Korrodiert Edelstahl?
Obwohl Edelstahl für seine Korrosionsbeständigkeit bekannt ist, ist er nicht völlig immun gegen Rost oder Korrosion.
Die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl beruht auf einer Passivierungsschicht auf seiner Oberfläche, die hauptsächlich aus Chrom (Cr) besteht, das mit Sauerstoff reagiert und eine Chromoxidschicht bildet.
Diese Passivierungsschicht schützt den Stahl vor den meisten korrosiven Substanzen. Unter bestimmten Bedingungen kann Edelstahl jedoch immer noch rosten oder korrodieren.
Häufige Arten von Edelstahlkorrosion
Gleichmäßige Korrosion: Diese Korrosion verteilt sich gleichmäßig über die Oberfläche des Edelstahls und entsteht normalerweise durch langfristige Einwirkung von Säuren oder Salzwasser.
- Lochkorrosion: Tritt auf, wenn korrosive Substanzen, wie beispielsweise Chloridionen, in winzige Defekte auf der Edelstahloberfläche eindringen und kleine Löcher bilden.
- Spannungsrisskorrosion (SCC): Entsteht durch die kombinierte Wirkung von Zugspannung und korrosiver Umgebung, was zur Rissbildung im Material führt.
- Spaltkorrosion: Tritt in abgedichteten oder engen Räumen auf, in denen die Sauerstoffzufuhr beschränkt ist, und führt zu örtlicher Korrosion.
- Interkristalline Korrosion: Wenn Edelstahl auf hohe Temperaturen erhitzt wird, kann die Karbidausscheidung an den Korngrenzen die Korrosionsbeständigkeit in diesen Bereichen verringern.
Korrosionsermüdung: Dies geschieht, wenn Edelstahl in einer korrosiven Umgebung wiederholten Spannungszyklen ausgesetzt ist, wodurch Ermüdungsrisse entstehen.
Ursachen für Edelstahlkorrosion
Chloridumgebungen (Chloridionen): Chloride (z. B. Seewasser, Salzwasser, chlorhaltige Reiniger) sind eine häufige Ursache für Korrosion. Chloridionen können die Passivierungsschicht auf der Oberfläche zerstören, was zu lokaler Korrosion führt.
Umgebungen mit hohen Temperaturen: In Umgebungen mit hohen Temperaturen kann die Passivierungsschicht auf Edelstahl dünner werden, was die Korrosion beschleunigt. Insbesondere über 800 °C neigen bestimmte Edelstahlsorten zu intergranularer Korrosion, die an den Korngrenzen auftritt und zu Versprödung führt.
Langfristige Einwirkung von sauren oder alkalischen Lösungen: Obwohl Edelstahl gegen die meisten säurehaltigen Substanzen beständig ist, kann er in hochkonzentrierten starken Säuren oder Basen dennoch korrodieren. Beispielsweise können konzentrierte Schwefelsäure, Salzsäure und Flusssäure die Schutzschicht von Edelstahl zerstören.
Umgebungen mit niedrigem Sauerstoffgehalt: Die Passivierungsschicht auf Edelstahl benötigt Sauerstoff, um ihre Integrität zu bewahren. In sauerstoffarmen Umgebungen (z. B. geschlossenen Rohrleitungen oder tiefem Wasser) kann die Passivierungsschicht beschädigt werden, wodurch die Metalloberfläche der Korrosion ausgesetzt wird.
Ungeeignete Legierungsauswahl: Verschiedene Edelstahlsorten weisen unterschiedliche Korrosionsbeständigkeiten auf. Beispielsweise ist Edelstahl 304 für allgemeine Umgebungen geeignet, kann jedoch in Umgebungen mit hohen Chloridkonzentrationen korrodieren. In solchen Fällen bietet Edelstahl 316 (der Molybdän enthält) eine bessere Korrosionsbeständigkeit.
Mechanische Beschädigungen und Verunreinigungen: Wenn die Edelstahloberfläche zerkratzt, abgenutzt oder verunreinigt ist, insbesondere durch Rost oder Metalloxidpartikel, kann die Passivierungsschicht beschädigt werden, was zu lokaler Korrosion führt. Dies wird allgemein als Verschleißkorrosion bezeichnet.
So verhindern Sie Korrosion bei Edelstahl
Aus den oben genannten Ursachen der Edelstahlkorrosion geht klar hervor, dass der Korrosionsmechanismus eng mit der Zerstörung der Passivierungsschicht und ihrer Fähigkeit zur Selbstreparatur zusammenhängt.
Korrosion entsteht durch den kombinierten Einfluss von Umweltfaktoren (z. B. Chloridionen, saure Umgebungen, Sauerstoffkonzentration) und mechanischen Faktoren (z. B. Beanspruchung, Verschleiß).
Die Auswahl des geeigneten Edelstahlmaterials, die Vermeidung rauer Umgebungen, die Durchführung geeigneter Oberflächenbehandlungen und regelmäßige Inspektionen und Wartungen können dazu beitragen, das Korrosionsrisiko zu verringern.
