Atmosphäre, atmosphärische Korrosion, Luftfeuchtigkeit, Schadstoffkonzentration
Erscheinungsform:
Bei atmosphärischer Korrosion können werkstoffabhängig unterschiedliche Korrosionsformen auftreten. Bei unlegierten und niedriglegierten Stählen gehen die meist dicht nebeneinander liegenden Korrosionszentren in narbenförmige Flächenkorrosion über, wobei der Abtrag je nach Werkstoffzusammensetzung und Beanspruchung zwischen 0,01 mm a-1 und ca. 0,1 mm a-1 liegt. In besonders aggressiven Atmosphären werden jedoch auch deutlich höhere Werte ge%messen. Bei anderen Werkstoffen, beispielsweise hochlegierten, chemisch beständigen Stäh%len, Cu- oder Ni-Basislegierungen, erfolgt die Ausbildung von Passivschichten, und die Korrosionsraten sind folglich sehr klein. Je nach Werkstoffzusammensetzung und Korrosions%beanspruchung können auch andere Korrosionsarten auftreten, z. B. Lochkorrosion (18/10 CrNi-Stahl). Letztere ist vor allem beim Einsatz von austenitischen, rostfreien Stählen vom Typ 1.4541 und rostfreien Cr-Stählen mit einem Cr-Gehalt von 12 - 17 % in Meeresatmosphäre zu beobachten.
In besonderen Fällen können aber auch andere Korrosionsformen auftreten. Werden bestimmte Grenztemperaturen überschritten, kann unter diesen Einsatz%bedingungen bei den austenitischen Stählen Spannungsrisskorrosion die Folge sein. Besonders kritisch ist der Einsatz von Standardausteniten, wie 1.4541 (18/10CrNi-Typ) und 1.4571 (17/12/2 Cr-Ni-Mo-Typ), unter Dämmungen zu sehen, wenn die Anlagen einer chloridhaltigen Atmosphäre, wie z. B. in Meeresnähe, ausgesetzt sind. Das mit Regenwasser oder Betauung im Wechsel Tag/Nacht in die Dämmung eingetragene Chlorid reichert sich auf der Oberfläche warmgehender Anlagenkomponenten an und führt hier zu Loch- und Spannungskorrosion. Unter entsprechenden Einsatzbedingungen (z. B. bei Anlagen in Meeresnähe) hat es sich bewährt, die metallische Oberfläche der Komponenten unter der Dämmung durch eine Be%schichtung (z. B. 2-lagig Epoxydharz) zu schützen. Dies hat sich bei Oberflächentemperaturen zwischen 50 und 150 °C bewährt.
Mechanismus:
Die Reaktion ist dadurch gekennzeichnet, dass das korrosive Medium die umgebende Atmosphäre ist, die im Allgemeinen einen gewissen Anteil an Feuchtigkeit und Verunreinigungen enthält.
An Luft mit einer relativen Feuchtigkeit von unter 60 % korrodieren die Gebrauchsmetalle praktisch nicht. Erst wenn Feuchtigkeit als wässriger Film oder Adsorptionsschicht vorliegt, setzt die elektrochemische Korrosion unter Mitwirkung korrosionsstimulierender Bestandteile in der Atmosphäre, beispielsweise Schwefeldioxid, Chloride oder hygroskopische Stäube, ein. Der Luftsauerstoff als Oxidationsmittel in dieser wässrigen Phase bildet die Voraussetzung für atmosphärische Korrosion.
Einflussgrößen:
Die Korrosionsrate ist von der Art des Werkstoffs, der Witterung, der Zusammensetzung der Atmosphäre (Landatmosphäre, Stadtatmosphäre, Industrieatmosphäre, Meeresatmosphäre und den örtlichen klimatischen Bedingungen, dem sogenannten Mikroklima, abhängig. Bei gegebenem Ort sind die mikroklimatischen Verhältnisse von entscheidender Bedeutung, beispielsweise lokale Schadstoffanreicherung, Neigungswinkel von Werkstückoberflächen zum Erdboden oder Lage zur vorherrschenden Windrichtung.
Konstruktive und fertigungstechnische Maßnahmen
Die Atmosphäre kann durch konstruktive und/oder besondere Korrosionsschutzmaßnahmen von der korrosionsbeanspruchten Werkstoffoberfläche ferngehalten werden. Üblich ist, die Metalloberflächen durch organische Beschichtungen oder metallische Überzüge gegen den Korrosionsangriff zu schützen, bzw. diesen auf ein technisch unbedeutendes Ausmaß zu senken. Bei besonderen Beanspruchungen kann der Einsatz eines anderen, korrosionsbeständigeren Werkstoffs erforderlich sein. Bei den o. g. rostfreien Stählen sollte eine gute Beregnung und Trocknung ermöglicht werden. Horizontale Leitungen mit der Möglichkeit dauerhafter Tropfenbildung in 6-Uhr-Position durch Betauung sind mit einem Korrosionsschutz zu versehen.
Häufige Schäden:
Die Bauteilform, die konstruktive Gestaltung sowie die Qualität eines angebrachten Korrosionsschutzes bilden bauteilseitig die wesentlichen Einflussgrößen. Ungenügender Korrosionsschutz kann vor allem in Industrie- und Meeresatmosphäre durch Diffusionsprozesse zu umfangreichen Korrosionsschäden an Stahlbauten führen. Unterwanderung des Korrosionsschutzes und Abhebung durch Rostbildung ist die Folge. Wegen der möglichen Ansammlung von Wasser in Spalten oder Vertiefungen kann örtlich verstärkte Korrosion auftreten, die zum Korrosionsschaden am Bauteil führt.