WEBVTT Kind: captions Language: de 00:00:00.470 --> 00:00:02.000 [Musik] 00:00:20.000 --> 00:00:25.742 Ja, auch ich darf Sie begrüßen zu meinem Vortrag, wie die Kollegin Anne bereits erwähnt hat: 00:00:25.742 --> 00:00:28.298 Mechanismen und Grundlagen der Korrosionsentstehung. 00:00:28.298 --> 00:00:29.769 Was ist eine Korrosion? 00:00:29.769 --> 00:00:31.990 Das möchte ich Ihnen heute etwas näherbringen. 00:00:33.594 --> 00:00:40.990 Starten wir zuerst mit der großen Definition: Was ist Korrosion? 00:00:41.000 --> 00:00:45.990 Korrosion ist eine Wechselwirkung eines Metalls mit der Umgebung. 00:00:46.694 --> 00:00:52.020 Diese Wechselwirkung kann zu der Veränderung der Eigenschaften des Metalls führen, 00:00:52.431 --> 00:00:58.588 und durch diese Veränderung der Eigenschaft kann auch die Funktion beeinträchtigt werden von einem Metall. 00:00:59.298 --> 00:01:09.144 Das heißt, eine Korrosion kann dazu führen, dass die Funktion eines Bauteils sich maßgeblich verändert. 00:01:11.201 --> 00:01:19.055 Bevor ich mit der Korrosion weiter oder mit dem Vortrag weiter voranschreiten kann im Bezug auf Korrosion, 00:01:19.055 --> 00:01:22.804 möchte ich hier zuerst einige Begrifflichkeiten einführen. 00:01:23.195 --> 00:01:26.041 Das eine ist der Begriff Potenzial. 00:01:26.041 --> 00:01:27.990 Was ist das Potenzial überhaupt? 00:01:28.977 --> 00:01:32.967 Das Potenzial ist eine elektrochemische Größe. 00:01:32.967 --> 00:01:38.196 Das bedeutet, dass das Potenzial eine Eigenschaft des Metalls ist. 00:01:38.591 --> 00:01:47.861 Eine Eigenschaft, die das Metall in einer Lösung aufweist und ob in einer Lösung das Metall Metallionen bildet oder nicht. 00:01:48.118 --> 00:01:51.781 Kurz gesagt, ob sich das Metall in einer Lösung auflösen kann. 00:01:53.000 --> 00:01:55.990 Das Potenzial bezieht sich immer auf eine Bezugsgröße. 00:01:56.000 --> 00:02:01.990 In der Regel kann das die normale Wasserstoffelektrode sein und kann somit definiert werden. 00:02:02.669 --> 00:02:07.656 Wir sollten uns also bewusst sein, dass das Potenzial eine Materialeigenschaft ist. 00:02:07.990 --> 00:02:16.331 Diese Materialeigenschaft ist für jedes Material, für jedes Metall anders oder es kann anders sein. 00:02:20.289 --> 00:02:25.813 Als weiterer Begriff ist wichtig, das galvanische Element zu erwähnen. 00:02:25.942 --> 00:02:35.000 Das galvanische Element ist so definiert: Wenn zwei Metalle elektrisch leitend verbunden in einer Lösung vorliegen, 00:02:35.000 --> 00:02:39.653 entsteht eine Potenzialdifferenz zwischen den beiden Metallen. 00:02:40.980 --> 00:02:48.427 Diese Potenzialdifferenz zwischen Metall 1 und 2 kann anhand der Spannungsreihe berechnet oder abgeschätzt werden. 00:02:50.619 --> 00:03:03.032 Die auftretende Potenzialdifferenz der beiden Metalle beschreibt, wie sich das Metall 1 in Kontakt zu Metall 2 verhält 00:03:03.032 --> 00:03:08.084 und ob elektrochemische Reaktionen ablaufen und wenn ja, welche. 00:03:08.831 --> 00:03:14.707 Es beschreibt also, allgemein gesagt, ob ein Metall edel oder unedel ist. 00:03:15.823 --> 00:03:17.300 Halten wir also auch hier fest: 00:03:17.300 --> 00:03:25.318 Das galvanische Element ist, wenn zwei Metalle elektrisch verbunden in einer Lösung in Kontakt zueinander stehen. 00:03:28.719 --> 00:03:33.733 Ein weiterer wichtiger Begriff für die Korrosion ist die elektrochemische Spannungsreihe. 00:03:34.376 --> 00:03:41.939 Diese elektrochemische Spannungsreihe dient zum Vergleich der einzelnen Potenziale einzelner Metalle. 00:03:43.363 --> 00:03:50.784 Auf der rechten Seite in dem Diagramm ist dargestellt, auf der y-Achse, das Normalpotenzial. 00:03:51.993 --> 00:03:55.630 Das Normalpotenzial für die einzelnen Metalle. 00:03:56.000 --> 00:04:02.630 Von links nach rechts sortiert sind einzelne Materialien, in der Regel sind es Metalle. 