Arten der Korrosion
Elektrochemische Reaktionen haben zumeist den Verlust der mit „positiv“ bewerteten Eigenschaften zur Folge: scheint der metallische Glanz hier und da entbehrlich, ist schwindende Festigkeit ein Aspekt, der zwingender Beachtung bedarf und nicht nur maßgebliche wirtschaftliche Folgen nach sich zieht. Nur in den seltensten Fällen ist die chemische Reaktion erwünscht wie z.B. das Entstehen von Patina an Kupfer auf historischen Dacheindeckungen.
Die Arten der unerwünschten Korrosion hingegen sind vielfältig; unterschieden und benannt werden sie nach dem Ort ihres Auftretens, ihrer Form oder der Art ihrer Entstehung.
Die wesentlichsten im Metallbereich sind:
Galvanische Korrosion, Bimetall- oder Kontaktkorrosion
Als galvanische Korrosion wird bezeichnet, wenn zum Zusammentreffen zweier unterschiedlicher Metalle zusätzlich Flüssigkeit oder auch nur Feuchtigkeit kommt : das laut elektrochemischer Spannungsreihe unedlere Metall reagiert aktiv und korrodiert - der Verlust des Materials erfolgt durch einen elektrochemischen Abtrag.
Der Korrosionsverlauf erfolgt umso schneller, je weiter edles Material (Kathode) und unedles Material (Anode) in der galvanischen Reihe auseinander liegen. Auch das Flächenverhältnis beider Werkstoffe hat Einfluss auf den Fortschritt des Korrosionsverlaufs.
Offensichtlich wird diese Kontaktkorrosion im Alltag sofort, wenn kraft- und/oder formschlüssige Verbindungen ungeschützt der Atmosphäre ausgesetzt sind und für das Verbindungsmittel ein unedleres Material als für das eigentliche Bauteil gewählt wurde.
Auch beim Vorgang des Zerspanens kann es zu Kontaktkorrosion kommen, wenn das Werkzeug abwechselnd für edle und unedle Materialien eingesetzt wird – Rückstände in Form von Schleifstaub oder winzige eingepresste Partikel können unerwartet eine spätere Kontaktkorrosion zur Folge haben.
Entsprechend der VOB C ATV DIN 18351 (Absatz 3.2.5) ist Kontaktkorrosion verschiedener Stoffe von vornherein vor dem Montieren von Bauprodukten prinzipiell auszuschließen.
Die Verwendung der unterschiedlichen Materialien (Stahl, Aluminium, etc.) und Lieferformen (Profile, Bleche, etc.) ist also bereits im Zuge der Planung materialtechnisch detailliert zu klären und festzulegen.
Flächenkorrosion
Betrifft der Korrosionsverlauf große oder vollständige Oberflächen, spricht man von Flächenkorrosion. Hierbei bilden sich anodische (die Metallstruktur auflösende) und kathodische (Elektronen verbrauchende) Teilbereiche. Im Gegensatz zur Muldenkorrosion wechseln diese Teilbereiche ständig ihren Ort, so dass der Korrosionsvorgang gleichmäßig über der gesamten Oberfläche verläuft.
In Abhängigkeit vom Werkstoff kann in neutralen Bereichen durch Korrosion eine Deckschicht (Passivschicht) entstehen, die den darunter liegenden Werkstoff vor weiterer Zerstörung schützt oder zumindest den fortschreitenden Korrosionsvorgang vermindert. Treten hier Fehlstellen in der Passivschicht auf (z.B. erzeugt durch Säure kommt es zu Mulden- oder auch Lochkorrosion.
Flächenkorrosion gilt gemeinhin als eher ungefährliche Situation, da sie leicht zu erkennen ist. Der drohende Masseverlust des Metalls kann vorbeugend durch Opferschichten ausgeglichen werden, wenn in der Planungsphase bereits die späteren Einflüsse durch aggressive Materialien (Gase, Säuren usw.) ausreichend bekannt sind und entsprechend bewertet werden.
