Was ist Korrosion?
Unter Korrosion versteht man die chemische oder elektrochemische Reaktion von Werkstoffen, insbesondere Metallen, mit Umwelteinflüssen (wie Wasser, Sauerstoff, Säuren, Basen, Salzen etc.), die zur Zersetzung oder Beschädigung der Oberfläche oder der inneren Struktur des Materials führt.
Die häufigste Form der Korrosion ist Oxidation, wie z. B. das Rosten von Eisen, bei dem Eisen mit Sauerstoff reagiert und Eisenoxid bildet.
Korrosion verringert die Festigkeit und Haltbarkeit von Materialien erheblich, was zu Geräteausfällen, erhöhten Wartungs- und Ersatzkosten, verringerter Produktionseffizienz und Sicherheitsrisiken führt. Darüber hinaus kann Korrosion Leckagen, Explosionen und andere Sicherheitsvorfälle verursachen, die Umweltverschmutzung und eine kürzere Lebensdauer der Geräte zur Folge haben und somit hohe wirtschaftliche Verluste verursachen.
Korrosion beeinträchtigt nicht nur die Leistung und das Erscheinungsbild von Geräten, sondern kann auch ernsthafte Risiken für die Sicherheit des Personals, die Umwelt und die langfristige Entwicklung von Unternehmen darstellen.
Korrosion kann je nach Entstehungsmechanismus, Umgebungsbedingungen und Auswirkung auf Materialien in verschiedene Typen eingeteilt werden. Zu den häufigsten Korrosionsarten gehören:
Gleichmäßige Korrosion
Dies ist die häufigste Form der Korrosion. Sie tritt gleichmäßig auf der gesamten Metalloberfläche auf und verringert allmählich die Dicke des Metalls. Sie tritt typischerweise in Umgebungen auf, die korrosiven Medien wie Säuren, Basen oder Wasser ausgesetzt sind.
Verhütung: Verwenden Sie korrosionsbeständige Materialien (z. B. Edelstahl, Aluminiumlegierungen), führen Sie regelmäßige Reinigung und Wartung durch und vermeiden Sie eine längere Einwirkung korrosiver Medien.
Oberflächenbehandlung: Tragen Sie Schutzbeschichtungen auf oder verwenden Sie einen kathodischen Schutz.
Lokale Korrosion
Korrosion konzentriert sich auf bestimmte Bereiche der Metalloberfläche und bildet Löcher, Risse oder Rillen. Beispiele hierfür sind:
Lochkorrosion:
Durch Korrosion bilden sich kleine Löcher oder Vertiefungen, die üblicherweise in korrosiven Medien wie Chloriden auftreten.
Spaltkorrosion:
Tritt in Bereichen mit kleinen Lücken auf der Metalloberfläche auf, wie beispielsweise an Fugen und Bolzenlöchern.
Rillenkorrosion:
Tritt typischerweise in Bereichen mit ungleichmäßigem Flüssigkeitsfluss auf und bildet lokale Korrosionszonen.
Verhütung: Vermeiden Sie Risse oder Spalten auf der Metalloberfläche und führen Sie regelmäßige Kontrollen und Reinigungen durch.
Vorbeugung von Lochfraß: Verwenden Sie Legierungen mit hoher Beständigkeit gegen Lochfraß, wie z. B. hochlegierten Edelstahl. Tragen Sie Beschichtungen oder einen äußeren Schutz auf.
Vorbeugung von Spaltkorrosion: Achten Sie auf eine gute Fugengestaltung und vermeiden Sie Feuchtigkeits- oder Wasseransammlungen in Spalten.
Spannungsrisskorrosion (SCC)
Korrosion und äußere oder innere Spannungen wirken zusammen und verursachen Risse in Metallen. Dies kommt häufig bei hochfesten Stählen und rostfreien Stählen vor, insbesondere in korrosiven Umgebungen wie Chloriden.
Verhütung: Vermeiden Sie Spannungskonzentrationen, insbesondere bei hochfesten Stählen und rostfreien Stählen. Verwenden Sie geeignete Materialien (z. B. rostfreien Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt) und kontrollieren Sie die korrosive Natur der Umgebung.
Stress abbauen: Vermeiden Sie übermäßige äußere oder innere Belastungen und führen Sie regelmäßige Inspektionen und Wartungen durch.
Wasserstoffversprödung
Wasserstoffatome dringen in das Metall ein, machen es spröde und bruchanfällig. Dies kommt häufig bei hochfesten Stählen und Nickellegierungen vor.
Verhütung: Vermeiden Sie eine längere Einwirkung von Wasserstoff, insbesondere bei hochfesten Stählen. Verwenden Sie wasserstoffbeständige Materialien, wie etwa Legierungen mit niedrigem Wasserstoffgehalt.