00:04:03.643 --> 00:04:10.000 Links sind die negativen Potenziale angesiedelt, also Metalle mit negativem Potenzial. 00:04:10.453 --> 00:04:14.450 Die werden sich eher unedel verhalten. 00:04:14.794 --> 00:04:22.784 Weiter rechts angesiedelt sind hingegen Metalle, die einen edlen Charakter haben, also ein positives Potenzial. 00:04:25.932 --> 00:04:28.743 Ich möchte hier fokussieren auf ein Beispiel. 00:04:28.743 --> 00:04:40.990 Steht beispielsweise Eisen mit Zink in Verbindung, kann die Potenzialdifferenz der einzelnen Potenziale abgeleitet werden. 00:04:41.669 --> 00:04:43.990 Hier auf der linken Seite dargestellt. 00:04:44.489 --> 00:04:53.990 Wir können also sagen, dass wenn Eisen mit Zink in Verbindung steht, das Eisen einen unedlen Charakter hat. 00:04:54.746 --> 00:05:03.427 Pardon, dass Eisen hat einen edleren Charakter hat, wenn es in Verbindung mit dem unedlen Zink steht. 00:05:03.427 --> 00:05:14.000 Das Eisen wird also in dieser Verbindung als Kathode fungieren und das unedle Zink wird als Anode fungieren. 00:05:14.283 --> 00:05:20.656 Das bedeutet, das unedle Zink würde sich bei dieser Materialpaarung eher auflösen. 00:05:21.617 --> 00:05:33.266 Halten wir also hier in dieser Folie fest, dass die elektrochemische Spannungsreihe die Einteilung der Metalle in unedle oder edle Bereiche definiert 00:05:33.266 --> 00:05:40.493 und es erlaubt, die Metalle miteinander oder in Verbindung zueinander abzuschätzen, wie die Potenziale sind. 00:05:44.607 --> 00:05:49.270 Ein weiter wichtiger Begriff in der Korrosionskunde ist der Korrosionsstrom. 00:05:50.694 --> 00:05:59.835 Der Korrosionsstrom wird durch die unterschiedlichen Potenzialdifferenzen definiert und andere Einflussgrößen. 00:06:00.401 --> 00:06:11.707 Das heißt, eine hohe Potenzialdifferenz der beiden Metalle kann zu einem erhöhten Korrosionsstrom und darüber zu einer stärkeren Korrosion führen eines Metalls. 00:06:13.260 --> 00:06:20.424 Neben den Potenzialunterschieden sind aber auch weitere Einflussfaktoren wichtig zu nennen, die den Korrosionsstrom beeinflussen. 00:06:21.591 --> 00:06:29.424 Das eine ist die Zusammensetzung der Lösung, die Zusammensetzung des flüssigen Mediums um das Metall oder um die Materialpaarung herum. 00:06:30.350 --> 00:06:35.000 Beispielsweise die Leitfähigkeit der Lösung spielt eine Rolle oder auch der pH-Wert. 00:06:35.000 --> 00:06:39.990 Ist es eine saure oder eine alkalische oder eine neutrale Lösung? 00:06:40.874 --> 00:06:52.864 Die Umgebungsbedingungen der Luft, die natürlich eine Wechselwirkung zum Medium hat, wird auch den Korrosionsstrom beeinflussen. 00:06:52.864 --> 00:06:59.990 So beispielsweise die Temperatur oder der Sauerstoffgehalt der Luft, der den Sauerstoffgehalt in der Lösung auch beeinflusst. 00:07:00.591 --> 00:07:08.580 Der Zustand des Metalls wird ebenfalls den Korrosionsstrom beeinflussen, das heißt, sind Oxidschichten ausgebildet, 00:07:08.580 --> 00:07:14.518 sind Passivschichten des Metalls vorhanden oder eines Metalls vorhanden oder ist gar eine Beschichtung, 00:07:14.518 --> 00:07:17.450 eine isolierende Beschichtung auf einem Metall vorhanden. 00:07:19.147 --> 00:07:21.578 Ich möchte noch mal zusammenfassen die Folie. 00:07:21.578 --> 00:07:29.051 Die Geschwindigkeit der Korrosion kann auf jeden Fall mit Hilfe des Korrosionsstroms abgeschätzt werden. 00:07:29.209 --> 00:07:33.759 Dieser ist durch verschiedene Bedingungen gegeben. 00:07:39.581 --> 00:07:43.331 Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Flächenregel bei der Korrosion. 00:07:44.283 --> 00:07:54.270 Die Flächenregel besagt, dass die Korrosionsgeschwindigkeit des unedlen Metalls proportional zur Anodenstromdichte ist. 00:07:55.196 --> 00:08:00.244 Das sind schwierige Wörter, die man vielleicht ganz einfach erklären kann oder erklären sollte. 