Korrosionsschutz – Bedeutung, Arten und Anwendung

Bei der Korrosion handelt es sich um einen Prozess, bei dem ein Werkstoff mit seiner Umgebung reagiert und sich dadurch messbar verändert. Diese Veränderung geht häufig mit einer Beeinträchtigung der Funktion des jeweiligen Werkstoffes einher. Korrosionsschutz hat das Ziel, diesen schädlichen Prozess zu verhindern oder ihn zumindest hinauszuzögern. Was ist Korrosionsschutz genau? Welche Arten gibt es und warum ist er so wichtig? Als Experten für Metallverarbeitung München kennen wir uns in dem Bereich bestens aus und verraten Ihnen im folgenden Beitrag alles, was Sie über Korrosionsschutz wissen müssen.

Was ist Korrosionsschutz?

Unter dem Begriff Korrosionsschutz versteht man den Schutz von Werkstoffen, Bauteilen und Anlagen – insbesondere aus Metallen – vor Korrosion. Korrosion bezeichnet eine chemische Reaktion, bei der Metalle durch Wechselwirkungen mit ihrer Umgebung Schaden nehmen. Der Korrosionsschutz hat das Ziel, diese Reaktion zu verhindern oder zu verlangsamen, um die strukturelle Stabilität und Funktionsfähigkeit der Materialien zu erhalten. Typische Methoden des Korrosionsschutzes sind zum Beispiel die Verwendung von Beschichtungen oder Farben, kathodischer Schutz oder auch die Verwendung von korrosionsbeständigen Materialien.

Grundsätzlich unterscheidet man zwischen zwei Arten: dem aktiven und dem passiven Korrosionsschutz. Diese werden im Folgenden genauer definiert.

Aktiver vs. passiver Korrosionsschutz – wo liegt der Unterschied?

1. Aktiver Korrosionsschutz

Von aktivem Korrosionsschutz ist die Rede, wenn es um die direkte Beeinflussung und Blockierung der Reaktionsabläufe geht. Dazu gehören alle Schutzbehandlungen von Metalloberflächen, die aktiv korrosionshemmend wirken. Aktiver Korrosionsschutz zielt demnach darauf ab, die chemischen Prozesse, die zur Korrosion führen, gezielt zu unterbrechen oder zu verlangsamen. Dabei werden spezielle Verfahren eingesetzt, um die Metalloberflächen vor schädigenden Einflüssen zu schützen.

Beispiele hierfür sind die Anwendung von Inhibitoren, die in den Korrosionsprozess eingreifen und ihn blockieren können, und das Entfernen von Stoffen, die die Korrosion fördern. Eine weitere Methode ist der aktive kathodische Korrosionsschutz, bei dem unedlere Schichten – sogenannte Opferanoden – dafür zuständig sind, das jeweilige Bauteil zu schützen. Die Schicht löst sich bevorzugt auf, so dass die Funktion des Werkstückes so lange wie möglich erhalten bleibt. Als Beispiel hierfür lässt sich die Verzinkung von Stahl nennen.

Eine weitere Methode besteht im Fremdstromschutz. Durch Anlegen einer externen elektrischen Spannung wird das zu schützende Metall zur Kathode, was Korrosion verhindert. Dies wird oft bei Pipelines und großen Stahlkonstruktionen eingesetzt.

2. Passiver Korrosionsschutz

Der passive Korrosionsschutz zielt darauf ab, die Metalloberfläche zu isolieren und vor korrosiven Einflüssen aus der Umgebung zu schützen. Dies kann auf verschiedene Arten erfolgen, zum Beispiel durch das Auftragen einer Schutzschicht oder eines Beschichtungsmaterials, das verhindert, dass korrosive Substanzen das Metall erreichen. Dabei kommen Werkstoffe zum Einsatz, die eine stabile und selbstheilende Oxidschicht bilden können. Besonders beliebt ist in diesem Zusammenhang die Gruppe der Edelstähle, die eine dünne, aber äußerst stabile und haftende Chromoxidschicht ausbilden, welche als Barriere gegen aggressive Umwelteinflüsse dient. Weitere Methoden des passiven Korrosionsschutzes umfassen den Einsatz von Korrosionsschutzfarben, Lacken sowie korrosionsbeständigen Metalllegierungen.

