Korrosionsschutz

Korrosionsschutz 

Korrosionsschutz beschreibt Maßnahmen zur Vermeidung von Schäden durch Korrosion an metallischen Bauteilen. Ziel ist es, die Geschwindigkeit des korrosiven Angriffs zu verringern oder ganz zu vermeiden und das Bauteil während eines bestimmten Zeitraums oder seiner Lebensdauer vor Schäden zu bewahren.  
 

Was ist Korrosion?

Korrosion ist ein natürlicher, elektrochemischer oder chemischer Prozess, bei dem Materialien, insbesondere Metalle, durch Reaktionen mit ihrer Umgebung abgebaut oder zersetzt werden. Diese Reaktionen führen zu einer Veränderung der physikalischen und chemischen Eigenschaften des Materials, was letztlich seine strukturelle Integrität und Funktionalität beeinträchtigen kann. Korrosion kann verschiedene Formen annehmen, einschließlich Rostbildung bei Eisen, Stahl und Kupfer sowie Lochfraß, interkristalline Korrosion und Spannungsrisskorrosion. 
 

Wer ist besonders von Korrosion betroffen?

Von Korrosion sind vor allem Eisen, Stahl und andere Metalle betroffen, die ohne Schutz langfristig an Stabilität verlieren. Auch Kupfer und andere unedle Metalle können korrodieren – insbesondere in feuchten Umgebungen oder bei Kontakt mit chemischen Substanzen.
 

Häufige Ursachen für Korrosion

Feuchtigkeit und Sauerstoff: Ein klassisches Beispiel für Korrosion ist die Rostbildung bei Eisen, Kupfer oder Stahl. Wenn diese Metalle Feuchtigkeit und Sauerstoff ausgesetzt sind, reagieren sie und bilden Eisenoxid (Rost), das porös und schwach ist und die metallische Struktur zerstört. 

Chemische Substanzen: Säuren, Laugen und Salze können chemische Reaktionen hervorrufen, die zur Korrosion führen. 

Elektrochemische Reaktionen: Diese treten häufig bei Metallen auf, die in einem Elektrolyten (z.B. Salzwasser) miteinander verbunden sind, was zu galvanischer Korrosion führen kann. 

Umwelteinflüsse: Neben elektrochemischen Reaktionen spielen auch Umwelteinflüsse wie Schadstoffe und Temperaturschwankungen eine Rolle. Sie schädigen die Oberfläche der Materialien, beschleunigen den Abbauprozess und führen zu Korrosion. 
 

Warum ist Korrosionsschutz wichtig?  

Korrosionsschutz ist essenziell, um die Lebensdauer metallischer Bauteile zu verlängern und ihre vollständige Funktionalität zu gewährleisten. Insbesondere bei Stahl und Eisen führt Korrosion zu strukturellen Schäden, die hohe Reparatur- und Ersatzkosten verursachen können. Schutzmaßnahmen wie Beschichtungen oder der Einsatz von Zink und Magnesium reduzieren das Risiko erheblich. Mit einem geeigneten Korrosionsschutz profitieren Unternehmen zudem von einem verbesserten Ressourcenschutz und nachhaltiger Nutzung ihrer Materialien. 
 

Arten von Korrosionsschutz

Es gibt verschiedene Arten des Korrosionsschutzes, die je nach Anwendungsbereich und Art des zu schützenden Materials eingesetzt werden. Grundsätzlich unterscheiden wir aktiven und passiven Korrosionsschutz. Einige Methoden kombinieren beide Ansätze, wie zum Beispiel das Feuerverzinken.  

Der aktive Korrosionsschutz beeinflusst gezielt die chemischen Reaktionen, während der passive Korrosionsschutz durch physische Trennung das Material vor dem korrosiven Medium abschirmt. Bei spezifischen Anwendungen, wie im maritimen Bereich, ist der Einsatz von Opferanoden aus Magnesium oder Zink weit verbreitet, um Eisen oder Stahl vor Salzwasser-Korrosion zu schützen. 