00:08:01.669 --> 00:08:04.579 Wir haben eine Anode und eine Kathode. 00:08:05.000 --> 00:08:09.486 Die Anode ist das unedle Metall, was sich auflösen wird. 00:08:10.000 --> 00:08:13.997 Entscheidend für die Auflösung der Geschwindigkeit sind die Flächenverhältnisse. 00:08:14.927 --> 00:08:26.117 Wir können also sagen, existiert eine große Anode, also eine große Fläche eines unedlen Metalls, was sich auflöst, 00:08:26.117 --> 00:08:34.263 und kleine Kathodenbereiche dazu, also eines edleren Metalls, wird es zu einem langsam korrosiven Abtrag kommen, 00:08:34.263 --> 00:08:39.486 also zu einer gleichmäßigen, großen Korrosion, die aber langsam voranschreiten wird. 00:08:40.775 --> 00:08:44.476 Anders ist es, wenn die Flächenverhältnisse sich ändern. 00:08:45.000 --> 00:08:51.484 Wenn eine große Kathode und eine kleine Anode elektrisch verbunden sind, 00:08:51.484 --> 00:08:57.205 dann wird diese große Kathode zu einer erhöhten Stromdichte bei der kleinen Anode führen. 00:08:57.846 --> 00:09:01.836 Das heißt, die kleine Anode wird sich schneller auflösen. 00:09:02.343 --> 00:09:04.587 Die Korrosion wird schneller vorangehen. 00:09:05.873 --> 00:09:08.587 Ich möchte auch nochmal hier zusammenfassen, 00:09:08.587 --> 00:09:15.131 dass das Verhältnis Anoden-Fläche zu Kathoden-Fläche ein sehr wichtiger Einflussfaktor für die Korrosion ist. 00:09:23.774 --> 00:09:26.995 Ich möchte hier aufzeigen: die einzelnen Einflussfaktoren. 00:09:26.995 --> 00:09:29.990 Welche Einflussfaktoren können wir unterscheiden bei der Korrosion? 00:09:30.746 --> 00:09:36.913 Es sind die einzelnen Verbindungen der verschiedenen Wechselwirkungen. 00:09:36.913 --> 00:09:44.476 Die Wechselwirkungen des Werkstoffes, die Wechselwirkungen des Mediums und gegebenenfalls Belastungen. 00:09:46.209 --> 00:09:53.492 Als Beispiele für Wechselwirkungen, die die Korrosion beeinflussen des Werkstoffes, habe ich hier aufgezeigt, 00:09:53.492 --> 00:09:58.158 sind einmal die Legierungszusammensetzungen verschiedener Stähle, verschiedener Materialien, 00:09:58.158 --> 00:10:02.773 aber auch Gefügestrukturen der Materialien können hier einen Einfluss haben. 00:10:04.505 --> 00:10:10.714 Einflussfaktoren, die dem Medium oder den Umgebungsbedingungen zuzurechnen sind, 00:10:10.714 --> 00:10:17.103 sind natürlich Temperatur, die chemische Zusammensetzung des Umgebungsmediums ... 00:10:17.103 --> 00:10:22.335 Ist es eine Säure, eine Lauge? Ist es Luft, ist es eine feuchte Luft, ist es eine trockene Luft? 00:10:23.540 --> 00:10:28.093 Aber auch Strömungsbedingungen, Strömungsbedingungen beispielsweise in einer Rohrleitung. 00:10:28.093 --> 00:10:34.733 Auch diese können und werden einen Einfluss auf die Korrosion haben und sind damit eine sehr wichtige Wechselwirkung. 00:10:35.823 --> 00:10:46.093 Belastungen vom Material, wie beispielsweise Zug- oder Eigenspannungen, aber auch Thermospannungen in Materialien, sind wichtige Einflussfaktoren für die Korrosion. 00:10:46.247 --> 00:10:53.733 So können beispielsweise Schweißnähte an Rohrleitungen einen sehr großen Einfluss auf die Korrosion haben. 00:10:59.532 --> 00:11:10.941 Die Einteilung der einzelnen Korrosionsformen, der einzelnen Korrosionsgruppierungen ist nicht einfach. 00:11:10.941 --> 00:11:14.537 Die gibt es in der Literatur sehr häufig und sehr verschieden. 00:11:14.537 --> 00:11:21.527 Ich habe versucht, hier auf der linken Seite der Folie einige Einteilungen zusammenzufassen, die wesentlich sind aus meiner Sicht. 00:11:21.640 --> 00:11:28.630 Das eine ist die Einteilung der unterschiedlichen Korrosionsarten auf den Angriff, auf die Angriffsform der Korrosion. 00:11:29.000 --> 00:11:33.971 Entsteht die Korrosion sehr lokal, ist es also ein lokaler Angriff der Korrosion. 