Juli 2021
Juli 2021

Besondere Beschichtungen für spezielle Anforderungen

Korrosionsschutz

Korrosion kann tonnenschwere Brücken gefährden, Windkraftanlagen ausser Gefecht setzen oder Schiffe zum Sinken bringen. Dieser Bericht erläutert wesentliche Korrosionsarten und geht auf mögliche Schutzmassnahmen durch passiven oder aktiven Korrosionsschutz ein.


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Aktiver Korrosionsschutz gilt als länger haltbar, lässt sich aber nicht überall anwenden. Dann kommt ein passiver Schutz, beispielsweise durch Anstriche, zur Anwendung.
Aktiver Korrosionsschutz gilt als länger haltbar, lässt sich aber nicht überall anwenden. Dann kommt ein passiver Schutz, beispielsweise durch Anstriche, zur Anwendung.

Korrosionsschutz

Besondere Beschichtungen für spezielle Anforderungen

Korrosion kann tonnenschwere Brücken gefährden, Windkraftanlagen ausser Gefecht setzen oder Schiffe zum Sinken bringen. Dieser Bericht erläutert wesentliche Korrosionsarten und geht auf mögliche Schutzmassnahmen durch passiven oder aktiven Korrosionsschutz ein.

Text und Bilder: RODOPI Düsseldorf

Korrosion gehört zum täglichen Leben dazu und bereits im Chemieunterricht in der Schule lernen die meisten, dass darunter die physikalische, chemische oder elektrochemische Reaktion eines metallischen Werkstoffs mit seiner Umgebung gemeint ist. Sie tritt in einem nennenswerten Umfang bei einer relativen Luftfeuchte von über 80 Prozent und einer Temperatur von über 0 °C auf. Es kann aber in Verbindung mit Meerwasser oder Streusalz schon bei viel geringerer Luftfeuchte zu Korrosion kommen. Korrosionsschutz ist daher ebenso allgegenwärtig und betrifft nahezu jedes Bauteil. «Es kommt beim Korrosionsschutz einerseits auf den richtigen Schichtaufbau an. Andererseits spielen aber auch Fertigungsprozesse, Materialpaarungen, Design oder Konstruktion eines Bauteils eine entscheidende Rolle», erklärt Ercan Kara Osman, Geschäftsführer der Rodopi Blades GmbH und Korrosionsschutzexperte.

Schicht für Schicht geschützt

Seinen Ursprung hat der Begriff Korrosion im lateinischen «corrodere» und bedeutet so viel wie «zerfressen». Die Norm SN EN ISO 8044 unterscheidet 37 verschiedene Korrosionsarten je nach Ort ihres Auftretens und definiert sie als «Reaktion eines Werkstoffs mit seiner Umgebung». Zu den häufigsten Korrosionsarten zählen die Kontaktkorrosion sowie die Flächen- und Lochkorrosion. Wie der Name impliziert, entsteht Kontaktkorrosion, wenn sich zwei metallische Werkstoffe mit unterschiedlicher Korrosionsbeständigkeit berühren, beispielsweise beim Einsatz von Schrauben und rostfreiem Stahl. Flächenkorrosion verläuft relativ gleichmässig und führt lediglich bei starken Masseverlust zu grossen Schäden. Bei einigen Metallen wie zum Beispiel Chrom kann sie zu einer Schutzschicht führen, die weitere Korrosion verhindert. Als Lochkorrosion werden punktförmige Stellen bezeichnet, die sich oftmals auch in die Tiefe ausbreiten. Sie können so eher übersehen werden und gelten deshalb als besonders tückisch. «Zur Vermeidung von Korrosion gibt es verschiedene Möglichkeiten», weiss Kara Osman und erklärt weiter: «Hier unterscheiden Experten zwischen passivem und aktivem Korrosionsschutz.» Passiver Korrosionsschutz liegt vor, wenn der zu schützende Werkstoff vom angreifenden Medium, beispielsweise Wasser, durch Anstriche getrennt wird. Zu den passiven Mitteln zählen zum Beispiel Lacke und Kunststoffbeschichtungen, aber auch Feuerverzinkung oder Emailleschichten. «Für die Reparaturen an Offshore-Windkraftanlagen tragen unsere Mitarbeiter beispielsweise in der Regel drei Lagen Beschichtungsstoff auf. Dies hängt jedoch auch von der Oberfläche und vom jeweiligen Schaden ab. Wir nutzen beispielsweise einen 2-Komponenten-Beschichtungsstoff, der sich für diesen Einsatzort besonders eignet – Sikacor», so Kara Osman. Es handelt sich hierbei um eine abriebfeste Spachtelmasse für die Ausbesserungen oder Reparaturen an beschädigten Beschichtungsflächen auf Stahl. Der lösemittelfreie, frühwasserbeständige Stoff ist darüber hinaus unter Wasser härtend. Konverterplattformen erhalten dadurch zum Beispiel einen Korrosionsschutz, der über Jahre anhält. Einige Metalle, wie beispielsweise Aluminium, Chrom oder Zink, haben aber auch die Fähigkeit, sich selbst mit einer schützenden Oxidschicht zu überziehen. In diesen Fällen wird von einer spontanen Passivierung gesprochen. Diese Oxidschicht bietet den Metallen besten Korrosionsschutz. 