Aktiver Korrosionsschutz

Aktiver Korrosionsschutz bezieht sich auf Methoden, die den Korrosionsprozess durch gezielte technische Maßnahmen direkt beeinflussen. Eine vollständige Trennung von Material und korrosivem Medium ist dabei nicht zwingend erforderlich. 

Beispiele für einen aktiven Korrosionsschutz sind:

• Opferanode: Opferanode ist ein weniger edles Metall, das absichtlich angebracht wird, um korrodieren zu können - das zu schützende Metall wird dadurch vor Korrosion bewahrt. Die Opferanode gibt Elektronen ab und verhindert so, dass das Hauptmetall oxidiert. 

• Kathodischer Schutz: Beim kathodischen Schutz wird das Metall vor Korrosion geschützt, indem entweder Opferanoden wie Zink oder Magnesium eingesetzt werden, die statt des Metalls korrodieren, oder ein elektrischer Strom angelegt wird. Diese Methode kommt häufig in der maritimen Industrie und bei der Lagerung von Eisen- und Stahlbauteilen zum Einsatz. 

• Zinklamellenüberzug: Diese Korrosionsschutzbeschichtung besteht aus dünnen Schichten von Zink- und Aluminiumlamellen, die in einer Bindemittelmatrix eingebettet sind. Sie werden auf das Metall aufgetragen und anschließend gehärtet.  

• Inhibitoren: Chemische Substanzen verlangsamen oder verhindern die Korrosionsrate von Metallen in aggressiven Umgebungen. Sie wirken, indem sie sich auf der Metalloberfläche anlagern und eine schützende Barriere bilden oder durch chemische Reaktionen die korrosiven Eigenschaften der Umgebung reduzieren.  

• Feuerverzinken: Feuerverzinken ist ein Verfahren des Korrosionsschutzes, bei dem Stahl oder Eisen durch Eintauchen in flüssiges Zink bei etwa 450 °C mit einer Zinkschicht überzogen wird. Diese Schicht schützt das Metall vor Korrosion, indem sie eine physische Barriere bildet und als Opferanode fungiert. 

Passiver Korrosionsschutz

Passiver Korrosionsschutz umfasst das Aufbringen verschiedener Materialien auf den Werkstoff, wodurch eine schützende Schicht entsteht. Das Material wird vor dem Kontakt mit korrosiven Medien vollständig abgeschirmt und schützt ihn so vor korrodierenden Einflüssen.  

Beispiele für einen passiven Korrosionsschutz sind:

• Schutzanstriche oder Schutzbeschichtungen: Spezielle Materialien werden auf Metalloberflächen aufgetragen, um sie vor korrosiven Einflüssen zu schützen. Die Beschichtungen bilden eine physische Barriere zwischen dem Metall und seiner Umgebung, die korrosionsbildende Substanzen fernhält.  

• Fette, Wachse oder Öle: Sie bilden eine schützende Barriere auf der Metalloberfläche. Die Substanzen dringen in mikroskopisch kleine Ritzen und Poren des Metalls ein und verhindern so den direkten Kontakt mit Luft und Feuchtigkeit, die für Korrosion verantwortlich sind.  

• Passivierung: Bei diesem Verfahren wird die Metalloberfläche durch die Bildung einer stabilen Passivschicht vor Korrosion geschützt. Diese bildet sich spontan auf bestimmten Metallen wie Edelstahl oder Aluminium und reduziert deren Reaktivität gegenüber aggressiven Umgebungen.  

• Metallischer Schutz (etwa mit Zink oder Aluminium): Eine schützende Schicht der genannten Materialien wird auf die Metalloberfläche aufgebracht. Sie bildet eine physikalische Barriere, die das darunterliegende Metall vor Korrosion durch Feuchtigkeit, Sauerstoff und andere korrosive Einflüsse schützt.  