00:11:34.786 --> 00:11:44.476 Oder man kann auch unterscheiden, ob ein sehr flächiger, also gleichmäßiger Angriff des gesamten Bauteils vonstatten geht. 00:11:45.000 --> 00:11:49.990 Auch die Eingruppierung aufgrund der unterschiedlichen Beanspruchungen ist entscheidend. 00:11:50.283 --> 00:11:54.497 Hier kann man beispielsweise unterscheiden, ob es eine mechanische Belastung gibt 00:11:54.497 --> 00:11:58.957 oder ob keine mechanische Belastung die Korrosion unterstützen kann. 00:11:59.692 --> 00:12:06.988 Auch aufgrund der verschiedenen Reaktionspartner kann eine Einteilung der Korrosionsformen, der Korrosionsarten erfolgen. 00:12:07.666 --> 00:12:15.428 Hier als Beispiel die Sauerstoffkorrosion, die Wasserstoffkorrosion oder die mikrobiologische Korrosion. 00:12:15.428 --> 00:12:19.550 Alle drei Korrosionen anhand der verschiedenen Reaktionspartner. 00:12:21.437 --> 00:12:25.501 Die Eingruppierung aufgrund der Umgebung ist natürlich auch möglich. 00:12:25.732 --> 00:12:29.118 So kann man beispielsweise über Fremdstromkorrosionen nachdenken, 00:12:29.298 --> 00:12:37.501 Hochtemperaturkorrosionen in bestimmten Anwendungsbereichen, bestimmten Anlagen oder die wasserstoffinduzierte Korrosion. 00:12:38.684 --> 00:12:46.321 Auch hier nochmal der Hinweis, es gibt viele Möglichkeiten der Eingruppierung und hier nur einige Beispiele davon. 00:12:47.761 --> 00:12:52.630 Ich möchte in den nächsten Folien auf drei wesentliche Beispiele eingehen. 00:12:53.350 --> 00:12:56.910 Das erste Beispiel ist die Sauerstoffkorrosion. 00:13:01.307 --> 00:13:06.980 Bei der Sauerstoffkorrosion möchte ich, wie oben rechts schematisch dargestellt, 00:13:08.189 --> 00:13:18.384 anhand von einem Eisensubstrat, also von Stahl, das mit einem Wassertropfen belegt ist, erklären, welche Reaktionen ablaufen und auf was zu achten ist. 00:13:19.000 --> 00:13:22.098 Das zweite Beispiel ist die sogenannte Wasserstoffkorrosion. 00:13:22.947 --> 00:13:27.627 Erneut ein Eisensubstrat, das beaufschlagt wurde mit einer Säure. 00:13:28.836 --> 00:13:34.987 Und als dritte Korrosionsart, auf die ich näher eingehen möchte, die sogenannte Kontaktkorrosion, 00:13:36.386 --> 00:13:43.024 bei der zwei verschiedene Metalle, elektrisch leitend verbunden, ein galvanisches Element bilden 00:13:43.796 --> 00:13:47.761 und in einer wässrigen Lösung zusammengeführt wurden. 00:13:48.785 --> 00:13:50.946 Starten wir mit der Sauerstoffkorrosion. 00:13:51.610 --> 00:14:00.000 Wir haben also als Substrat Eisen bzw. Stahl, auf dem ein Wassertropfen vorhanden ist. 00:14:01.000 --> 00:14:06.990 Aus der Umgebungsluft kann Sauerstoff wechselwirken mit dem Wasser. 00:14:07.000 --> 00:14:10.958 Das heißt, der Sauerstoff wird auch in dem Wasser vorhanden sein. 00:14:13.000 --> 00:14:16.476 Diese Korrosionsart ist eine der häufigsten Korrosionsarten. 00:14:16.666 --> 00:14:22.087 Alle Metalle, die unterhalb des Sauerstoffpotenzials liegen, können hier betroffen sein. 00:14:23.486 --> 00:14:26.306 Der Name sagt, der Sauerstoff ist entscheidend. 00:14:26.306 --> 00:14:29.036 Der Sauerstoff dient als Reaktionspartner. 00:14:30.254 --> 00:14:35.665 Wie erwähnt, liegt in dem Wasser der Sauerstoff vor. 00:14:36.010 --> 00:14:37.990 Es können sich zwei Schichten ausbilden. 00:14:38.000 --> 00:14:42.980 Im Randbereich kann eine hohe Sauerstoffkonzentration vorliegen 00:14:43.642 --> 00:14:50.784 und im Wassertropfeninneren, in dem Mittelbereich, wird die Sauerstoffkonzentration geringer sein. 00:14:52.257 --> 00:14:58.581 Die Reaktion des Sauerstoffs wird also bevorzugt im Randbereich vonstatten gehen, des Wassertropfens. 00:14:58.581 --> 00:15:01.540 Dort wird sich die sogenannte Kathode ausbilden. 