Korrosion

Korrosion beschreibt eine chemische oder elektrochemische Interaktion eines Materials mit seiner Umgebung, welche zu einer Veränderung bzw. Zerstörung des Materials führen kann.

Allgemeines

In der DIN EN ISO 8044 [11] wird Korrosion folgendermaßen definiert:

„physikochemische Wechselwirkung zwischen einem Metall und seiner Umgebung, die zu einer Veränderung der Eigenschaften eines Metalls führt und die zu erheblichen Beeinträchtigungen der Funktion des Metalls, der Umgebung oder des technischen Systems, von dem diese einen Teil bilden, führen kann.“

Im Rahmen des Korrosionsprozesses laufen aufgrund der Elektroneutralitätsbedingung immer ein anodischer und ein kathodischer Teilprozess ab [12]. Der anodische Teilprozess wird als Oxidation bezeichnet, der katodische als Reduktion. Im Rahmen der Oxidation findet die Auflösung der Anode durch Abgabe von Elektronen statt. Im kathodischen Teilschritt werden bei Anwesenheit von Oxidationsmitteln die gelösten oxidierten Stoffe und freien Elektronen aufgenommen, die Oxidationsmittel werden dabei verbraucht [4]. Ein Beispiel für die Reduktion ist die Bildung von Rost [13]. Um den Transport der Elektronen zu ermöglichen, müssen Anode und Kathode elektrisch leitend miteinander verbunden sein, z. B. durch Kontakt oder durch ein Elektrolyt [12].

anodischer Teilprozess (Oxidation)

Metallauflösung$\qquad \qquad \qquad$

$Me\leftrightarrow Me^{2+}+ze^{-}$

kathodischer Teilprozess (Reduktion)

Metallabscheidung$\qquad \qquad \qquad$	$Me^{z+}+ze^{-}\leftrightarrow Me$
Wasserstoffkorrosionstyp$\qquad \qquad \qquad$	$2H^{+}+2e^{-}\leftrightarrow H_{2}$
Sauerstoffkorrosionstyp$\qquad \qquad \qquad$	$O_{2}+2H_{2}O4e^{-}\leftrightarrow 4OH^{-}$

Korrosionsformen

Es kann allgemein zwischen Korrosionsformen mit und ohne gleichzeitige mechanische Beanspruchung unterschieden werden [4].

Korrosionsformen ohne mechanische Beanspruchung

• Flächenkorrosion: Im Rahmen der Flächenkorrosion kommt es zu einer gleichmäßigen Reduzierung der Materialstärke. Bei dieser Korrosionsform ist eine gute Voraussage des Schädigungsgrads, der Abtragungsgeschwindigkeit und des zeitlichen Verlaufs möglich.
• Lokalkorrosion: Bei der Lokalkorrosion handelt es sich beispielsweise um Mulden-, Loch-, Spalt- oder Kontaktkorrosion. Im Vergleich zur Flächenkorrosion weist die Lokalkorrosion eine höhere Prozessgeschwindigkeit und Eindringtiefe auf [13]. Sie findet ohne nennenswerten Masseverlust statt und der Schädigungsfortschritt ist äußerlich nur schwer erkennbar.

Korrosionsformen mit mechanischer Beanspruchung

• Spannungsrisskorrosion: Spannungsrisskorrosion tritt bei gegenüber Spannungsrisskorrosion empfindlichen Stählen bei Vorhandensein einer mechanischen, statischen Zugkraft und eines Angriffsmittels auf. Sie läuft ohne wesentliche Bildung von Korrosionsprodukten und Massenverlust ab. Sie führt nicht zu einer Verringerung der Zugfestigkeit, allerdings werden die Verformungskennwerte des Stahls beeinträchtigt.
• Schwingungsrisskorrosion: Schwingungsrisskorrosion tritt bei empfindlichen Stählen bei Vorhandensein einer mechanischen, dynamischen Zugkraft und eines Angriffsmittels auf.

Quellen

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