• Feuerverzinken: Feuerverzinken ist ein Verfahren des Korrosionsschutzes, bei dem Stahl oder Eisen durch Eintauchen in flüssiges Zink bei etwa 450 °C mit einer Zinkschicht überzogen wird. Diese Schicht schützt das Metall vor Korrosion, indem sie eine physische Barriere bildet und als Opferanode fungiert. 

Weitere Ansätze beim Korrosionsschutz  

In der Praxis unterscheiden Experten und Unternehmen oft zwischen temporärem und permanentem Korrosionsschutz.

Temporärer Korrosionsschutz

Ein temporärer Korrosionsschutz sichert Bauteile für einen begrenzten Zeitraum von einigen Tagen bis zu maximal zwei Jahren. Dieser Korrosionsschutz ist in der Regel passiv und wird häufig beim Transport und der Lagerung von Bauteilen und Werkstücken angewendet, besonders bei empfindlichen Materialien wie Stahl oder Kupfer. Vor der Weiterverarbeitung oder Nutzung wird er entfernt. Besonders geeignet sind Produkte auf Öl- oder Wachsbasis. 

Permanenter Korrosionsschutz

Permanenter Korrosionsschutz zielt darauf ab, Bauteile über einen langen Zeitraum – oft mehrere Jahre oder Jahrzehnte – vor Korrosion zu bewahren. Dieser Korrosionsschutz besteht aus mehreren aufeinander aufbauenden Schichten. In der Regel beginnt man mit einer aktiven Korrosionsschutzschicht, gefolgt von weiteren passiven Schichten. Einmal aufgebracht, ist der permanente Korrosionsschutz nicht mehr entfernbar. Als Erstschicht sind besonders gut metallhaltige Lacksysteme mit kathodischem Korrosionsschutz geeignet. Je nach Anforderung können weitere Lackschichten hinzugefügt werden. 
 

Normen und Prüfungen beim Korrosionsschutz

Für die Ausführung und Beurteilung von Korrosionsschutzmaßnahmen existieren entsprechende Normen.

• Im Bereich des permanenten Korrosionsschutzes von Bauteilen liefert die DIN EN ISO 12944 Definitionen für Umgebungsbedingungen sowie Mindestanforderungen an den Korrosionsschutz in verschiedenen Klassen.  

• Bei feuerverzinkten Teilen regelt die DIN EN ISO 1461 in Abschnitt 6.3 die Ausbesserung von Fehlstellen.  

• Eine der bedeutendsten Normen für Korrosionsschutzprodukte ist der Salzsprühnebeltest gemäß DIN EN ISO 9227. Dieser Test dient als Grundlage für die Einteilung des Korrosionsschutzes nach DIN EN ISO 12944. Er simuliert korrosive Umgebungen und bewertet die Wirksamkeit von Beschichtungen und Schutzsystemen. Insbesondere bei kathodischem Korrosionsschutz ist die Einhaltung solcher Normen entscheidend, um langfristige Sicherheit und Zuverlässigkeit der Bauteile zu garantieren. 

• Zusätzlich unterliegen lackbasierte Korrosionsschutzprodukte weiteren Prüfungen, die die Beanspruchung der Beschichtung durch Biegung oder Beschädigungen berücksichtigen. Schmierstoffe mit speziellen Additiven können metallische Oberflächen vor Feuchtigkeit und aggressiven chemischen Verbindungen schützen, die Korrosion verursachen könnten. 

Häufig gestellte Fragen (FAQ) zum Korrosionsschutz  

1. Welche Rolle spielt Wasser bei der Korrosion?  
Wasser spielt eine entscheidende Rolle bei der Korrosion. Es wirkt als Elektrolyt und ermöglicht den Fluss von Ionen, was die elektrochemischen Reaktionen fördert. Insbesondere in feuchter Umgebung oder bei Anwesenheit von Salzen beschleunigt Wasser die Korrosion, indem es Sauerstoff transportiert und die Oxidation von Metallen unterstützt. Zusätzlich kann der pH-Wert und die Temperatur des Wassers den Korrosionsprozess weiter verstärken. 

