Welche Arten von Korrosion existieren und was passiert dabei?
Chemisch betrachtet wird Korrosion nach Art ihres Ursprungs unterteilt:
- Sauerstoffkorrosion: Die wohl bekannteste Art der Korrosion ist die Sauerstoffkorrosion. Sauerstoff reagiert hierbei mit Wasser zu Hydroxid-Ionen, welche dann mit Metallen oder Mineralien Oxide oder Hydroxide bilden. Sauerstoffkorrosion bei Metallen wird umgangssprachlich auch als Rost bezeichnet.
- Wasserstoffkorrosion: Bei einer Wasserstoffkorrosion erfolgt die Reaktion zwischen Wasser und Werkstoff unter sauerstoffarmen Bedingungen. Dies führt zur Bildung von elementarem Wasserstoff und der Oxidation des Werkstoffs.
- Wasserstoffversprödung: Hierbei kommt es zur Einlagerung von Wasserstoff in das Atomgitter des Werkstoffs. Dies hat negative Einflüsse auf die Festigkeit und sorgt dafür, dass Materialien spröde werden.
- Glaskorrosion: Bei dieser Art der Korrosion werden verschiedene Bestandteile (z.B. Natrium, Kalium oder Calcium) aus Glas mittels Oxidation herausgelöst. Hierdurch kommt es zu Aufrauungen, Trübungen und ebenfalls zur Sprödigkeit des Materials.
- Bakterielle anaerobe Korrosion: Bakterien induzieren indirekt eine Oxidation von Metallen. Die hierbei ablaufenden Reaktionen überschneiden sich oftmals mit der Wasserstoffkorrosion.
Aus technischer Sicht gliedert sich Korrosion neben ihrer Entstehung auch nach dem Ort des Auftretens. Typische Beispiele hierfür sind:
- Flächenkorrosion: Die Korrosion verteilt sich gleichmäßig auf der gesamten Oberfläche des Werkstoffs.
- Lochfraßkorrosion: Eine aggressive Form der Korrosion tritt lokal durch einen anodischen oder kathodischen Punkt auf, der mit dem Material eine so genannte Korrosionszelle bildet. Hierdurch entsteht ein Loch oder ein Hohlraum. Dies kann selbst bei nur geringen Materialverlusten zu einer starken Strukturbeeinträchtigung führen.
- Spaltkorrosion: Eine weitere örtlich begrenzte Korrosion, die in Bereichen mit erschwertem Sauerstoffzugang auftritt, ist die Spaltkorrosion. Ausgelöst wird sie durch ein Ungleichgewicht der Ionenkonzentration zwischen Metallen. Ohne Sauerstoff wird eine Repassivierung verhindert und es entsteht eine saure oder basische Lösung.
- Interkristalline Korrosion: Diese Korrosion tritt unter bestimmten Bedingungen in Legierungen entlang der Korngrenzen auf. Hierbei erfolgt eine Anreicherung oder Abnahme des Legierungselements, welche die mechanischen Eigenschaften von Metall beeinflusst, ohne den Werkstoff selbst übermäßig zu beeinträchtigen.
- Kontaktkorrosion: Werden zwei unterschiedliche Metalle zusammen in eine Elektrolytlösung getaucht, korrodieren sie aufgrund der stattfindenden elektrochemischen Reaktion. Das edlere Metall korrodiert dabei langsamer als das aktivere Metall.
Welche Auswirkungen hat Korrosion und wie kann sie verhindert werden?
Korrosion führt zu Materialverlusten und schädigt die strukturelle Integrität von Bauwerken und mechanischen Anlagen. Dies hat enorme Auswirkungen auf den Alltag, die Wirtschaft und die Umwelt. So können Gebäude oder Brücken einstürzen, Lecks in der Kanalisation auftreten, die dann das Grundwasser verschmutzen, oder technische Systeme den Dienst versagen. Ersatz, Reparatur oder regelmäßige Wartungen zum frühzeitigen Erkennen von Schäden sind dabei nicht nur aufwendig, sondern ebenfalls enorm kostspielig. Schätzungsweise fallen weltweit etwa zwei Billionen US-Dollar allein durch die Schäden an, die durch Metallkorrosion entstehen. Aus diesem Grund ist die Korrosionsprävention ein wichtiger Bestandteil technischer Innovationen.
Der Schutz von Anlagen aller Art vor Korrosion kann auf verschiedene Arten erfolgen. Im Bauwesen können zum Beispiel solide Materialien zum Einsatz kommen, Fassaden durch Tropfkanten und überstehende Dachkanten geschützt, Bewuchs vermieden oder eine angemessene Entwässerung zum Hoch- und Grundwasserschutz genutzt werden. Beim Bau technischer Anlagen ist es ratsam, nicht-korrosive Metalle wie Edelstahl oder Aluminium einzusetzen oder bei aktiveren Metallen eine Feuerverzinkung oder andere Beschichtungen aufzubringen. Der Einsatz von Trockenmitteln behindert Korrosion ebenfalls. Im Fall von Abwasserkanälen und -leitungen empfiehlt es sich, diese nach der unterirdischen Verlegung mit Verfüllmaterialien wie Kalkstein zu umgeben oder mit Schutzschläuchen aus Vlies zu versehen. Zudem ist von einer Baumbepflanzung direkt oberhalb oberflächennaher Kanäle abzuraten.
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