00:15:01.771 --> 00:15:10.681 Die Kathode bedeutet, dass an dieser Stelle des Eisens keine Auflösung stattfindet, sondern eine Reduktion des Sauerstoffes. 00:15:11.000 --> 00:15:14.141 Also eine Reduktion, keine Auflösung des Metalls. 00:15:15.000 --> 00:15:23.990 Im Metallinneren, wo es weniger Sauerstoff gibt, wird die Metallauflösung vonstatten gehen. 00:15:24.000 --> 00:15:28.656 Das heißt, hier ist der anodische Bereich angesiedelt. 00:15:29.231 --> 00:15:33.221 Wir haben also zwei unterschiedlich ausgeprägte Bereiche des Substrats. 00:15:33.334 --> 00:15:38.990 Im Randbereich die Kathode, in der Mitte die Anode, die sich auflöst. 00:15:39.463 --> 00:15:48.219 Das Eisen wird in Lösung gehen, es wird aufgelöst werden und wird sich wiederum als Rost, als Eisenhydroxid, ablagern. 00:15:49.453 --> 00:15:53.595 Diese Form der Korrosion nennen wir Sauerstoffkorrosion. 00:15:57.000 --> 00:16:02.396 Als weiteres Beispiel, hier aufgezeigt in dieser Folie, ist die Wasserstoffkorrosion. 00:16:04.000 --> 00:16:08.714 Hier haben wir erneut ein Substrat, das Eisen ist, also ein Stahl. 00:16:09.691 --> 00:16:17.469 Die Umgebung hier ist nicht eine pH-neutrale oder vielleicht leicht alkalische Lösung, sondern eine saure Lösung, eine Säure. 00:16:19.707 --> 00:16:26.309 Dieser Korrosionsvorgang ... es ist wichtig, dass wir festhalten, dass dieser auch ohne Sauerstoff stattfinden kann. 00:16:26.463 --> 00:16:29.127 Hier ist der Reaktionspartner nicht zwingend Sauerstoff. 00:16:29.127 --> 00:16:32.553 Dieser kann zusätzlich vorliegen, muss aber nicht. 00:16:35.160 --> 00:16:46.990 Liegt eine Säure vor, liegen durch die Säure in der Lösung Wasserstoffionen vor, H+-Ionen. 00:16:47.000 --> 00:16:51.990 Diese H+-Ionen können als Reaktionspartner an der Kathode dienen. 00:16:52.411 --> 00:17:02.401 Das heißt, wir haben erneut einen Kathodenvorgang, bei dem Wasserstoffionen reduziert und als Wasserstoff abtransportiert werden können. 00:17:02.812 --> 00:17:11.758 Als Gegenreaktion an der Anode fungiert erneut die Metallauflösung, das heißt die Eisenauflösung. 00:17:12.272 --> 00:17:20.500 Hier ist wichtig zu erwähnen, dass nicht eine Eisenoxyd-, eine Eisenhydroxidbildung, also eine Rostbildung stattfinden muss, 00:17:20.500 --> 00:17:28.504 sondern die Eisenionen können in der sauren Lösung, in der sauren Umgebung bleiben, ohne einen Niederschlag zu bilden. 00:17:28.504 --> 00:17:31.884 Das heißt, die Korrosionsprodukte müssen nicht sichtbar sein. 00:17:33.617 --> 00:17:43.526 Ebenfalls wichtig zu erwähnen ist, dass bei dieser Korrosionsart Anoden- und Kathodenbereiche auftreten am Metall, 00:17:43.526 --> 00:17:52.495 aber diese gleichmäßig verteilt sein können über die gesamte Oberfläche, nicht abhängig wie bei der Sauerstoffkorrosion vom Sauerstoffgehalt des Wassertropfens. 00:17:54.234 --> 00:18:01.118 Ebenfalls ganz wichtig zu erwähnen ist, dass alle edlen und unedlen Metalle davon betroffen sein können. 00:18:01.118 --> 00:18:06.321 Alle Metalle, die in dieser Säure, in dieser Lösung nicht stabil sein werden. 00:18:09.829 --> 00:18:16.501 Als letztes Beispiel der Korrosionsarten möchte ich Ihnen die Kontaktkorrosion näher bringen. 00:18:17.299 --> 00:18:24.707 Hier sind zwei Metalle, ein unedles Metall und ein edles Metall, elektrisch leitend verbunden in eine Lösung eingetaucht. 00:18:25.000 --> 00:18:27.990 In unserem Beispiel in eine wässrige Lösung. 00:18:30.623 --> 00:18:37.990 Als Beispiel dient hier das Metall Zink, was sich unedler verhalten wird als das Metall Eisen. 00:18:38.386 --> 00:18:45.000 Das Zink bildet also die Anode und wird sich bevorzugt auflösen. 00:18:47.253 --> 00:18:52.067 Das konnten oder können wir aufgrund der elektrochemischen Spannungsreihe abschätzen. 