Schutz vor Korrosion durch Oxidationsschicht
Als Korrosion bezeichnet man die Oxidation von Metallen durch Umgebungseinflüsse. Insbesondere Wasser, Elektrolytlösungen und Luft haben einen starken Einfluss auf den Verlauf der Korrosion, aber auch die Metallart ist entscheidend. Zum Beispiel kann in Stahl enthaltenes Eisen als unedles Metall rosten, also korrodieren. Ein Korrosionsschutz ist demzufolge für eine lange Betriebsdauer mit minimalem Wartungsaufwand unabdingbar und zudem ein wichtiger Faktor für die Sicherheit, wie beispielsweise beim Brückenbau.
Passiver Korrosionsschutz – nur begrenzt haltbar
Beim passiven Korrosionsschutz wird das zu schützende Metall mit einem sogenannten Korrosionsschutzmittel überzogen.
Korrosionsschutzmittel sind zum Beispiel:
Von einer spontanen Passivierung spricht man, wenn sich Metalle selbst mit einer schützenden Oxidschicht überziehen. Aluminium, Chrom, Zinn oder Zink haben diese Eigenschaften, die sich das Verfahren zunutze macht. Oxidschichten schützen vor Witterungseinflüssen und bieten den besten Korrosionsschutz. Unedle Metalle können sich aber nicht selbst mit einer schützenden Oxidschicht versehen – hier ist ein passiver oder aktiver Korrosionsschutz notwendig.
Der Nachteil: Der passive Korrosionsschutz ist nur begrenzt haltbar. Bei Aluminium wirkt er beispielsweise nicht im sauren oder alkalischen Milieu.
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Aktiver Korrosionsschutz als langfristiger Rostschutz
Aktiver Korrosionsschutz greift unmittelbar in die (elektro-)chemischen Abläufe der Korrosion ein und blockiert sie. Es handelt sich dabei um eine Schutzvorrichtung oder Schutzbehandlung. Beim aktiven Korrosionsschutz werden zwei Verfahren unterschieden:
- Zugabe eines Inhibitors (Hemmstoffs), um die Aggressivität der ansetzenden Elektrolyten zu verringern. Beispiele hierfür sind die Oberflächenbehandlung in chemischen Bädern oder die Verringerung des Sauerstoffgehalts des Wassers in Heizungsanlagen.
- Anlegen von sogenannten Opferanoden bei kathodischer Schaltung des zu schützenden Metalls. Es wird sozusagen eine Schutzschicht aufgetragen, welche die Bildung von positiven Eisen-Ionen verhindert – die Voraussetzung für Rostbildung. Beispiele für diese Vorgehensweise sind Windkraftanlagen und im Erdreich verlegte Rohrleitungssysteme, Brückenbauten und Pipelines. Von der Korrosionsbeständigkeit solcher Anlagen und Systeme kann eine funktionsfähige weltweite Infrastruktur abhängen.
Aktiven Korrosionsschutz verstärken: Dort, wo Metall starken äußeren Einflüssen durch Salzwasser ausgesetzt wird, kann das Verfahren durch zusätzlichen Fremdstrom verstärkt werden.
Der Eiffelturm könnte zwar theoretisch mit diesem Verfahren vor Korrosion geschützt werden, doch müsste zunächst der bestehende passive Korrosionsschutz abgetragen werden, um dann wiederum den aktiven anzuwenden. Da der aktive Schutz jedoch die Ästhetik des Bauwerks stören würde, ist hier ein passiver Schutz sinnvoller.
Alternativen zum passiven oder aktiven Korrosionsschutz
Neben dem optischen Aspekt kommt hinzu, dass aktiver Korrosionsschutz nicht überall möglich ist. Dann kann nur noch auf passiven Korrosionsschutz durch das Auftragen eines Korrosionsschutzmittels zurückgegriffen werden. Eine Alternative stellt das Pulverbeschichtungsverfahren dar. Allerdings lässt sich diese Technik nur bei Bauteilen anwenden, die noch nicht verbaut sind.
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Rostfreie Werkstoffe nur bedingt geeignet
Edelstahl mit einem hohen Chromanteil und Titan sind rostfreie Werkstoffe und damit weitere Optionen. Die Nachteile solcher Materialien liegen in ihren hohen Anschaffungskosten. Darüber hinaus eignen sie sich aufgrund mangelnder Härte und Stabilität nicht als tragende Elemente. Für die meisten Bereiche im Bauwesen sind die Materialien also nahezu ungeeignet. Rostfrei sind auch künstlich konstruierte Werkstoffe wie Bauteile aus Carbonfasern, doch auch sie sind nicht tragfähig und ebenfalls teuer. Es bleibt demzufolge im Einzelfall abzuwiegen, welcher Korrosionsschutz sich für die Produktion am besten eignet.
Korrosionsschutz auf einen Blick:
- Passiver Korrosionsschutz wird durch Korrosionsschutzmittel erreicht, ist aber im Vergleich zum aktiven Verfahren nicht lange haltbar.
- Aktiver Korrosionsschutz wird durch Opferanoden oder die Zugabe von Inhibitoren erreicht.
- Fremdstrom kann aktiven Korrosionsschutz verstärken.
- Ist kein aktiver Korrosionsschutz anwendbar, kann nur passiver Korrosionsschutz helfen.
