Korrosion (allg. Korrosion (allg. Rost) Rost)
Jan 25, 2016
GliederungGliederung
Wirtschaftlicher Schaden durch KorrosionWirtschaftlicher Schaden durch Korrosion
Begriff KorrosionBegriff Korrosion
Korrosionsarten (chemische Vorgänge)Korrosionsarten (chemische Vorgänge)
Korrosion und ihr ErscheinungsbildKorrosion und ihr Erscheinungsbild
PassivierungPassivierung
KorrosionsschutzKorrosionsschutz
Versuch zur elektrochem. KorrosionVersuch zur elektrochem. Korrosion
Wirtschaftlicher Schaden durchWirtschaftlicher Schaden durch KorrosionKorrosion
4,2% des Bruttosozialproduktes eines 4,2% des Bruttosozialproduktes eines Landes gehen verloren Landes gehen verloren
30% Kosteneinsparung möglich, wenn 30% Kosteneinsparung möglich, wenn Kenntnisse über Korrosion und Kenntnisse über Korrosion und Korrosionsschutz technisch besser Korrosionsschutz technisch besser genutzt würden. genutzt würden.
Begriffsdefinition DIN 50900Begriffsdefinition DIN 50900
Angriff und Zerstörung metallischer Angriff und Zerstörung metallischer Werkstoffe durch Reaktionen mit Werkstoffe durch Reaktionen mit Wirkstoffen aus der Umgebung. (lat. Wirkstoffen aus der Umgebung. (lat. corrodere = zernagen).corrodere = zernagen).
Korrosionsprodukt (z.B. Rost) kann löslich, Korrosionsprodukt (z.B. Rost) kann löslich, unlöslich oder auch festhaftend sein.unlöslich oder auch festhaftend sein.
Rost chem. FeO(OH) EisenoxidhydroxidRost chem. FeO(OH) Eisenoxidhydroxid
Durch Korrosion geht Werkstoff Durch Korrosion geht Werkstoff verloren!verloren!
Schwächung des QuerschnittesSchwächung des Querschnittes
Eine Verletzung der Oberfläche Eine Verletzung der Oberfläche
Das Korrosionsprodukt hat ein größeres Volumen. Das Korrosionsprodukt hat ein größeres Volumen.
Von einem Korrosionsschaden spricht man jedoch Von einem Korrosionsschaden spricht man jedoch erst, wenn die Funktion beeinträchtigt ist. erst, wenn die Funktion beeinträchtigt ist.
KorrosionsartenKorrosionsarten
elektrochemisch (häufigste Art)elektrochemisch (häufigste Art)
chemisch chemisch
metallphysikalisch (seltenste Art)metallphysikalisch (seltenste Art)
(Erosionskorrosion durch Festkörper- (Erosionskorrosion durch Festkörper- teilchen)teilchen)
Elektrochemische KorrosionElektrochemische Korrosion
Alle Gebrauchsmetalle befinden sich im Alle Gebrauchsmetalle befinden sich im unstabilen Zustand.unstabilen Zustand.
Sie wollen wieder in ihre Oxide oder Sie wollen wieder in ihre Oxide oder Sulfide aus denen sie gewonnen wurden Sulfide aus denen sie gewonnen wurden zurückkehrenzurückkehren
Bestreben des Metalls seine Ionen in die Bestreben des Metalls seine Ionen in die Lösung zu sendenLösung zu senden
Elektrochemische KorrosionElektrochemische Korrosion
Fast alle Fast alle Korrosionsvorgänge Korrosionsvorgänge sind elektrochemischer sind elektrochemischer Natur, ihr Mechanismus Natur, ihr Mechanismus entspricht einem entspricht einem galvanischen Element.galvanischen Element.
