AKTIVER KORROSIONSSCHUTZ

Dass es sich beim aktiven Korrosionsschutz um eine Methode handelt, die Metall und andere Werkstoffe vor Korrosion schützt, ist noch leicht nachvollziehbar. Doch wo genau liegen die Unterschiede zum passiven Korrosionsschutz? Was hat Strom damit zu tun? Und was soll kathodischer Korrosionsschutz in diesem Zusammenhang bedeuten? Werfen wir zunächst einen Blick auf die zugrundeliegenden Prinzipien.
 

Aktiver Korrosionsschutz vs. passiver Korrosionsschutz

Beim Korrosionsschutz lässt sich grundsätzlich zwischen aktiven und passiven Korrosionsschutzmaßnahmen unterscheiden:
Beim passiven Korrosionsschutz geht es hauptsächlich darum, das Material mithilfe von Beschichtungen oder Überzügen vor dem zerstörenden Einfluss der korrosiven Mittel (z. B. Salzwasser, Sauerstoff, etc.) zu schützen. Korrosionsschutz funktioniert hier nach dem Prinzip: Das zu schützende Material und die korrosiven Mittel werden durch Beschichtungen oder Überzüge voneinander getrennt. In diesem Bereich sind beispielsweise FROSIO Beschichtungsinspektoren verstärkt tätig.
Aktiver Korrosionsschutz hingegen greift in die chemischen und elektrochemischen Korrosionsreaktionen ein. Das zugrundeliegende Prinzip für den Korrosionsschutz ist hier: Die Entstehung von Korrosion komplett zu verhindern oder sie zumindest erheblich zu verlangsamen.
 

Aktiver Korrosionsschutz – welche Maßnahmen gibt es?

Die nachstehenden Maßnahmen sind klassische Beispiele für aktiven Korrosionsschutz:

  • Auswahl geeigneter Werkstoffe

  •  Korrosionsschutzgerechtes Konstruieren

  • Anwendung von Inhibitoren

  • Kathodischer Korrosionsschutz

  • Gewährleistung angemessener Umgebungsbedingungen
     

Korrosionsschutz dank Auswahl geeigneter Werkstoffe

Die Auswahl eines Werkstoffs, der besonders korrosionsbeständig oder korrosionsresistent ist, kann schon das Auftreten von Korrosion verhindern. Neben der Berücksichtigung der technischen und wirtschaftlichen Voraussetzungen macht es also auch Sinn das Korrosionsverhalten bzw. die Korrosionsbeständigkeit der Werkstoffe in die Konstruktionsplanung miteinzubeziehen.
Folgende Möglichkeiten bei der Wahl eines korrosionsbeständigeren Werkstoffs bestehen:

  • Reine Metalle: Die höhere Reinheit bringt auch eine höhere Korrosionsbeständigkeit mit sich (z. B. Al 99,9 im Vergleich zu Al 99,5). Zu beachten ist hier jedoch die Abhängigkeit der chemischen und physikalischen Eigenschaften von verschiedenen Temperaturen bzw. Medien.

  • Legierungselemente: Gewisse Elemente können eine Passivierung oder Deckschichtbildung bewirken oder fördern (z. B. Cr bei Eisen – nichtrostender Stahl > 12 % Cr)

  • Werkstoffgefüge: Homogene und spannungsarme Werkstoffgefüge haben eine höhere Korrosionsbeständigkeit, die die Entstehung von Korrosionselementen erschwert.
     

Richtiges Konstruieren als Korrosionsschutz

Auch das planvolle Konstruieren von Bauteilen kann die Entstehung von Korrosion erschweren. Besonderes Augenmerk sollte dabei den folgenden Bereichen gelten:

  • Einsatz von Isolierelementen bei Bimetallverbindungen

  • Schweißnähte sollten durchgeschweißt werden

  • Sicherstellung von Wasserabläufen an Bauteilen

  • Vermeidung von Spalten
     

Anwendung von Inhibitoren

Als wirkungsvoller aktiver Korrosionsschutz können auch Inhibitoren eingesetzt werden. Hierbei handelt es sich um chemische Verbindungen, die dem Medium in geringer Konzentration zugesetzt werden. Dort reagieren sie dann mit der Metalloberfläche durch Adsorption oder Chemisorption und bilden dünne Schutzfilme auf der Oberfläche. Unterschiede lassen sich hier in der Stärke der Anbindung der Moleküle auf dem Metall feststellen.
 

Kathodischer Korrosionsschutz

Kathodischer Korrosionsschutz kann theoretisch bei allen metallischen Konstruktionen angewendet werden, die mit einem Massenelektrolyten in Kontakt kommen. Tatsächlich praktiziert wird dies jedoch hauptsächlich bei Stahlkonstruktionen, die in der Erde verlegt oder in Wasser getaucht sind. Für atmosphärische Korrosion bietet diese Form des Korrosionsschutzes leider nur wenig Schutz.
Wie funktioniert kathodischer Korrosionsschutz?
Bei dieser Form des aktiven Korrosionsschutzes kommt eine galvanische Zelle zum Einsatz. In einer Korrosionszelle korrodiert Stahl, wenn er mit einem edleren Metall verbunden wird. Kommt jedoch ein anderes Material zum Einsatz, das aktiver als Stahl und somit unedler ist, ändert sich die Richtung des Stroms in der Zelle. Nun korrodiert das unedlere Material, was den Stahl wiederum vor Korrosion schützt. Kurz: Das unedlere Metall wird zur sogenannten Opferanode.
Was beim kathodischen Korrosionsschutz grundlegend passiert, ist, dass Elektronen zum Grundmaterial der Konstruktion zugeführt werden. Um dies zu erreichen, gibt es zwei Vorgehensweisen:

  • Die zu schützende Konstruktion wird mit einem aktiveren Material verbunden (sog. Opferanode)

  • Die zu schützende Konstruktion wird mit einer externen Elektronenquelle verbunden (Fremdstrom)

Nach der Anwendung eines dieser Prozesse ist die Konstruktion insgesamt edler und die Metallauflösung der Konstruktion selbst wird verhindert.
 

Korrosionsschutz durch die Gewährleistung angemessener Umgebungsbedingungen

Auch die Kontrolle von Umgebungsfaktoren ist eine Methode im aktiven Korrosionsschutz und kann Korrosion wirkungsvoll minimieren. Die wirksamsten Methoden sind hier:

  • Verringerung der Luftfeuchtigkeit durch entsprechende Entfeuchtungsanlagen

  • Erhöhung der Stahltemperatur zur Vermeidung von Kondensation
     

Aktiver Korrosionsschutz – Fazit

Die Möglichkeiten im aktiven Korrosionsschutz sind also nicht zu vernachlässigen und können eine sinnvolle Ergänzung von Beschichtungsmaßnahmen nach den FROSIO-Richtlinien sein, um einen möglichst wirkungsvollen Korrosionsschutz für Konstruktionen und Bauteile zu erreichen.

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Martin Czysch

Martin Czysch

SLV Duisburg

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ZMjgWADGUHinc | : 28.02.2021
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UHRWDrAl | : 26.02.2021
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AuTjkchOW | : 26.02.2021
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