Korrosion (allg. Rost)

Korrosion (allg. Rost)Korrosion (allg. Rost)

GliederungGliederung

Wirtschaftlicher Schaden durch KorrosionWirtschaftlicher Schaden durch Korrosion

Begriff KorrosionBegriff Korrosion

Korrosionsarten (chemische Vorgänge)Korrosionsarten (chemische Vorgänge)

Korrosion und ihr ErscheinungsbildKorrosion und ihr Erscheinungsbild

PassivierungPassivierung

KorrosionsschutzKorrosionsschutz

Versuch zur elektrochem. KorrosionVersuch zur elektrochem. Korrosion

Wirtschaftlicher Schaden durchWirtschaftlicher Schaden durch KorrosionKorrosion

4,2% des Bruttosozialproduktes eines 4,2% des Bruttosozialproduktes eines Landes gehen verloren Landes gehen verloren

30% Kosteneinsparung möglich, wenn 30% Kosteneinsparung möglich, wenn Kenntnisse über Korrosion und Kenntnisse über Korrosion und Korrosionsschutz technisch besser Korrosionsschutz technisch besser genutzt würden. genutzt würden.

Begriffsdefinition DIN 50900Begriffsdefinition DIN 50900

Angriff und Zerstörung metallischer Angriff und Zerstörung metallischer Werkstoffe durch Reaktionen mit Werkstoffe durch Reaktionen mit Wirkstoffen aus der Umgebung. (lat. Wirkstoffen aus der Umgebung. (lat. corrodere = zernagen).corrodere = zernagen).

Korrosionsprodukt (z.B. Rost) kann löslich, Korrosionsprodukt (z.B. Rost) kann löslich, unlöslich oder auch festhaftend sein.unlöslich oder auch festhaftend sein.

Rost chem. FeO(OH) EisenoxidhydroxidRost chem. FeO(OH) Eisenoxidhydroxid

Durch Korrosion geht Werkstoff Durch Korrosion geht Werkstoff verloren!verloren!

Schwächung des QuerschnittesSchwächung des Querschnittes

Eine Verletzung der Oberfläche Eine Verletzung der Oberfläche

Das Korrosionsprodukt hat ein größeres Volumen. Das Korrosionsprodukt hat ein größeres Volumen.

Von einem Korrosionsschaden spricht man jedoch Von einem Korrosionsschaden spricht man jedoch erst, wenn die Funktion beeinträchtigt ist. erst, wenn die Funktion beeinträchtigt ist.

Beispiele für KorrosionBeispiele für Korrosion

KorrosionsartenKorrosionsarten

elektrochemisch (häufigste Art)elektrochemisch (häufigste Art)

chemisch chemisch

metallphysikalisch (seltenste Art)metallphysikalisch (seltenste Art)

(Erosionskorrosion durch Festkörper- (Erosionskorrosion durch Festkörper- teilchen)teilchen)

Elektrochemische KorrosionElektrochemische Korrosion

Alle Gebrauchsmetalle befinden sich im Alle Gebrauchsmetalle befinden sich im unstabilen Zustand.unstabilen Zustand.

Sie wollen wieder in ihre Oxide oder Sie wollen wieder in ihre Oxide oder Sulfide aus denen sie gewonnen wurden Sulfide aus denen sie gewonnen wurden zurückkehrenzurückkehren

Bestreben des Metalls seine Ionen in die Bestreben des Metalls seine Ionen in die Lösung zu sendenLösung zu senden

Elektrochemische KorrosionElektrochemische Korrosion

Fast alle Fast alle Korrosionsvorgänge Korrosionsvorgänge sind elektrochemischer sind elektrochemischer Natur, ihr Mechanismus Natur, ihr Mechanismus entspricht einem entspricht einem galvanischen Element.galvanischen Element.