Bestehende, nicht demontierbare Bauteile lassen sich mit Anstrichen bestens gegen Korrosion schützen. Wichtig dabei sind auch eine sorgfältige Vorbehandlung und die Entfernung von Schmutz und anderen losen Partikeln.
Bestehende, nicht demontierbare Bauteile lassen sich mit Anstrichen bestens gegen Korrosion schützen. Wichtig dabei sind auch eine sorgfältige Vorbehandlung und die Entfernung von Schmutz und anderen losen Partikeln.

 

«Zu den häufigsten Korrosionsarten zählen die Kontaktkorrosion sowie die Flächen- und Lochkorrosion.»  

Aktiver Schutz nicht immer einsetzbar

Aktiver Korrosionsschutz zeichnet sich demgegenüber dadurch aus, dass er direkt in die elektrochemischen Abläufe eingreift und die Korrosion damit blockiert. Es werden zwei Varianten unterschieden. Einerseits lässt sich aktiver Korrosionsschutz durch die Zugabe eines Inhibitors erreichen, der die Aggressivität der ansetzenden Elektrolyte verhindert. Ein Beispiel ist hier etwa die Oberflächenbehandlung in chemischen Bädern. Andererseits können sogenannte Opferanoden eingesetzt werden. Hier gilt es, eine Schutzschicht aufzutragen, die eine Bildung von positiven Eisen-Ionen verhindert und damit die Voraussetzungen für Rostbildung nimmt. «Wir nutzen innovative Produkte, zum Beispiel aus Zinklamellenbeschichtung, bei besonders beanspruchten Werkstoffen etwa an Brücken. Das Zink opfert sich aufgrund seines niedrigen elektrochemischen Potenzials und schützt damit das Stahlbauteil bei einem Korrosionsangriff», erklärt Kara Osman. Zwar gilt aktiver Korrosionsschutz als länger haltbar, lässt sich im Gegensatz zum passiven Schutz aber nicht überall anwenden. Auch rostfreie Werkstoffe wie Edelstahl mit einem besonders hohen Chromanteil bieten eine Alternative für den Korrosionsschutz. Allerdings sind die Anschaffungskosten meist sehr hoch. Aufgrund ihrer mangelnden Stabilität eignen sie sich darüber hinaus nicht als tragende Elemente. Da Korrosionsschutz dennoch unabdingbar ist, gilt es immer im Einzelfall die Möglichkeiten abzuwägen, um mit möglichst minimalem Wartungsaufwand die maximale Sicherheit zu gewährleisten.

Weitere Informationen: www.rodopi.de   ■