Um Korrosion von Edelstahl zu vermeiden, können folgende Maßnahmen ergriffen werden:
Wählen Sie das richtige Material: Verschiedene Edelstahlsorten bieten unterschiedliche Korrosionsbeständigkeit. Es ist wichtig, das für die Umgebungsbedingungen geeignete Material auszuwählen:
- Edelstahl 316 (der Molybdän enthält) bietet eine bessere Korrosionsbeständigkeit in chloridhaltigen Umgebungen und ist daher für den Einsatz im Meer oder Salzwasser geeignet.
- Edelstahl 304 ist für allgemeine Umgebungen geeignet, kann jedoch in hohen Chloridkonzentrationen oder stark säurehaltigen Umgebungen korrodieren.
Vermeiden Sie den Kontakt mit chloridhaltigen Umgebungen: Chloridionen sind eine der Hauptursachen für Korrosion bei Edelstahl. Vermeiden Sie eine längere Einwirkung von Seewasser, Salzwasser, chlorhaltigen Reinigungsmitteln oder anderen chloridhaltigen Substanzen. Wenn dies nicht zu vermeiden ist, wählen Sie Legierungen mit höherer Korrosionsbeständigkeit, wie z. B. Edelstahl 316.
Regelmäßige Reinigung und Wartung: Die Ansammlung von Schmutz, Fett oder korrosiven Substanzen auf der Oberfläche von Edelstahl kann dessen Schutzschicht beschädigen. Reinigen Sie die Oberfläche regelmäßig, um Verunreinigungen zu entfernen und Korrosion vorzubeugen. Verwenden Sie nicht korrosive, milde Reinigungsmittel und vermeiden Sie beim Reinigen starke Säuren oder Basen.
Sauerstoffversorgung sicherstellen: Die Passivierungsschicht auf Edelstahl benötigt Sauerstoff, um intakt zu bleiben. Vermeiden Sie es, Edelstahl in sauerstoffarmen Umgebungen zu platzieren. Sorgen Sie beispielsweise für eine ausreichende Sauerstoffversorgung in geschlossenen Rohrleitungen oder Tiefseeumgebungen oder überprüfen Sie regelmäßig den Sauerstoffgehalt in abgedichteten Räumen.
Vermeiden Sie Umgebungen mit hohen Temperaturen: Hohe Temperaturen (insbesondere über 800 °C) können die Passivierungsschicht auf Edelstahl zerstören, was zu interkristalliner Korrosion oder anderen Korrosionsarten führen kann. Vermeiden Sie es, Edelstahl übermäßig hohen Temperaturen auszusetzen, insbesondere bei lang anhaltender Erhitzung.
Mechanische Schäden vermeiden: Mechanische Beschädigungen (z. B. Kratzer oder Abnutzung) können die schützende Passivierungsschicht zerstören und so die Korrosionsgefahr erhöhen. Verwenden Sie geeignete Werkzeuge und Methoden, um Schäden an Edelstahloberflächen zu vermeiden. Erwägen Sie für schadensanfällige Bereiche den Einsatz von Schutzbeschichtungen oder anderen vorbeugenden Maßnahmen.
Verwenden Sie geeignete Oberflächenbehandlungen: Oberflächenbehandlungen wie Polieren oder Passivieren können die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl verbessern. Eine Passivierungsbehandlung kann die Passivierungsschicht verbessern und so die Korrosionsbeständigkeit erhöhen. Bei Edelstahl, der extremen Umgebungen ausgesetzt ist, können zusätzliche Oberflächenschutzmethoden wie Korrosionsschutzbeschichtungen angewendet werden.
Vermeiden Sie den Kontakt mit Eisenprodukten: Edelstahl wird leicht durch Rost aus eisenhaltigen Materialien verunreinigt. Rostpartikel können an der Edelstahloberfläche haften bleiben und die Passivierungsschicht beschädigen, was zu Korrosion führt. Vermeiden Sie bei der Verwendung oder Lagerung von Edelstahl den Kontakt mit Eisenprodukten, insbesondere in feuchten Umgebungen.
Verwenden Sie geeignete Schweißtechniken: Beim Schweißen können hohe Temperaturen die Passivierungsschicht zerstören, was zu Korrosion in den Schweißbereichen führt. Durch die Verwendung geeigneter Schweißmaterialien und -techniken (z. B. Niedertemperaturschweißen, Vermeidung von Überhitzung) kann das Korrosionsrisiko in Schweißbereichen verringert werden.
Spaltkorrosion vorbeugen: Spaltkorrosion tritt typischerweise in abgedichteten Bereichen auf, wie Flanschverbindungen oder Rohrverbindungen, wo die Sauerstoffzufuhr begrenzt ist, was die Korrosion beschleunigt. Überprüfen Sie diese Bereiche regelmäßig und sorgen Sie für ordnungsgemäße Abdichtungen oder verwenden Sie spezielle Materialien (z. B. Flansche mit Dichtungsringen), um das Risiko von Spaltkorrosion zu verringern.
Abschluss
Durch die Auswahl des geeigneten Edelstahlmaterials, regelmäßige Wartung, Vermeidung des Kontakts mit korrosiven Substanzen, Aufrechterhaltung optimaler Umgebungsbedingungen (wie Sauerstoff und Temperatur) und Anwendung geeigneter Oberflächenbehandlungen kann das Risiko einer Edelstahlkorrosion wirksam minimiert werden.
Weitere Ressourcen:
Welche Formen der Korrosion können bei rostfreiem Stahl auftreten?
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