Korrodieren bezeichnet den Prozess der Zerstörung von Metallen und anderen Werkstoffen durch chemische Reaktionen mit ihrer Umgebung. Diese Reaktionen führen oft zum Oxidieren, wobei Metalle mit Sauerstoff in Kontakt kommen und ihre Eigenschaften verändern. Die Definition von Korrosion umfasst sowohl elektrochemische als auch chemisch-physikalische Prozesse, die die Funktion und Stabilität von Materialien beeinträchtigen können. Der Ursprung des Korrodierens liegt in der Anfälligkeit von Metallen, sich durch Einflüsse wie Feuchtigkeit, Salz oder Schadstoffe zu verändern. Diese externen Faktoren beschleunigen die Reaktion, was zur Zersetzung und letztlich zu einer signifikanten Reduzierung der Lebensdauer von Bauteilen führt. Ein umfassendes Verständnis der Korrosion ist daher entscheidend, um gezielt Maßnahmen gegen das Korrodieren zu entwickeln.
Arten der Korrosion im Detail
Korrosion kann in verschiedenen Formen auftreten, die jeweils unterschiedliche Ursachen und Auswirkungen haben. Eine der häufigsten Arten ist die galvanische Korrosion, die auftritt, wenn zwei unterschiedliche Metalle in Kontakt kommen und elektrochemische Reaktionen stattfinden. Lochfraß und Spaltkorrosion betreffen häufig Bereiche wie Schraubenverbindungen und die Gebäudehülle, während interkristalline Korrosion das Innere von Metalllegierungen angreifen kann. Spannungsrisskorrosion tritt in unter Spannung stehenden Materialien auf und kann katastrophale Folgen haben. Selektive Korrosion betrifft spezifische Phasen eines Materials, was zu einer Verringerung der Gesamtfestigkeit führt. Flächenkorrosion ist eine gleichmäßige Abnutzung der Oberfläche, wohingegen Bi-Metall-Korrosion durch unterschiedliche elektrochemische Potentiale zwischen zwei Metallen entsteht. Die Norm DIN EN ISO 8044 definiert allgemeine Begriffe und Konzepte zur Korrosion und deren Chemie, um ein besseres Verständnis der verschiedenen Korrosionsarten zu fördern.
Ursachen und Auswirkungen der Korrosion
Die Ursachen für Korrosion sind vielfältig und hängen maßgeblich von den Umweltbedingungen und dem verwendeten Material ab. Eine entscheidende Reaktion findet statt, wenn Sauerstoff und Feuchtigkeit auf ein Bauteil treffen, wobei elektrolitische Überführungen und Adsorption eine Rolle spielen. Unterschiedliche Arten wie galvanische Korrosion, Lochfraß und Spannungsrisskorrosion können durch lokale Inhomogenitäten im Werkstoff verstärkt werden. Die Diffusion von aggressiven Substanzen in die Materialoberfläche trägt ebenfalls zu dieser Beeinträchtigung der Eigenschaften bei. Darüber hinaus sind auch Spaltkorrosion und interkristalline Korrosion zu beachten, die spezifische Schwachstellen im System ausnutzen. Diese Phänomene verdeutlichen die Notwendigkeit, geeignete Schutzmaßnahmen zu ergreifen, um Korrosion zu verhindern und die Lebensdauer von Bauteilen zu erhöhen.
Schutzmaßnahmen gegen Korrosion effektiv einsetzen
Um Korrosionsschäden langfristig zu verhindern, ist der gezielte Einsatz von Korrosionsschutzmaßnahmen unabdingbar. Materialbezogene Maßnahmen wie die Legierungsentwicklung spielen eine zentrale Rolle, um die Widerstandsfähigkeit gegen korrosive Medien zu erhöhen. Beispielsweise helfen hochwertige Beschichtungen wie Lackierungen oder Pulverbeschichtungen, die Oberfläche zu schützen. Im Bauwesen sind konstruktive Maßnahmen von Bedeutung, um Metallpaarungen zu optimieren und Spaltvermeidung zu gewährleisten. Feuerverzinken bietet einen passiven Korrosionsschutz, indem es eine schützende Zinkschicht bildet. Elektrochemische Vorgänge, wie der Kathodische Schutz, nutzen den Redoxprozess, um den Austausch von Elektronen zu regulieren und die Korrosionsreaktion zu verlangsamen. Eine bewusste Werkstoffwahl, die oxidationsmittelbeständig ist, kann die Lebensdauer der Bauteile erheblich steigern.