Wärmebehandlung: Führen Sie nach der Verarbeitung eine Wärmebehandlung (Dehydrierung) durch, um die Wasserstoffansammlung zu verringern.
Sulfidspannungsrissbildung (SSC)
Tritt hauptsächlich in der Öl- und Gasindustrie auf, wenn Metalle Sulfiden (wie H₂S) ausgesetzt sind. Spannung und Korrosion verursachen gemeinsam Risse.
Verhütung: Verwenden Sie Legierungen, die gegen Sulfidkorrosion beständig sind, insbesondere in H₂S-Umgebungen.
Schutzbeschichtungen: Tragen Sie schwefelbeständige Beschichtungen oder Schutzmaterialien auf.
Tritt auf, wenn zwei verschiedene Metalle in Kontakt kommen und einer Elektrolytlösung ausgesetzt sind, wobei ein Metall als Anode korrodiert und das andere als Kathode fungiert. Die Korrosionsrate ist zwischen Metallen mit einem erheblichen elektrochemischen Potenzialunterschied höher.
Verhütung: Vermeiden Sie den direkten Kontakt zwischen verschiedenen Metallen oder isolieren Sie diese durch elektrisch isolierende Materialien.
Verwenden Sie ähnliche Metalle: Stellen Sie sicher, dass die verbundenen Metalle ein ähnliches elektrochemisches Potenzial aufweisen, um die Korrosionsrate zu verringern.
Mikrobielle Korrosion / Biokorrosion
Durch Mikroorganismen (z. B. Bakterien, Pilze) verursachte Korrosion, die häufig in feuchten oder sauerstoffarmen Umgebungen wie Schiffspipelines und Lagertanks auftritt.
Verhütung: Kontrollieren Sie die Wachstumsumgebung von Mikroorganismen, indem Sie beispielsweise Rohrleitungen und Tanks sauber und trocken halten und antimikrobielle Beschichtungen verwenden.
Chemische Behandlung: Verwenden Sie regelmäßig antimikrobielle Mittel oder Desinfektionsmittel, um das Wachstum von Mikroorganismen zu verhindern.
Hochtemperaturkorrosion
Tritt in Umgebungen mit hohen Temperaturen auf, insbesondere wenn Metalle korrosiven Gasen wie Sauerstoff, Sulfiden oder Chloriden ausgesetzt sind, was zu Oxidation oder Sulfatierung führt.
Verhütung: Verwenden Sie hochtemperaturbeständige Legierungen wie Inconel oder Hastelloy und vermeiden Sie übermäßige Temperaturen und den Kontakt mit korrosiven Gasen.
Beschichtungsschutz: Tragen Sie korrosionsbeständige Hochtemperaturbeschichtungen oder metallische Sprühbehandlungen auf.
Oxidationskorrosion
Oxidationskorrosion tritt auf, wenn Metalle mit Sauerstoff reagieren und Oxide bilden. Sie kommt häufig bei Metallen wie Eisen und Aluminium vor. Durch Oxidation von Eisen entsteht Rost, während Edelstahl und Aluminiumlegierungen schützende Oxidschichten bilden.
Verhütung: Verwenden Sie Antioxidationsbeschichtungen oder Passivierungsbehandlungen (Bildung schützender Oxidfilme auf Metalloberflächen).
Materialauswahl: Wählen Sie Materialien mit hoher Oxidationsbeständigkeit, wie etwa Aluminium oder Chrom.
Trocken-Nass-Korrosion
Trocken-Nass-Korrosion tritt in feuchten Umgebungen auf, in denen Metalle, die Sauerstoff, Wasser oder Dampf ausgesetzt sind, korrodieren.
Verhütung: Vermeiden Sie, Metalle feuchten oder nassen Umgebungen auszusetzen und verwenden Sie korrosionsbeständige Beschichtungen oder Farben, um Wasser fernzuhalten.
Lüften und Trocknen: Verbessern Sie die Arbeitsumgebung, indem Sie für Trockenheit sorgen, insbesondere in feuchten Meeres- oder Untergrundumgebungen.
Abschließend
Jede Korrosionsart hat ihren spezifischen Mechanismus und ihre spezifischen Umgebungsbedingungen, sodass Korrosionsschutzmaßnahmen in industriellen Anwendungen entsprechend angepasst werden müssen. Im Allgemeinen liegt der Schlüssel zur Vermeidung von Korrosion in der Auswahl geeigneter Materialien, der Durchführung regelmäßiger Wartungen und Inspektionen sowie der Anwendung wirksamer Schutzmaßnahmen wie Beschichtungen, kathodischem Schutz und geeigneten Wärmebehandlungen.
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