00:18:52.504 --> 00:18:57.669 Ein paar Folien vorher hatte ich gezeigt, dass Zink weiter links in der Spannungsreihe steht, 00:18:57.669 --> 00:19:03.512 damit ein unedleres, ein negativeres Potenzial aufweist und somit als Anode fungieren wird. 00:19:05.929 --> 00:19:15.990 Als Kathodenreaktion kann hier einmal die Wasserstoffionenreduktion vorliegen oder auch die Sauerstoffreduktion. 00:19:16.000 --> 00:19:17.990 Das ist abhängig von der Lösung. 00:19:18.000 --> 00:19:28.213 Wichtig ist, dass sich hier nicht das edlere Metall auflöst, an der die Kathode definiert wurde, sondern das unedle Metall wird sich auflösen. 00:19:30.639 --> 00:19:40.120 Ebenfalls auch durch die Flächenregel bzw. die Berücksichtigung der elektrochemischen Spannungsreihe können wir festhalten, 00:19:40.120 --> 00:19:48.284 dass ein hoher Potenzialunterschied, eine hohe Potenzialdifferenz zu einer stärkeren, zu einer schnelleren Korrosion führen kann. 00:19:52.486 --> 00:20:02.476 Als Beispiel der Kontaktkorrosion habe ich hier in der Literatur ein interessantes Vorhaben gefunden. 00:20:03.000 --> 00:20:09.751 Wir haben zwei Stücke Edelstahlrohr, die mit einem verzinkten Fitting verbunden wurden. 00:20:09.751 --> 00:20:11.125 Ist das eine gute Idee? 00:20:11.125 --> 00:20:12.244 Ja oder nein? 00:20:13.437 --> 00:20:19.552 Wird durch Kondensatbildung beispielsweise die Oberfläche hier mit Wasser benetzt, mit einem Wassertropfen ... 00:20:19.552 --> 00:20:21.652 Was wird passieren? 00:20:23.591 --> 00:20:30.758 Der Edelstahl, wissen wir aus der Spannungsreihe, wird sich edler verhalten als das Zink, das Zink der Verzinkung. 00:20:30.758 --> 00:20:37.177 Das bedeutet, das Zink wird sich auflösen und wird Weißrost bilden. 00:20:37.860 --> 00:20:40.331 Das habe ich Ihnen hier unten dargestellt. 00:20:40.331 --> 00:20:47.475 Das ist eine neutrale, unkorrodierte Zinkoberfläche mit einem technischen Finish. 00:20:48.643 --> 00:20:53.378 Durch den voranschreitenden Korrosionsfortschritt wird Weißrost entstehen 00:20:53.378 --> 00:21:00.976 und irgendwann wird noch mehr Weißrost entstehen und eine deutliche Oberflächenveränderung hervorrufen. 00:21:01.492 --> 00:21:08.849 Das ist auch hier oben sichtbar mit den Weißrostspuren, mit den Ablaufspuren über diesen Fitting hinweg. 00:21:10.460 --> 00:21:19.190 Das bedeutet, wir können sagen, dass durch eine ungeeignete Materialauswahl auch bei Rohrleitungen Probleme entstehen können. 00:21:19.190 --> 00:21:20.950 Probleme, die wir vermeiden können. 00:21:21.269 --> 00:21:22.970 Wie können wir diese vermeiden? 00:21:22.970 --> 00:21:23.701 Ganz einfach. 00:21:23.701 --> 00:21:30.321 Mit einem entsprechenden Fitting, der eine kleinere Potenzialdifferenz zu dem Rohr-Edelstahl hat. 00:21:30.563 --> 00:21:32.553 Im besten Fall ist es ein Edelstahl-Fitting. 00:21:37.449 --> 00:21:43.274 Ich möchte weiter den Korrosionsschutz erklären. 00:21:43.927 --> 00:21:46.938 Dieser kann auch eingeteilt werden in verschiedene Gruppierungen. 00:21:47.540 --> 00:21:57.041 Einmal den aktiven Korrosionsschutz, da ist als Beispiel der kathodische Korrosionsschutz oder eine Schutzanode definiert. 00:21:57.041 --> 00:22:04.221 Der passive Korrosionsschutz ist dann gegeben, wenn wir ein Edelstahlmaterial haben und eine Schutzbeschichtung, eine Lackierung. 00:22:05.000 --> 00:22:08.013 Das bezeichnen wir als passiven Korrosionsschutz. 00:22:08.759 --> 00:22:11.837 Und als Letztes wäre auch ein konstruktiver Korrosionsschutz denkbar. 00:22:11.837 --> 00:22:15.984 Durch geeignete Werkstoffauswahl gerade bei Mischinstallationen. 00:22:17.801 --> 00:22:22.531 In den nächsten beiden Folien möchte ich den kathodischen Korrosionsschutz genauer betrachten. 00:22:24.000 --> 00:22:29.204 Und als zweites Beispiel den passiven Korrosionsschutz, bei dem wir eine Lackierung haben. 00:22:34.589 --> 00:22:37.053 Zunächst der kathodische Korrosionsschutz. 