Feuchtigkeitsfilm als Feuchtigkeitsfilm als Elektrolyt, Handschweiß,Elektrolyt, Handschweiß,

Wasserreste in Spalten Wasserreste in Spalten

KorrosionselementKorrosionselement

Bestehend aus ANODE und KATHODE in Bestehend aus ANODE und KATHODE in Berührung mit einer leitenden FlüssigkeitBerührung mit einer leitenden Flüssigkeit

Edlere WerkstoffEdlere Werkstoff : Kathode : Kathode unedlereunedlere : Anode, in einem Elektrolyt führt zu : Anode, in einem Elektrolyt führt zu einer anodischen Auflösung (Oxidation) des einer anodischen Auflösung (Oxidation) des unedleren durch Elektronenabgabe. unedleren durch Elektronenabgabe.

Korrosionspotenzial ist proportional zur Höhe Korrosionspotenzial ist proportional zur Höhe der elektrochem.Spannungder elektrochem.Spannung

Bildung von Anode und KathodeBildung von Anode und Kathode

Durch unterschiedliche WerkstoffeDurch unterschiedliche Werkstoffe

Heterogene Oberflächen (Bildung von Heterogene Oberflächen (Bildung von Lokalelementen)Lokalelementen)

Gefügebestandteile heterogener LegierungenGefügebestandteile heterogener Legierungen

Unterschiedliche Spannungs- und Unterschiedliche Spannungs- und Verformungsbereiche (gekantetes Blech)Verformungsbereiche (gekantetes Blech)

Elektrochemische Korrosion Elektrochemische Korrosion LokalelementeLokalelemente

elektrochemische Sauerstoffkorrosion feuchter Stahloberflächen

Elektrochemische Korrosion Elektrochemische Korrosion verschiedene Werkstoffeverschiedene Werkstoffe

Einflussgrößen der Einflussgrößen der KontaktkorrosionsgefahrKontaktkorrosionsgefahr

PotenzialdifferenzPotenzialdifferenz

ElektrolytzusammensetzungElektrolytzusammensetzung

Flächenverhältnis des edleren zum Flächenverhältnis des edleren zum unedleren Metallunedleren Metall

ElektrolytwiderstandElektrolytwiderstand

Normalspannungsreihe liefert für die Normalspannungsreihe liefert für die Praxis keine brauchbaren ErgebnissePraxis keine brauchbaren Ergebnisse

praktische Spannungsreihen als Hilfepraktische Spannungsreihen als Hilfe

Elektrische Trennung wäre optimal!Elektrische Trennung wäre optimal!

Chemische KorrosionChemische Korrosion

Einwirken von Sauerstoff; Salzen; Gasen; Einwirken von Sauerstoff; Salzen; Gasen; Säuren auf die Metalloberfläche, wobei eine Säuren auf die Metalloberfläche, wobei eine chemische Verbindung entsteht.chemische Verbindung entsteht.

Dabei spielt der Sauerstoff eine wesentliche Dabei spielt der Sauerstoff eine wesentliche Rolle, der mit den Metallen dass Metalloxid Rolle, der mit den Metallen dass Metalloxid bildet. bildet.

Ein typisches Beispiel für chemische Korrosion Ein typisches Beispiel für chemische Korrosion ist das Zundern von Stahl. Bei hoher Temperatur ist das Zundern von Stahl. Bei hoher Temperatur reagiert der Luftsauerstoff unmittelbar mit dem reagiert der Luftsauerstoff unmittelbar mit dem Eisen, es bildet sich Eisenoxid.Eisen, es bildet sich Eisenoxid.

Zundern von StahlZundern von Stahl

Metallphysikalische ReaktionMetallphysikalische Reaktion

Diese Art der Reaktion tritt nur sehr selten Diese Art der Reaktion tritt nur sehr selten auf, z.B. bei der ,,Zinnpest". Hierbei zerfällt auf, z.B. bei der ,,Zinnpest". Hierbei zerfällt das Zinn bei sehr tiefen Temperaturen das Zinn bei sehr tiefen Temperaturen durch Gitterumwandlung.durch Gitterumwandlung.


