Aktiver Korrosionsschutz – so schützen Sie Metall und andere Werkstoffe vor Korrosion

Aktiver Korrosionsschutz – so schützen Sie Metall und andere Werkstoffe vor Korrosion

Der Begriff Korrosion leitet sich vom lateinischen Verb corrodere ab und bedeutet so viel wie „zernagen“. Wenn ein metallisches Objekt langsam durch andere Stoffe aus seiner Umgebung zersetzt wird, spricht man von Korrosion. Ein metallisches Werkstück, dass davon betroffen ist, verliert an Form und Stabilität. Ohne angemessenen Korrosionsschutz kann es zu starken Funktionsbeeinträchtigungen bis hin zur Unbrauchbarkeit des Metalls kommen. Es können auch andere Werkstoffe wie Glas oder verschiedenen Kunststoffe von Korrosion betroffen sein. Der wohl bekannteste Korrosionsschaden ist Rost, der vor allem dann auftritt, wenn metallische Bauteile beispielsweise mit Wasser und dem darin befindlichen Sauerstoff in Berührung kommen.

Was bedeutet aktiver und passiver Korrosionsschutz?

Es gibt zwei verschiedene Arten wie Werkstücke und Bauteile gegen Korrosion geschützt werden können: Aktiver und passiver Korrosionsschutz.

Unter passivem Korrosionsschutz versteht man die Verwendung von Lacken, Überzügen aus Gummi oder Email. Zwischen dem Auslöser der Korrosion und dem Werkstück wird eine Barriere in Form eines korrosionshemmenden Stoffes aufgetragen. Da an der chemischen Zusammensetzung des Werkstoffes nichts direkt geändert wird, spricht man von passivem Schutz.

Passiver Korrosionsschutz kann nur dann erfolgreich wirken, wenn Lacke oder andere Überzüge wirklich absolut flächig und lückenlos aufgetragen werden. Jede noch so kleine Öffnung beeinflusst den Korrosionsschutz negativ.

Als passiver Korrosionsschutz können auch andere metallische Legierungen dienen. Diese werden mit Hilfe der Galvanotechnik aufgebracht. Bei der Galvanik werden mit Hilfe eines elektrolytischen Bades winzige Metallpartikel aus der Legierung gelöst und an den Werkstoff angelagert.  Als Legierungen dienen Zinn, Kupfer, Nickel oder Blei.  Die Metalle, die hier als passiver Korrosionsschutz fungieren, haben entweder selbst die Eigenschaft nicht zu korrodieren oder bilden eine solch undurchdringliche Schutzschicht, dass eine Korrosion des darunterliegenden Metalls verhindert wird.

Wenn Korrosionsschutz an der Oberfläche nicht mehr ausreicht, wird aktiver Korrosionsschutz oder auch kathodischer Korrosionsschutz eingesetzt. Aktiver Korrosionsschutz bedeutet, dass eine Metalllegierung oder ein unedleres Metallstück am Bauteil angebracht wird, die statt des zu schützenden Metalls korrodiert. In dem Fall spricht man von einer Opferanode. Die Schutz- oder Opferanode wird zuerst von der Korrosion betroffen und verlängert so die Lebensdauer des eigentlichen Werkstückes. Hierzu eignen sich verschiedene Legierungen und Metallstücke wie Zink, Magnesium und Aluminium besonders gut.

Es gibt keinen lebenslangen Schutz vor Korrosionsschäden. Alle Maßnahmen und Verfahren zielen darauf ab, den Korrosionsprozess möglichst lange aufzuhalten und zu verlangsamen.

Wo wird aktiver Korrosionsschutz angeraten?

Bei Korrosion handelt es sich um einen elektro-chemischen Vorgang, der durch einen Potenzialunterschied zwischen dem metallischen Werkstoff und seiner Umgebung ausgelöst wird. Die Absenkung des Potenzials bewirkt eine Verlangsamung der Korrosionsgeschwindigkeit und sorgt für eine längere Lebensdauer des Werkstückes. Doch wie funktioniert das genau?

Wenn ein metallisches Bauteil mit Wasser oder Sauerstoff in Berührung kommt, werden ihm Elektronen, also negativ geladene Elementarteilchen, entzogen, während zeitgleich positiv geladene Ionen des Wassers ins Metall übergehen. Da die sogenannte Opferschicht aus Zink oder Magnesium beispielsweise negativer als Werkstück aus Eisen ist, gibt diese Schicht die negativen Elektronen an die Umgebung ab und nimmt die positiv geladenen Ionen an Stelle des Eisens auf und korrodiert als erstes, während das eigentliche Bauteil unberührt bleibt.

Im Schiffsbau werden zum Beispiel Zinkblöcke am liegenden Rumpf angebracht. Zusammen mit dem Trägermetall des Schiffes bilden diese Opferanoden eine elektrochemische Einheit und korrodieren zuerst. Im haushaltsnahen Bereich empfiehlt sich ein aktiver Korrosionsschutz zum Beispiel im Bereich von Balkonbrüstungen aus Eisen oder Dachrinnen. Im Haus installierte Warmwasserspeicher werden auf die gleiche Art und Weise vor Korrosion geschützt. Viele Warmwasserspeicher sind mit einer Zinkschicht im Innenraum überzogen. Diese Schicht würde sich durch den ständigen Kontakt mit Wasser nach und nach auflösen. Eine Opferanode aus Magnesium oder Aluminium, die meist am Tank angeschraubt wird, zersetzt sich anstelle der Zinkbeschichtung und der Kessel ist solange vor Rostschaden geschützt bis die Opferanode verbraucht wird.

Opferanoden müssen nach Verschleiß sofort ausgetauscht werden, da sonst das zu schützende Metall angegriffen wird und der entstehende Schaden sehr kostenintensiv werden kann.

Eine aufwendigere Art des aktiven Korrosionsschutzes wird mit Hilfe von Fremdstrom erzielt. In industriellen Bereichen, die mit hohen Investitionskosten verknüpft sind, wie zum Beispiel Erdölpipelines aus Stahl, wird mit solchen Verfahren gearbeitet. In einigem Abstand zur Pipeline werden Elektroden angebracht, die mit einer Gegenspannung gespeist werden. Der gegensätzliche Pol liegt an der Stahl-Pipeline selbst. Somit entsteht ein Spannungsgefälle, das das Gefälle zwischen dem Meeresboden und den Metallrohren der Pipeline ausgleicht. Die Korrosionsgeschwindigkeit wird somit auf ein Minimum reduziert und kann daher vernachlässigt werden.

Zusammenfassung

Ziel des Korrosionsschutzes ist es, die Bildung von Rost möglichst lange hinauszuzögern. Je nach Einsatzgebiet bieten sich entweder aktive oder passive Verfahren an. Bauteile, die dauerhaft mit Feuchtigkeit in Berührung kommen werden am besten mit einem aktiven Korrosionsschutz behandelt.

Artikelbild: watcharapol / Bigstock.com

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