetes Blech)

Elektrochemische Korrosion Lokalelemente elektrochemische Sauerstoffkorrosion feuchter Stahloberflächen                                                                                                                                     

Elektrochemische Korrosion verschiedene Werkstoffe

Einflussgrößen der Kontaktkorrosionsgefahr Potenzialdifferenz Elektrolytzusammensetzung Flächenverhältnis des edleren zum unedleren Metall Elektrolytwiderstand Normalspannungsreihe liefert für die Praxis keine brauchbaren Ergebnisse praktische Spannungsreihen als Hilfe Elektrische Trennung wäre optimal!

Chemische Korrosion Einwirken von Sauerstoff; Salzen; Gasen; Säuren auf die Metalloberfläche, wobei eine chemische Verbindung entsteht. Dabei spielt der Sauerstoff eine wesentliche Rolle, der mit den Metallen dass Metalloxid bildet. Ein typisches Beispiel für chemische Korrosion ist das Zundern von Stahl. Bei hoher Temperatur reagiert der Luftsauerstoff unmittelbar mit dem Eisen, es bildet sich Eisenoxid.

Zundern von Stahl

Metallphysikalische Reaktion Diese Art der Reaktion tritt nur sehr selten auf, z.B. bei der ,,Zinnpest". Hierbei zerfällt das Zinn bei sehr tiefen Temperaturen durch Gitterumwandlung.

Korrosion und ihr Erscheinungsbild Gleichmäßige Flächenkorrosion Mulden- und Lochkorrosion Kontaktkorrosion Spaltkorrosion Spannungsrisskorrosion Selektive Korrosion

Korrosion und ihr Erscheinungsbild

Korrosion und ihr Erscheinungsbild

Korrosion und ihr Erscheinungsbild

Korrosion und ihr Erscheinungsbild

Korrosion und ihr Erscheinungsbild

Korrosion und ihr Erscheinungsbild

Passivierung

Passivierung Passivierung der Metalloberfläche durch Bildung einer haltbaren, dichten Oxidschicht Bei Chrom Aluminium Kupfer Oxidschicht bei Stahl locker und porös, Metall keinen Schutz. Korrodiert bis zur vollständigen Auflösung.

Korrosionsschutz Auswahl geeigneter Werkstoffe Korrosionsschutzgerechte Konstruktion Kontaktkorrosionsstellen sind auszuschalten Spalte sind zu vermeiden Möglichst glatte Oberflächen sind zu schaffen, z.B. durch Abschleifen oder Polieren Korrosionsschutzschichten auf Eisenwerkstoffen Katodischer Korrosionsschutz (mit Opferanode oder Fremdstromanode)

Korrosionsschutzgerechte Konstruktion

Korrosionsschutzschicht auf Stahl

Schutzmetallschicht Das zu schützende Metall muss edler als das Überzugsmetall sein = echtes Schutzmetall Bei Verletzung der Schicht löst sich das Schutzmetall auf Überzugmetall ist edler als das zu schützende Metall = unechtes Schutzmetall

Katodischer Schutz Bewußte Erzeugung eines Korrosionselementes Zu schützende Metall ist die Kathode, das zu opfernde Metall ist die Anode, es muss unedler als der Kathodenwerkstoff sein

Katodischer Korrosionsschutz mit Opferanode Galvanischer Vorgang Sekundärer Korrosionsschutz

Katodischer Korrosionsschutz mit Fremdstrom Elektrolytischer Vorgang Sek. Schutz Einstellen der erforderl. Schutz- stromdichte

Versuch zur elektrochemischen Korrosion Nahezu gesättigte Salzwasserlösung (Salzgehalt ca. 35 % hohe Leitfähigkeit ) Verschiedenartige Korrosionselemente in der Salzlösung Aufgabe zur Kontaktkorrosion