Materialien für den Korrosionsschutz

Materialien, die für den Korrosionsschutz zuständig sind, können vielfältig sein. Bei der Wahl des passenden Materials geht es vor allem darum, woraus das zu schützende Bauteil besteht, wie hoch die Korrosionsgefahr ist und welche technischen und wirtschaftlichen Anforderungen gegeben sind. Auch Kosten und Umweltauswirkungen spielen eine Rolle. Hier ein paar Beispiele:

• Aluminium: Aluminium eignet sich als Korrosionsschutz, da das Material eine hohe Beständigkeit gegen Korrosion und Oxidation bietet. Denn es ist dazu in der Lage, eine natürliche, extrem widerstandsfähige Oxidschicht zu bilden.
• Edelstahl: Edelstahl wird häufig als Korrosionsschutz für Stahl verwendet. Die Zugabe von Chrom und Nickel ermöglicht die Bildung einer passiven, selbstheilenden Oxidschicht.
• Zink: Wie bereits erwähnt, gilt die Verzinkung von Stahl als klassische Methode des aktiven Korrosionsschutzes. Zink verfügt über eine sehr günstige Standardpotenzialdifferenz und ist dadurch dazu in der Lage, auf der Stahloberfläche eine sehr widerstandsfähige Schicht zu bilden. Diese eignet sich hervorragend als wirksamer Schutz vor Korrosion.
• Farben und Lacke: Farben und Lacke bilden eine physische Barriere und verhindern so das Eindringen von Feuchtigkeit und Sauerstoff. Dadurch ergibt sich eine sehr wirksame Methode zum Schutz von Oberflächen.

Anwendung und Beispiele für Korrosionsschutz

Korrosionsschutz findet in den unterschiedlichsten Industrien Anwendung und verbessert sowohl die Sicherheit als auch die Lebensdauer von Produkten und Konstruktionen erheblich.

Beispiele für diese Industrien sind:

Erdöl- und Erdgas-Pipelines

Pipelines, die Öl oder Gas über weite Strecken transportieren, sind besonders korrosionsanfällig, da sie häufig in feuchten Böden verlegt sind. Hier kommt der kathodische Korrosionsschutz (KKS) zum Einsatz. Beispielsweise werden bei Erdöl-Pipelines in regelmäßigen Abständen Fremdstrom-Anoden im Boden versenkt. Diese Anoden erzeugen eine Spannung, die die Pipeline zur Kathode macht und sie so vor der Korrosion durch den umgebenden Boden schützt. Ohne diesen Schutz würden die Pipelines rosten und auslaufen, was zu enormen Umweltschäden führen könnte.

Schiffs- und Offshore-Plattformen

Schiffe und Offshore-Plattformen sind ständig dem Kontakt mit salzhaltigem Meerwasser ausgesetzt, das äußerst korrosiv wirkt. Um diese Strukturen zu schützen, wird der kathodische Korrosionsschutz mit Opferanoden eingesetzt. An Schiffsrümpfen und den Unterwasserstrukturen von Offshore-Plattformen werden unedlere Metalle wie Zink oder Magnesium angebracht. Diese Opferanoden korrodieren statt des Stahls und müssen regelmäßig ausgetauscht werden, um den Schutz aufrechtzuerhalten. Gleichzeitig werden Schiffsstrukturen oft mit korrosionsbeständigen Beschichtungen und Lacken versehen, um die Lebensdauer zu verlängern.

Brückenbau

Auch Stahlbrücken, die ständig den Witterungsbedingungen ausgesetzt sind, müssen vor Korrosion geschützt werden. Nur so kann strukturelle Integrität gewährleistet werden. Hier kommt unter anderem die Verzinkung von Stahlteilen oder auch die Verwendung von Farben und Lacken zum Einsatz. Als Beispiel lässt sich die Golden Gate Bridge nennen, die regelmäßig neu gestrichen wird, um den Korrosionsschutz zu erneuern und zu verhindern, dass die salzige Luft des Pazifiks den Stahl angreift.