Lochfraßkorrosion
Der Begriff Lochfraßkorrosion (auch: Lochkorrosion oder Lochfraß) beschreibt an der Oberfläche des Metalls entstehende kleinere Korrosionsstellen oder auch punktförmige Löcher (tritt häufig bei passivierten Metallen an Fehlstellen der Passivschicht, z.B. durch eingelagerte Fremdpartikel, auf).
Die schützende Oxidschicht verliert ihre Sauerstoffanteile, die durch Bromid- oder Chlorionen verdrängt werden und wo sich weitere dieser Ionen anlagern – die Schutzfunktion ist außer Kraft gesetzt, hier kann erneut Korrosion entstehen.
Diese Form der Korrosion breitet sich jedoch oftmals in der Tiefe des Materials erheblich aus, bleibt aber auf Grund der geringen Sichtbarkeit an der Oberfläche häufig lange Zeit unbemerkt – ein mechanisches Versagen tritt dann oftmals überraschend auf.
Filiformkorrosion
Filiform ist abgeleitet von filigran und beschreibt den optischen Eindruck, den diese Form der Korrosion dem Betrachter bietet. Mitunter auch als Wurmfraß- oder Schneckenspurkorrosion bezeichnet und zeigt sich in einem feingliedrigen, fadenförmigen Bild und führt zu Abplatzungen.
Zumeist tritt sie unter organischen Beschichtungen (Unterwanderung) von Aluminium oder auch niedrig legierten Stählen auf, aber auch bei Zink, Magnesium oder verchromtem Nickel.
Die Fäden sind nur ca. 0,1 …0,5mm breit; sie wachsen konstant mit einer täglichen Rate von 0,4mm.
Die Ausbreitung erfolgt in unterschiedliche Richtungen, wobei sich die einzelnen Fäden niemals kreuzen. Filiformkorrosion ist eine reine Oberflächenkorrosion – erst in Kombination mit anderen Korrosionsarten werden auch tiefer liegende Materialschichten einbezogen.
Für die Entstehung einer Filiformkorrosion auf Stahl ist eine Luftfeuchtigkeit von mindestens 65% erforderlich, liegt diese bei 100%, können sich die Fäden verbreitern und schließlich auch Blasen bilden.
Neben einer hohen Luftfeuchtigkeit (verstärkt durch eine hohe Umgebungstemperatur) können auch hier Verunreinigungen im Metall, Hinzukommen von Salzen bzw. Chloriden sowie Fehlstellen Ursache bzw. Basis für das Entstehen einer Filiformkorrosion sein. Treffen mehrere dieser Situationen zusammen (z.B. in Küstennähe oder in Bereichen, in denen Tausalz zum Einsatz kommt), steigt die Anfälligkeit für Korrosion.
Auch bei Walzprodukten aus Aluminium, bei deren Fertigung sich im Zuge des Walzvorgangs und dem erforderlichen Wärmeeintrag in das Material eine (microkristalline) Deformationsschicht unter der natürlichen Oxidschicht des Aluminiums bildet, ist diese oftmals Ursache für eine Filiformkorrosion. Daher wird für Aluminium zur Sicherheit ein stärkerer Beizabtrag empfohlen, um diese Deformationsschicht abzutragen.
Weitere Arten der Korrosion sind die:
- Spaltkorrosion (findet sich an Überlappungen, aufgesetzten Stegen oder nicht durchgehenden Schweißnähten)
- Interkristalline Korrosion (auch: Kornzerfall), tritt bei Legierungen entlang der Korngrenzen auf
- Spannungsrisskorrosion (entsteht durch das Gefügekorn hindurch/transkistallin oder an Korngrenzen entlang/interkristallin unter statischer Zugspannung, mitunter auch einer Zugschwellspannung, beim gleichzeitigen Vorhandensein eines flüssigen oder gasförmigen Korrosionsmediums)