Gleichmäßige Flächenkorrosion Gleichmäßige Flächenkorrosion Mulden- und Lochkorrosion Mulden- und Lochkorrosion KontaktkorrosionKontaktkorrosionSpaltkorrosion Spaltkorrosion SpannungsrisskorrosionSpannungsrisskorrosionSelektive Korrosion Selektive Korrosion


Passivierung der Metalloberfläche durch Passivierung der Metalloberfläche durch Bildung einer haltbaren, dichten Bildung einer haltbaren, dichten OxidschichtOxidschichtBei ChromBei ChromAluminiumAluminiumKupferKupferOxidschicht bei Stahl locker und porös, Oxidschicht bei Stahl locker und porös, Metall keinen Schutz. Korrodiert bis zur Metall keinen Schutz. Korrodiert bis zur vollständigen Auflösung.vollständigen Auflösung.

KorrosionsschutzKorrosionsschutz

Auswahl geeigneter WerkstoffeAuswahl geeigneter Werkstoffe

Korrosionsschutzgerechte KonstruktionKorrosionsschutzgerechte Konstruktion

Kontaktkorrosionsstellen sind auszuschaltenKontaktkorrosionsstellen sind auszuschalten

Spalte sind zu vermeiden Spalte sind zu vermeiden

Möglichst glatte Oberflächen sind zu schaffen, Möglichst glatte Oberflächen sind zu schaffen, z.B. durch Abschleifen oder Polierenz.B. durch Abschleifen oder Polieren

Korrosionsschutzschichten auf EisenwerkstoffenKorrosionsschutzschichten auf Eisenwerkstoffen

Katodischer Korrosionsschutz (mit Opferanode Katodischer Korrosionsschutz (mit Opferanode oder Fremdstromanode)oder Fremdstromanode)

Korrosionsschutzgerechte Korrosionsschutzgerechte KonstruktionKonstruktion

Korrosionsschutzschicht auf StahlKorrosionsschutzschicht auf Stahl

SchutzmetallschichtSchutzmetallschicht

Das zu schützende Metall muss edler als Das zu schützende Metall muss edler als das Überzugsmetall sein das Überzugsmetall sein = echtes = echtes SchutzmetallSchutzmetall

Bei Verletzung der Schicht löst sich das Bei Verletzung der Schicht löst sich das Schutzmetall aufSchutzmetall auf

Überzugmetall ist edler als das zu Überzugmetall ist edler als das zu schützende Metall schützende Metall = unechtes = unechtes SchutzmetallSchutzmetall

Katodischer SchutzKatodischer Schutz

Bewußte Erzeugung eines Bewußte Erzeugung eines KorrosionselementesKorrosionselementes

Zu schützende Metall ist die Kathode, das Zu schützende Metall ist die Kathode, das zu opfernde Metall ist die Anode, es muss zu opfernde Metall ist die Anode, es muss unedler als der Kathodenwerkstoff seinunedler als der Kathodenwerkstoff sein

Katodischer Korrosionsschutz mit Katodischer Korrosionsschutz mit OpferanodeOpferanode

Galvanischer VorgangGalvanischer Vorgang

Sekundärer KorrosionsschutzSekundärer Korrosionsschutz

Katodischer Korrosionsschutz mit Katodischer Korrosionsschutz mit FremdstromFremdstrom

Elektrolytischer Elektrolytischer Vorgang Vorgang

Sek. SchutzSek. Schutz

Einstellen der Einstellen der

erforderl. Schutz- erforderl. Schutz-

stromdichtestromdichte

Versuch zur elektrochemischen Versuch zur elektrochemischen KorrosionKorrosion

Nahezu gesättigte Salzwasserlösung Nahezu gesättigte Salzwasserlösung (Salzgehalt ca. 35 % hohe Leitfähigkeit )(Salzgehalt ca. 35 % hohe Leitfähigkeit )

Verschiedenartige Korrosionselemente in Verschiedenartige Korrosionselemente in der Salzlösungder Salzlösung

Aufgabe zur KontaktkorrosionAufgabe zur Kontaktkorrosion

Korrosion (allg. Rost)

Documents

Transcript of Korrosion (allg. Rost)