Automobilindustrie

Der Korrosionsschutz beim Auto ist besonders wichtig, um Fahrzeuge vor Rost zu schützen. Verzinkte Stahlkarosserien sind üblich, um Rostbildung durch Kontakt mit Wasser und Streusalz zu verhindern. Zusätzlich wird eine E-Lackierung aufgetragen, bei der das Auto in ein Bad aus Korrosionsschutzfarbe getaucht und elektrisch aufgeladen wird, um eine gleichmäßige Beschichtung aller Teile zu gewährleisten. Ein typisches Beispiel für den Korrosionsschutz in der Automobilindustrie ist die Verzinkung und Lackierung der Unterbodenteile, die stark belastet sind.

Trinkwasserleitungen

Trinkwasserleitungen aus Metall, insbesondere aus Stahl oder Gusseisen, benötigen einen Korrosionsschutz, um eine lange Lebensdauer zu gewährleisten und die Wasserqualität zu erhalten. Hier wird oft eine Kombination aus kathodischem Korrosionsschutz und Innenbeschichtung verwendet. Die Innenwände der Leitungen werden mit einem Schutzmaterial wie Epoxidharz beschichtet, um den Kontakt zwischen dem Metall und dem Wasser zu minimieren und Rostbildung zu verhindern.

Gebäudebau

Im Bauwesen wird Korrosionsschutz häufig bei Stahlbewehrungen in Beton verwendet. Da Beton porös ist, kann Feuchtigkeit eindringen und die eingebetteten Stahlträger korrodieren lassen. Um dies zu verhindern, werden korrosionsbeständige Bewehrungsstähle verwendet oder der Beton wird mit speziellen Additiven behandelt. Ein weiteres Beispiel ist der Einsatz von Korrosionsschutzfarben auf Balkonen und anderen Metallteilen von Gebäuden, um Rostbildung zu verhindern.

Flugzeugbau

Im Flugzeugbau spielt der Korrosionsschutz eine entscheidende Rolle, da Flugzeuge extremen Temperaturunterschieden, Feuchtigkeit und chemischen Einflüssen wie Enteisungsmitteln ausgesetzt sind. Aluminiumlegierungen, die eine natürliche, schützende Oxidschicht bilden, werden häufig verwendet. Zudem kommen schützende Lackierungen und Versiegelungen an besonders beanspruchten Stellen zum Einsatz, um die strukturelle Integrität des Flugzeugs langfristig zu sichern.

Windkraftanlagen

Windkraftanlagen, insbesondere die Offshore-Windparks, sind extremen Bedingungen ausgesetzt. Wind, Wasser, Salz und UV-Strahlung wirken korrosiv auf die Metallteile der Anlagen. Um die Lebensdauer dieser Strukturen zu gewährleisten, werden verschiedene Korrosionsschutzmaßnahmen eingesetzt. Die Stahltürme werden oft mit korrosionsbeständigen Legierungen oder Speziallacken beschichtet. Zusätzlich wird bei Offshore-Anlagen auch der kathodische Korrosionsschutz genutzt, um die Fundamente im Wasser zu schützen.

Korrosionsschutz – Fazit

Korrosionsschutz bezeichnet den Schutz von Bauteilen oder Werkstücken vor Korrosion, also einer chemischen Reaktion, bei der Metalle durch Wechselwirkungen mit ihrer Umgebung Schaden nehmen. Grundsätzlich kann man zwischen dem passiven Korrosionsschutz und dem aktiven Korrosionsschutz unterscheiden. Beim aktiven Korrosionsschutz geht es im Wesentlichen um die direkte Beeinflussung und Blockierung der Reaktionsabläufe. Passiver Korrosionsschutz zielt darauf ab, die jeweilige Oberfläche zu isolieren und zu schützen. Materialien, die bei beiden Arten zum Einsatz kommen sind zum Beispiel Aluminium, Zink, Edelstahl und Farben und Lacke. Anwendung findet der Korrosionsschutz unter anderem beim Brücken- und Gebäudebau, in der Automobilindustrie oder auch bei Erdöl- und Erdgas-Pipelines.

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