2. Wie kann man Korrosion verhindern?  
Korrosion kann durch gezielten Korrosionsschutz effektiv verhindert werden, etwa durch das Auftragen von Schutzbeschichtungen wie Lacken oder Zink. Eine weitere Methode ist der kathodische Korrosionsschutz, bei dem Opferanoden oder elektrischer Strom eingesetzt werden, um Metalle wie Stahl, Eisen oder Kupfer zu schützen. Regelmäßige Wartung sowie die Kontrolle von Feuchtigkeit und aggressiven Substanzen wie Salz sind ebenfalls entscheidend, um den Korrosionsschutz langfristig aufrechtzuerhalten. 

3. Wie lange schützt ein Korrosionsschutzmittel?  
Wie lange ein Korrosionsschutz hält, hängt von der Schutzmethode, dem Metall sowie den Umgebungsbedingungen und der Materialbelastung ab. Temporäre Schutzmittel wie Wachse oder Öle bieten einen Schutz für einige Monate bis maximal zwei Jahre. Dauerhafte Lösungen, etwa feuerverzinkte Schichten oder der kathodische Korrosionsschutz mit Anoden, können hingegen Jahrzehnte lang wirksam bleiben. 

4. Wie kann man Stahl vor Korrosion schützen? 
Um Stahl vor Korrosion zu schützen, ist eine effektive Oberflächenbehandlung unerlässlich. Schutzbeschichtungen wie Lacke verhindern den direkten Kontakt mit Feuchtigkeit und Sauerstoff. Der kathodische Korrosionsschutz, bei dem Opferanoden wie Zink oder Magnesium verwendet werden oder elektrischer Strom die Korrosion hemmt, stellt eine weitere Schutzmaßnahme dar. Zudem hilft es, die Oberfläche trocken zu halten, den Kontakt mit Salzwasser oder Chemikalien zu vermeiden und Wasseransammlungen zu verhindern. 
 
5. Was ist kathodischer Korrosionsschutz?  
Kathodischer Korrosionsschutz ist eine effektive Methode, um Metalloberflächen vor Korrosion zu schützen. Dabei werden unedle Materialien wie Zink oder Magnesium als Opferanoden verwendet, die anstelle des Metalls korrodieren. Eine weitere Variante ist der Fremdstrom-kathodische Schutz, bei dem eine externe Stromquelle einen Gleichstrom auf das Metall anlegt, um Korrosionsprozesse zu verhindern. Diese Technik wird häufig in der maritimen Industrie und bei der Lagerung von Eisen- und Stahlbauteilen eingesetzt, um deren Lebensdauer zu verlängern. 

6. Welche Materialien eignen sich besonders gut für den Korrosionsschutz?  
Für den Korrosionsschutz eignen sich besonders Edelstahl, verzinkter Stahl, Aluminium sowie Magnesium- und Zinklegierungen. Edelstahl und verzinkter Stahl bieten ausgezeichneten Schutz vor Rost. Aluminium entwickelt eine natürliche Oxidschicht, die Korrosion verhindert. Magnesium- oder Zinklegierungen werden häufig als Opferanoden im kathodischen Korrosionsschutz eingesetzt. Zudem können Kunststoffe und spezielle Beschichtungen wie Lacke oder Pulverbeschichtungen zusätzlichen Schutz bieten. 

7. Kann man Rost dauerhaft versiegeln?  
Ja, Rost kann versiegelt werden. Die Oberfläche des Materials - wie Eisen, Stahl, Kupfer und andere Metalle - sollte vorher gründlich gereinigt werden. Durch Auftragen spezieller Rostumwandler oder Versiegelungen lässt sich die Rostschicht stabilisieren und verhindern, dass Feuchtigkeit und Sauerstoff weiteren Schaden anrichten. Für einen zusätzlichen Schutz empfiehlt sich eine Beschichtung mit Lack, Wachs oder speziellen Korrosionsschutzmitteln.