Korrosion

Rostende Eisenbahnschienen

Korrosion (von lateinisch corrodere ‚zersetzen‘, ‚zerfressen‘, ‚zernagen‘) ist aus technischer Sicht die Reaktion eines Werkstoffs mit seiner Umgebung, die eine messbare Veränderung des Werkstoffs bewirkt und zu einer Beeinträchtigung der Funktion eines Bauteils oder Systems führen kann. Eine durch Lebewesen verursachte Korrosion wird als Biokorrosion> bezeichnet.

In der Geologie versteht man unter Korrosion die Zersetzung von Gesteinen durch Einwirkung von Wasser. Solche Verwitterungsprozesse spielen auch bei Gebäuden eine Rolle. In der Medizin bezeichnet die Korrosion die Zersetzung von Geweben. Bei Metallen ist vor allem chemische Korrosion von Bedeutung (DIN EN ISO 8044; ehemals DIN 50900). Die wohl bekannteste Art von chemischer Korrosion bei Metallen ist das Rosten, also die Oxidation von Eisen.

Chemie

In der Chemie bezeichnet Korrosion die chemische Reaktion oder eine elektrochemische Reaktion eines meist metallischen Werkstoffes mit Stoffen aus seiner Umgebung in einem Korrosionselement, wobei eine messbare Veränderung am Werkstoff eintritt, meist eine Änderung der Farbe sowie oft eine negative Veränderung der sonstigen Oberflächeneigenschaften. In bestimmten Fällen kommt es zu einer Massenzunahme am Metall.

Hauptarten der chemischen Korrosion sind dabei:

Rostbildung bei Eisen bzw. allgemeiner Sauerstoffkorrosion
Wasserstoffkorrosion (Säurekorrosion)
Wasserstoffversprödung

Die wichtigste elektrochemische Korrosion ist die Bimetallkorrosion beim Kontakt unterschiedlicher Metalle.

Technik

Definition

Der Begriff der Korrosion ist in der DIN EN ISO 8044 (früher DIN 50900) wie folgt definiert: „Korrosion ist die Reaktion eines metallischen Werkstoffs mit seiner Umgebung, die eine messbare Veränderung des Werkstoffs bewirkt und zu einer Beeinträchtigung der Funktion eines mechanischen Bauteiles oder eines ganzen Systems führen kann. In den meisten Fällen ist diese Reaktion elektrochemischer Natur, in einigen Fällen kann sie jedoch auch chemischer oder metallphysikalischer Natur sein.“

Korrosionsrate

Die Korrosionsrate oder Abtragsrate gibt die Geschwindigkeit der Materialveränderung bzw. des Materialabtrags an. Sie wird in Millimeter je Jahr (mm/a), im angelsächsischen Bereich in mils/year (tausendstel Inch je Jahr) angegeben. Unter standardisierten Bedingungen charakterisiert sie bei metallischen Werkstoffen die Anfälligkeit für Korrosion. Die Geschwindigkeit der Korrosionsreaktion hängt von den Konzentrationen der beteiligten Stoffe (beispielsweise Sauerstoff, Wasser, Chlor), dem pH-Wert, der Temperatur und weiteren Parametern ab. Je nach Bedingungen treten zudem unterschiedliche Formen der Korrosion auf. Die Korrosionsrate ist daher stark vom Standort abhängig und kann im Bereich von zwei Größenordnungen schwanken. Daher sind die folgenden Zahlen nur als grobe Richtwerte zu sehen. Für rostfreie Stähle liegt die Rate bei unter 0,001 mm/Jahr, bei Aluminium im einstelligen Tausendstel Bereich und bei niedrig legierten Stählen im Bereich von mehreren Zehntel Millimetern pro Jahr.

Korrosive Mittel

Sind die Stoffe, die das Bauteil umgeben, auf den Werkstoff einwirken und die Korrosion verursachen, z.B. die Raumluft, Freiluftatmosphäre mit oder ohne Industrieverschmutzung, Meeres-Atmosphäre, Süß- und Salzwasser, Erdboden oder Chemikalien.

Arten der Korrosion

Korrosionsarten werden nach Material, Ursache und Erscheinungsbild unterschieden. Die Norm definiert 36 verschiedene Korrosionsarten.

In der Technik werden neben werkstoffbasierter Korrosion weitere Arten der Korrosion anhand des Ortes ihres Auftretens unterschieden:

Korrosionsschutz

Wichtig ist daher auch ein Korrosionsschutz.

Aktiver Schutz

Polarisation
Schwachstrom
Inhibitoren
Verringerung des Sauerstoffgehaltes
Förderung der Passivschichtbildung
Homogenisierung des Gefüges
Optimierung der Oberfläche

Passiver Schutz

Anorganischer nichtmetallischer Schutz: Passivierung, Oxide, Glas, insbesondere Borosilikatglas
Anorganischer metallischer Schutz: Hämatit (Eisenglimmer), Zink, Aluminium
Konstruktive Maßnahmen: durchgehend schweißen etc.
Unterschiedliche Metalle nicht in direktem Kontakt verbauen, z.B. keine Chrom- oder Aluminiumzierteile direkt auf Stahl; Kfz-Nummernschilder mit Kunststoffzwischenlage montieren
An gefährdeten Stellen Wasserabläufe vorsehen (z.B. in Autotüren)
Relais mit Schutzgas-Füllung, Reed-Relais

Hinweis: Durch Feuerverzinken entsteht sowohl ein passiver als auch ein aktiver Korrosionsschutz.

Bauten: Korrosion von Gestein

In der Geologie ist „Korrosion“ die Zersetzung von Gesteinen durch verschiedene Agentien in Gegenwart von Wasser. Auch bei Bauten tritt eine solche Korrosion auf, dort meist Verwitterung oder auch Steinfraß genannt. Wie das Wort andeutet, spielt dafür die Witterung eine große Rolle. Durch konstruktive Maßnahmen kann diese verringert werden, z.B. durch

Verwendung solider Materialien,
Tropfkanten,
überstehende Dachkanten zum Schutz der Fassaden,
Pflege,
Vermeidung von Bewuchs,
Vorbeugung gegen Hochwasser, Grundwasser,
Bäume nicht über Abwasserleitungen.

Medizin: Korrosion von Gewebe

In der Medizin versteht man unter „Korrosion“ die Zerstörung von tierischem Gewebe, die durch eine Entzündung oder ätzende Mittel hervorgerufen wird.

Andererseits spielt auch die Korrosion von Metallen in der Implantologie und der Zahnmedizin eine Rolle. Das vielseitige klinische Erscheinungsbild wird als Metallose bezeichnet und ist in den Anfängen meist symptomlos.

Siehe auch

Basierend auf einem Artikel in:

Wikipedia.de