00:22:37.654 --> 00:22:41.784 Hier haben wir erneut zwei Metalle elektrisch verbunden in einer Lösung. 00:22:42.206 --> 00:22:51.322 Eine Besonderheit hier sind allerdings die Metalle: Wir haben einmal ein Stahlsubstrat und als zweites eine Zinkschicht. 00:22:52.145 --> 00:22:54.990 Diese Zinkschicht wird an der Oberfläche vorliegen. 00:22:55.463 --> 00:23:01.720 Wie bereits eben erwähnt, bei dem verzinkten Fitting, wird das Zink leicht korrodieren können. 00:23:02.013 --> 00:23:04.501 Ein Materialabtrag wird vonstatten gehen. 00:23:04.758 --> 00:23:13.247 Nach einiger Zeit kommt es zu dem Kontakt des Umgebungsmediums, der wässrigen Lösung, mit dem Substrat Eisen. 00:23:13.478 --> 00:23:15.289 Was passiert? 00:23:18.221 --> 00:23:22.300 Es passiert, dass ein kathodischer Korrosionsschutz eintritt. 00:23:22.506 --> 00:23:34.196 Das heißt, unter normalen Bedingungen wird die Zinkschicht korrodieren und das Substrat Eisen davor schützen, korrosiv angegriffen zu werden. 00:23:34.196 --> 00:23:39.990 Wir wissen, Eisen ist edler als Zink und wir wissen, Zink löst sich auf. 00:23:40.463 --> 00:23:47.681 Das heißt, wir haben einen aktiven kathodischen Korrosionsschutz des Substrates Eisen hier. 00:23:48.453 --> 00:23:53.990 Unten dargestellt, erneut mit den Oberflächenaufnahmen einer rostenden Zinkschicht. 00:23:54.000 --> 00:24:02.177 Ausgehend von keiner Oberflächenveränderung mit Korrosionsfortschritt zu einer sehr starken Weißrostbildung 00:24:02.177 --> 00:24:09.040 bis hin zu dem Punkt, wo der kathodische Korrosionsschutz unzureichend ist. 00:24:09.040 --> 00:24:15.156 Das ist dann vorhanden, wenn das Substratmaterial anfängt zu rosten, 00:24:15.156 --> 00:24:20.396 wenn nicht mehr ausreichend Zink zur Verfügung steht, um aufgelöst zu werden. 00:24:20.670 --> 00:24:28.750 Das ist dann der Fall, wenn das komplette Zink oxidiert und in Oxidform vorliegt 00:24:28.750 --> 00:24:31.539 und nicht mehr ausreichende Potenzialunterschiede generieren kann. 00:24:32.000 --> 00:24:41.025 Wir können also festhalten: Bei dem kathodischen Korrosionsschutz kann die Korrosion der Zinkschicht das darunterliegende Material, 00:24:41.025 --> 00:24:46.805 in dem Fall Eisen, vor einer Korrosion, vor einem korrosiven Angriff schützen. 00:24:50.926 --> 00:24:55.193 Als zweites Beispiel habe ich hier den passiven Korrosionsschutz mitgebracht. 00:24:56.309 --> 00:25:06.329 Der passive Korrosionsschutz ist dann gegeben, wenn wir ein Metall haben, ein Eisen, ein Stahlsubstrat, was wir mit einer Lackierung geschützt haben. 00:25:06.329 --> 00:25:09.730 Diese Lackierung kann aber natürlich einen Kratzer enthalten. 00:25:12.183 --> 00:25:19.453 Haben wir nun erneut eine wässrige Lösung in Form von einem Wassertropfen, kann es zu einer Rostbildung kommen. 00:25:19.453 --> 00:25:24.678 Diese Rostbildung startet an dem Kratzer natürlich im Kratzertal. 00:25:26.000 --> 00:25:32.710 Das Eisen bildet Rost, was gegebenenfalls sichtbar ist, durch den Kratzer hindurch. 00:25:33.003 --> 00:25:37.273 Aber es muss nicht zwangsläufig auf den ersten Blick erkennbar sein. 00:25:37.839 --> 00:25:46.540 Das heißt, die Korrosion kann unterhalb der Schutzschicht durch den Kratzer hindurch weiter voranschreiten, 00:25:46.540 --> 00:25:55.000 ohne dass wir das aufgrund von Oberflächenaufnahmen direkt erkennen können oder nur erschwert erkennen können. 00:25:56.842 --> 00:26:03.140 Ich möchte also hier zusammenfassen, dass die Korrosion unterhalb von Schutzschichten möglich ist, 00:26:03.629 --> 00:26:07.538 aber nicht zwingend erkennbar ist, zumindest nicht auf den ersten Blick. 00:26:12.566 --> 00:26:15.842 Wie können wir nun die Gefahren der Korrosion erkennen? 00:26:15.842 --> 00:26:17.399 Auf was müssen wir achten? 