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Korrosion (allg. Rost). Gliederung. Wirtschaftlicher Schaden durch Korrosion Begriff Korrosion Korrosionsarten (chemische Vorgänge) Korrosion und ihr Erscheinungsbild Passivierung Korrosionsschutz Versuch zur elektrochem. Korrosion. Wirtschaftlicher Schaden durch Korrosion.
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Gliederung • Wirtschaftlicher Schaden durch Korrosion • Begriff Korrosion • Korrosionsarten (chemische Vorgänge) • Korrosion und ihr Erscheinungsbild • Passivierung • Korrosionsschutz • Versuch zur elektrochem. Korrosion
Wirtschaftlicher Schaden durchKorrosion • 4,2% des Bruttosozialproduktes eines Landes gehen verloren • 30% Kosteneinsparung möglich, wenn Kenntnisse über Korrosion und Korrosionsschutz technisch besser genutzt würden.
Begriffsdefinition DIN 50900 • Angriff und Zerstörung metallischer Werkstoffe durch Reaktionen mit Wirkstoffen aus der Umgebung. (lat. corrodere = zernagen). • Korrosionsprodukt (z.B. Rost) kann löslich, unlöslich oder auch festhaftend sein. • Rost chem. FeO(OH) Eisenoxidhydroxid
Durch Korrosion geht Werkstoff verloren! • Schwächung des Querschnittes • Eine Verletzung der Oberfläche • Das Korrosionsprodukt hat ein größeres Volumen. • Von einem Korrosionsschaden spricht man jedoch erst, wenn die Funktion beeinträchtigt ist.
Korrosionsarten • elektrochemisch (häufigste Art) • chemisch • metallphysikalisch (seltenste Art) • (Erosionskorrosion durch Festkörper- teilchen)
Elektrochemische Korrosion • Alle Gebrauchsmetalle befinden sich im unstabilen Zustand. • Sie wollen wieder in ihre Oxide oder Sulfide aus denen sie gewonnen wurden zurückkehren • Bestreben des Metalls seine Ionen in die Lösung zu senden
Elektrochemische Korrosion • Fast alle Korrosionsvorgänge sind elektrochemischer Natur, ihr Mechanismus entspricht einem galvanischen Element. • Feuchtigkeitsfilm als Elektrolyt, Handschweiß, Wasserreste in Spalten
Korrosionselement • Bestehend aus ANODE und KATHODE in Berührung mit einer leitenden Flüssigkeit • Edlere Werkstoff : Kathode unedlere : Anode, in einem Elektrolyt führt zu einer anodischen Auflösung (Oxidation) des unedleren durch Elektronenabgabe. • Korrosionspotenzial ist proportional zur Höhe der elektrochem.Spannung
Bildung von Anode und Kathode • Durch unterschiedliche Werkstoffe • Heterogene Oberflächen (Bildung von Lokalelementen) • Gefügebestandteile heterogener Legierungen • Unterschiedliche Spannungs- und Verformungsbereiche (gekantetes Blech)
Elektrochemische Korrosion Lokalelemente elektrochemische Sauerstoffkorrosion feuchter Stahloberflächen
Einflussgrößen der Kontaktkorrosionsgefahr • Potenzialdifferenz • Elektrolytzusammensetzung • Flächenverhältnis des edleren zum unedleren Metall • Elektrolytwiderstand • Normalspannungsreihe liefert für die Praxis keine brauchbaren Ergebnisse • praktische Spannungsreihen als Hilfe • Elektrische Trennung wäre optimal!
Chemische Korrosion • Einwirken von Sauerstoff; Salzen; Gasen; Säuren auf die Metalloberfläche, wobei eine chemische Verbindung entsteht. • Dabei spielt der Sauerstoff eine wesentliche Rolle, der mit den Metallen dass Metalloxid bildet. • Ein typisches Beispiel für chemische Korrosion ist das Zundern von Stahl. Bei hoher Temperatur reagiert der Luftsauerstoff unmittelbar mit dem Eisen, es bildet sich Eisenoxid.
Metallphysikalische Reaktion • Diese Art der Reaktion tritt nur sehr selten auf, z.B. bei der ,,Zinnpest". Hierbei zerfällt das Zinn bei sehr tiefen Temperaturen durch Gitterumwandlung.
Korrosion und ihr Erscheinungsbild • Gleichmäßige Flächenkorrosion • Mulden- und Lochkorrosion • Kontaktkorrosion • Spaltkorrosion • Spannungsrisskorrosion • Selektive Korrosion
Passivierung • Passivierung der Metalloberfläche durch Bildung einer haltbaren, dichten Oxidschicht • Bei Chrom • Aluminium • Kupfer • Oxidschicht bei Stahl locker und porös, Metall keinen Schutz. Korrodiert bis zur vollständigen Auflösung.
Korrosionsschutz • Auswahl geeigneter Werkstoffe • Korrosionsschutzgerechte Konstruktion • Kontaktkorrosionsstellen sind auszuschalten • Spalte sind zu vermeiden • Möglichst glatte Oberflächen sind zu schaffen, z.B. durch Abschleifen oder Polieren • Korrosionsschutzschichten auf Eisenwerkstoffen • Katodischer Korrosionsschutz (mit Opferanode oder Fremdstromanode)
Schutzmetallschicht • Das zu schützende Metall muss edler als das Überzugsmetall sein = echtes Schutzmetall • Bei Verletzung der Schicht löst sich das Schutzmetall auf • Überzugmetall ist edler als das zu schützende Metall = unechtes Schutzmetall
Katodischer Schutz • Bewußte Erzeugung eines Korrosionselementes • Zu schützende Metall ist die Kathode, das zu opfernde Metall ist die Anode, es muss unedler als der Kathodenwerkstoff sein
Katodischer Korrosionsschutz mit Opferanode • Galvanischer Vorgang • Sekundärer Korrosionsschutz
Katodischer Korrosionsschutz mit Fremdstrom • Elektrolytischer Vorgang • Sek. Schutz • Einstellen der erforderl. Schutz- stromdichte
Versuch zur elektrochemischen Korrosion • Nahezu gesättigte Salzwasserlösung (Salzgehalt ca. 35 % hohe Leitfähigkeit ) • Verschiedenartige Korrosionselemente in der Salzlösung • Aufgabe zur Kontaktkorrosion