Korrosion

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Rostende Eisenbahnschienen

Korrosion (von lateinisch corrodere ‚zersetzen‘, ‚zerfressen‘, ‚zernagen‘) ist aus technischer Sicht die Reaktion eines Werkstoffs mit seiner Umgebung, die eine messbare Veränderung des Werkstoffs bewirkt und zu einer Beeinträchtigung der Funktion eines Bauteils oder Systems führen kann. Eine durch Lebewesen verursachte Korrosion wird als Biokorrosion bezeichnet.

In der Geologie versteht man unter Korrosion die Zersetzung von Gesteinen durch Einwirkung von Wasser. Solche Verwitterungsprozesse spielen auch bei Gebäuden eine Rolle. In der Medizin bezeichnet die Korrosion die Zersetzung von Geweben. Bei Metallen ist vor allem chemische Korrosion von Bedeutung (DIN EN ISO 8044; ehemals DIN 50900). Die wohl bekannteste Art von chemischer Korrosion bei Metallen ist das Rosten, also die Oxidation von Eisen.

Chemie[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In der Chemie bezeichnet Korrosion die chemische Reaktion oder eine elektrochemische Reaktion eines meist metallischen Werkstoffes mit Stoffen aus seiner Umgebung in einem Korrosionselement, wobei eine messbare Veränderung am Werkstoff eintritt, meist eine Änderung der Farbe sowie oft eine negative Veränderung der sonstigen Oberflächeneigenschaften. In bestimmten Fällen kommt es zu einer Massenzunahme am Metall.

Hauptarten der chemischen Korrosion sind dabei:

Die wichtigste elektrochemische Korrosion ist die Bimetallkorrosion beim Kontakt unterschiedlicher Metalle.

Korrosion (Beispiele)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Technik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Definition[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Begriff der Korrosion ist in der DIN EN ISO 8044 (früher DIN 50900) wie folgt definiert: „Korrosion ist die Reaktion eines metallischen Werkstoffs mit seiner Umgebung, die eine messbare Veränderung des Werkstoffs bewirkt (Korrosionserscheinung) und zur Beeinträchtigung der Funktion eines Bauteiles oder eines ganzen Systems (Korrosionsschaden) führen kann. In den meisten Fällen ist diese Reaktion elektrochemischer Natur, in einigen Fällen kann sie jedoch auch chemischer oder metallphysikalischer Natur sein.“

Korrosionsrate[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Korrosionsrate oder Abtragsrate gibt die Geschwindigkeit der Materialveränderung bzw. des Materialabtrags an. Sie wird in Millimeter je Jahr (mm/a), im angelsächsischen Bereich in mils/year (tausendstel Inch je Jahr) angegeben. Unter standardisierten Bedingungen charakterisiert sie bei metallischen Werkstoffen die Anfälligkeit für Korrosion. Die Geschwindigkeit der Korrosionsreaktion hängt von den Konzentrationen der beteiligten Stoffe (beispielsweise Sauerstoff, Wasser, Chlor), dem pH-Wert, der Temperatur und weiteren Parametern ab. Je nach Bedingungen treten zudem unterschiedliche Formen der Korrosion auf. Die Korrosionsrate ist daher stark vom Standort abhängig [1] und kann im Bereich von zwei Größenordnungen schwanken. Daher sind die folgenden Zahlen nur als grobe Richtwerte zu sehen. Für rostfreie Stähle liegt die Rate bei unter 0,001 mm/Jahr, bei Aluminium im einstelligen Tausendstel Bereich und bei niedrig legierten Stählen im Bereich von mehreren Zehntel Millimetern pro Jahr [2].

Korrosive Mittel[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Sind die Stoffe, die das Bauteil umgeben, auf den Werkstoff einwirken und die Korrosion verursachen, z. B. die Raumluft, Freiluftatmosphäre mit oder ohne Industrieverschmutzung, Meeres-Atmosphäre, Süß- und Salzwasser, Erdboden oder Chemikalien.

Arten der Korrosion[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Initiierung der Lochkorrosion
Hochtemperatur-Schwefelkorrosion an einem 12 CrMo 19 5 PI-Stutzen

Korrosionsarten werden nach Material, Ursache und Erscheinungsbild unterschieden. Die Norm definiert 36 verschiedene Korrosionsarten.