Feuchtigkeitsfilm als Feuchtigkeitsfilm als Elektrolyt, Handschweiß,Elektrolyt, Handschweiß,
Wasserreste in Spalten Wasserreste in Spalten
KorrosionselementKorrosionselement
Bestehend aus ANODE und KATHODE in Bestehend aus ANODE und KATHODE in Berührung mit einer leitenden FlüssigkeitBerührung mit einer leitenden Flüssigkeit
Edlere WerkstoffEdlere Werkstoff : Kathode : Kathode unedlereunedlere : Anode, in einem Elektrolyt führt zu : Anode, in einem Elektrolyt führt zu einer anodischen Auflösung (Oxidation) des einer anodischen Auflösung (Oxidation) des unedleren durch Elektronenabgabe. unedleren durch Elektronenabgabe.
Korrosionspotenzial ist proportional zur Höhe Korrosionspotenzial ist proportional zur Höhe der elektrochem.Spannungder elektrochem.Spannung
Bildung von Anode und KathodeBildung von Anode und Kathode
Durch unterschiedliche WerkstoffeDurch unterschiedliche Werkstoffe
Heterogene Oberflächen (Bildung von Heterogene Oberflächen (Bildung von Lokalelementen)Lokalelementen)
Gefügebestandteile heterogener LegierungenGefügebestandteile heterogener Legierungen
Unterschiedliche Spannungs- und Unterschiedliche Spannungs- und Verformungsbereiche (gekantetes Blech)Verformungsbereiche (gekantetes Blech)
Elektrochemische Korrosion Elektrochemische Korrosion LokalelementeLokalelemente
elektrochemische Sauerstoffkorrosion feuchter Stahloberflächen
Elektrochemische Korrosion Elektrochemische Korrosion verschiedene Werkstoffeverschiedene Werkstoffe
Einflussgrößen der Einflussgrößen der KontaktkorrosionsgefahrKontaktkorrosionsgefahr
PotenzialdifferenzPotenzialdifferenz
ElektrolytzusammensetzungElektrolytzusammensetzung
Flächenverhältnis des edleren zum Flächenverhältnis des edleren zum unedleren Metallunedleren Metall
ElektrolytwiderstandElektrolytwiderstand
Normalspannungsreihe liefert für die Normalspannungsreihe liefert für die Praxis keine brauchbaren ErgebnissePraxis keine brauchbaren Ergebnisse
praktische Spannungsreihen als Hilfepraktische Spannungsreihen als Hilfe
Elektrische Trennung wäre optimal!Elektrische Trennung wäre optimal!
Chemische KorrosionChemische Korrosion
Einwirken von Sauerstoff; Salzen; Gasen; Einwirken von Sauerstoff; Salzen; Gasen; Säuren auf die Metalloberfläche, wobei eine Säuren auf die Metalloberfläche, wobei eine chemische Verbindung entsteht.chemische Verbindung entsteht.
Dabei spielt der Sauerstoff eine wesentliche Dabei spielt der Sauerstoff eine wesentliche Rolle, der mit den Metallen dass Metalloxid Rolle, der mit den Metallen dass Metalloxid bildet. bildet.
Ein typisches Beispiel für chemische Korrosion Ein typisches Beispiel für chemische Korrosion ist das Zundern von Stahl. Bei hoher Temperatur ist das Zundern von Stahl. Bei hoher Temperatur reagiert der Luftsauerstoff unmittelbar mit dem reagiert der Luftsauerstoff unmittelbar mit dem Eisen, es bildet sich Eisenoxid.Eisen, es bildet sich Eisenoxid.
Metallphysikalische ReaktionMetallphysikalische Reaktion
Diese Art der Reaktion tritt nur sehr selten Diese Art der Reaktion tritt nur sehr selten auf, z.B. bei der ,,Zinnpest". Hierbei zerfällt auf, z.B. bei der ,,Zinnpest". Hierbei zerfällt das Zinn bei sehr tiefen Temperaturen das Zinn bei sehr tiefen Temperaturen durch Gitterumwandlung.durch Gitterumwandlung.
Korrosion und ihr ErscheinungsbildKorrosion und ihr Erscheinungsbild
Gleichmäßige Flächenkorrosion Gleichmäßige Flächenkorrosion Mulden- und Lochkorrosion Mulden- und Lochkorrosion KontaktkorrosionKontaktkorrosionSpaltkorrosion Spaltkorrosion SpannungsrisskorrosionSpannungsrisskorrosionSelektive Korrosion Selektive Korrosion
PassivierungPassivierung
Passivierung der Metalloberfläche durch Passivierung der Metalloberfläche durch Bildung einer haltbaren, dichten Bildung einer haltbaren, dichten OxidschichtOxidschichtBei ChromBei ChromAluminiumAluminiumKupferKupferOxidschicht bei Stahl locker und porös, Oxidschicht bei Stahl locker und porös, Metall keinen Schutz. Korrodiert bis zur Metall keinen Schutz. Korrodiert bis zur vollständigen Auflösung.vollständigen Auflösung.
KorrosionsschutzKorrosionsschutz
Auswahl geeigneter WerkstoffeAuswahl geeigneter Werkstoffe
Korrosionsschutzgerechte KonstruktionKorrosionsschutzgerechte Konstruktion
Kontaktkorrosionsstellen sind auszuschaltenKontaktkorrosionsstellen sind auszuschalten
Spalte sind zu vermeiden Spalte sind zu vermeiden
Möglichst glatte Oberflächen sind zu schaffen, Möglichst glatte Oberflächen sind zu schaffen, z.B. durch Abschleifen oder Polierenz.B. durch Abschleifen oder Polieren
Korrosionsschutzschichten auf EisenwerkstoffenKorrosionsschutzschichten auf Eisenwerkstoffen
Katodischer Korrosionsschutz (mit Opferanode Katodischer Korrosionsschutz (mit Opferanode oder Fremdstromanode)oder Fremdstromanode)
SchutzmetallschichtSchutzmetallschicht
Das zu schützende Metall muss edler als Das zu schützende Metall muss edler als das Überzugsmetall sein das Überzugsmetall sein = echtes = echtes SchutzmetallSchutzmetall
Bei Verletzung der Schicht löst sich das Bei Verletzung der Schicht löst sich das Schutzmetall aufSchutzmetall auf
Überzugmetall ist edler als das zu Überzugmetall ist edler als das zu schützende Metall schützende Metall = unechtes = unechtes SchutzmetallSchutzmetall
Katodischer SchutzKatodischer Schutz
Bewußte Erzeugung eines Bewußte Erzeugung eines KorrosionselementesKorrosionselementes
Zu schützende Metall ist die Kathode, das Zu schützende Metall ist die Kathode, das zu opfernde Metall ist die Anode, es muss zu opfernde Metall ist die Anode, es muss unedler als der Kathodenwerkstoff seinunedler als der Kathodenwerkstoff sein
Katodischer Korrosionsschutz mit Katodischer Korrosionsschutz mit OpferanodeOpferanode
Galvanischer VorgangGalvanischer Vorgang
Sekundärer KorrosionsschutzSekundärer Korrosionsschutz
Katodischer Korrosionsschutz mit Katodischer Korrosionsschutz mit FremdstromFremdstrom
Elektrolytischer Elektrolytischer Vorgang Vorgang
Sek. SchutzSek. Schutz
Einstellen der Einstellen der
erforderl. Schutz- erforderl. Schutz-
stromdichtestromdichte
Versuch zur elektrochemischen Versuch zur elektrochemischen KorrosionKorrosion
Nahezu gesättigte Salzwasserlösung Nahezu gesättigte Salzwasserlösung (Salzgehalt ca. 35 % hohe Leitfähigkeit )(Salzgehalt ca. 35 % hohe Leitfähigkeit )
Verschiedenartige Korrosionselemente in Verschiedenartige Korrosionselemente in der Salzlösungder Salzlösung
Aufgabe zur KontaktkorrosionAufgabe zur Kontaktkorrosion