00:26:18.386 --> 00:26:27.376 Anhand der Wechselwirkung, Werkstoffmedien und Belastung habe ich hier versucht, einzelne Gefahrenquellen kenntlich zu machen. 00:26:28.040 --> 00:26:33.140 Basierend auf verschiedenen Werkstoffen kann die Kontaktkorrosion entstehen. 00:26:33.140 --> 00:26:37.000 Als Beispiel habe ich Ihnen hier mitgebracht; eine Flanschverbindung einer Rohrleitung. 00:26:37.257 --> 00:26:45.247 Hier wurde das Material des Flanschs und das Material der Schrauben falsch im Vergleich zu der Rohrleitung gewählt. 00:26:45.247 --> 00:26:55.990 Ebenfalls, wie eben auch schon erwähnt, eine Beschädigung der Schutzschicht kann natürlich zu einer Oberflächenveränderung, einer Korrosion führen. 00:26:57.903 --> 00:27:02.080 Neben der beschädigten Schutzschicht kann man natürlich auch erwähnen, 00:27:02.080 --> 00:27:08.418 dass unterhalb von Isolationsmaterialien korrosive Vorgänge vonstatten gehen, die wir nicht erkennen können von außerhalb, 00:27:08.418 --> 00:27:15.630 ohne die Isolation wegzunehmen, ohne diese zu überprüfen oder unterhalb dieser zu überprüfen. 00:27:17.893 --> 00:27:22.990 Die Gefahr durch das Medium kann gegeben sein, wenn wir Säureangriffe haben. 00:27:23.512 --> 00:27:32.219 Aber auch strömungsindizierte Korrosion oder ultraschallindizierte Korrosion kann ein gewisses Gefahrenpotenzial ausbreiten. 00:27:32.502 --> 00:27:41.380 Sehen Sie hier links unten, das ist ein Messingteil, was durch Ultraschall lokal korrosiv aufgelöst und angegriffen wurde. 00:27:43.592 --> 00:27:47.772 Eine weitere Gefahr der Belastung der Korrosion ist hier rechts unten dargestellt. 00:27:47.772 --> 00:27:50.656 Das ist die sogenannte Spannungsrisskorrosion. 00:27:51.000 --> 00:27:57.619 Wir haben also Spannungen in einem Substrat und diese Spannungen, diese Risse, die entstehen, 00:27:57.619 --> 00:28:04.162 werden dadurch unterstützt, dass Korrosionsvorgänge am Risstal entstehen. 00:28:04.162 --> 00:28:07.484 Diese Korrosionsvorgänge müssen nicht sichtbar sein. 00:28:07.484 --> 00:28:09.990 Die sind im Material innen. 00:28:10.000 --> 00:28:15.594 Das heißt, blicken wir auf dieses Bauteil mit Rissen, kann die Korrosion dazu führen, 00:28:15.594 --> 00:28:23.614 dass eine dauerhafte Schädigung des Bauteils vorliegt und das Bauteil nicht mehr die Funktion hat, die es haben sollte. 00:28:28.398 --> 00:28:32.388 Zusammenfassen möchte ich meinen Vortrag mit dieser letzten Folie. 00:28:32.748 --> 00:28:37.950 Wir haben also gesehen, dass die Korrosion aufgrund verschiedener Materialeigenschaften abgeschätzt werden kann. 00:28:38.439 --> 00:28:42.642 Wichtig ist hier die elektrochemische Spannungsreihe der einzelnen Metalle. 00:28:43.851 --> 00:28:49.840 Die Reaktionspartner wie Sauerstoff, Wasserstoff können eine wichtige Rolle spielen. 00:28:50.495 --> 00:28:52.461 Aber auch die Flächenregel ist zu beachten. 00:28:52.905 --> 00:28:56.430 Wie groß sind die einzelnen Metallbereiche, die in Kontakt zueinander stehen? 00:28:59.748 --> 00:29:04.165 Eine Korrosion der Beschichtung, in unserem Fall einer Zinkbeschichtung, 00:29:04.165 --> 00:29:09.874 kann das Substrat vor weiterer Korrosion schützen, der kathodische aktive Korrosionsschutz. 00:29:10.620 --> 00:29:15.724 Haben Sie auch im Kopf, dass Korrosionen unterhalb von Beschichtungen, unterhalb von Lacken, 00:29:15.724 --> 00:29:22.893 unterhalb von Isolationsmaterialen sich weiter ausbreiten kann, ohne dass wir die auf den ersten Blick erkennen können? 00:29:24.333 --> 00:29:34.793 Und als Letztes möchte ich noch einmal darauf verweisen, dass eine geeignete Materialauswahl die Korrosion verhindern kann oder zumindest verringern kann. 00:29:36.233 --> 00:29:38.822 Damit möchte ich meinen Vortrag beenden. 00:29:38.822 --> 00:29:40.591 Ich danke Ihnen für die Aufmerksamkeit. 00:29:40.591 --> 00:29:42.591 [Musik]