In der Technik werden neben werkstoffbasierter Korrosion weitere Arten der Korrosion anhand des Ortes ihres Auftretens unterschieden:

Andere Arten der Korrosion:

Korrosionsschutz[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ein passiver Korrosionsschutz verhindert den Kontakt des zu schützenden Materials mit dem Korrosionsmedium durch Abschirmung, während bei einem aktiven Schutz die vollständige Trennung von Material und korrosivem Medium nicht erforderlich ist.

Aktiver Schutz

Passiver Schutz

Feuerverzinkte geschraubte Stahlbaukonstruktion
  • Feuerverzinken
  • Schutzanstrich bzw. Schutzbeschichtung mit entsprechender Vorbehandlung oder unter Verwendung von Haftvermittlern
  • Sonstiger organischer Transportschutz: Fette, Wachse, fluoriertes Polyurethan (FPU)
  • Anorganischer nichtmetallischer Schutz: Passivierung, Oxide, Glas, insbesondere Borosilikatglas
  • Anorganischer metallischer Schutz: Hämatit (Eisenglimmer), Zink, Aluminium
  • Konstruktive Maßnahmen: durchgehend schweißen etc.
  • Unterschiedliche Metalle nicht in direktem Kontakt verbauen, z. B. keine Chrom- oder Aluminiumzierteile direkt auf Stahl; Kfz-Nummernschilder mit Kunststoffzwischenlage montieren
  • An gefährdeten Stellen Wasserabläufe vorsehen (z. B. in Autotüren)
  • Hohlraumversiegelung
  • Relais mit Schutzgas-Füllung, Reed-Relais
  • Elektrolytisches Vergolden, z. B. in der Zahntechnik[3]
  • Luftfilterung und Überdruckbelüftung von Gehäusen und Schaltschränken, z. B. durch chemisorptive Filter, zur Elimination korrosiver Gase wie H2S

Hinweis: Durch Feuerverzinken entsteht sowohl ein passiver als auch ein aktiver Korrosionsschutz.

Bauten: Korrosion von Gestein[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In der Geologie ist Korrosion die zersetzende chemische Verwitterung von Gesteinen durch verschiedene in Wasser gelöste Agentien (siehe auch → Mischungskorrosion). Auch bei Bauten tritt eine solche Korrosion auf, dort oft Steinfraß genannt. Wie das Wort Verwitterung andeutet, spielt dabei die Witterung oder vielmehr das regionale Klima eine große Rolle. Durch konstruktive Maßnahmen kann Korrosion an steinernen Bauteilen verringert werden, z. B. durch

  • Verwendung solider Materialien,
  • Tropfkanten,
  • überstehende Dachkanten zum Schutz der Fassaden,
  • Pflege,
  • Vermeidung von Bewuchs,
  • Vorbeugung von Hochwasser- und Grundwasser­schäden,
  • Vermeidung von Baumbepflanzung oberhalb von Abwasserleitungen.

Medizin: Korrosion von Gewebe[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In der Medizin versteht man unter „Korrosion“ die Zerstörung von tierischem Gewebe, die durch eine Entzündung oder ätzende Mittel hervorgerufen wird.

Andererseits spielt auch die Korrosion von Metallen in der Implantologie und der Zahnmedizin eine Rolle. Das vielseitige klinische Erscheinungsbild wird als Metallose bezeichnet und ist in den Anfängen meist symptomlos.[4]

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Corrosion Rate Website der American Galvanizers Association. Abgerufen am 2. Januar 2016.
  2. Metals for Corrosion Resistance: Part II – Catherine Houska Website des Nickel Institute. Abgerufen am 2. Januar 2016.
  3. Klaus Müller: Vier Jahre Erfahrungen mit EF-NE-NEM-Legierungen. In: Zahnärztliche Praxis, Heft 4 S. 130–132, 36. Jahr, 12. April 1984.
  4. Klaus Müller: Kleines Handbuch der oralen Implantologie, Kap. 16: Zur klinischen Relevanz der Metallose, S. 137–143, ISBN 3-9800176-2-1.

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Helmut Kaesche: Die Korrosion der Metalle – Physikalisch-chemische Prinzipien und aktuelle Probleme. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York 1979, ISBN 3-540-08881-4.
  • Fonds der Chemischen Industrie: Korrosion / Korrosionsschutz, Folienserie und Textheft Nr. 8, Frankfurt am Main 1994

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Korrosion – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
 Wiktionary: Korrosion – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen