Der elektrochemische Vorgang der Korrosion begegnet uns in der Technik in vielfältigen Variationen. Das hängt mit der Vielfalt der korrosionsauslösenden und korrosionsfördernden Faktoren zusammen.
Zwischen Bauteilen aus unterschiedlichen Metallen besteht eine Potentialdifferenz, die von der Stellung der Metalle in der Spannungsreihe abhängt, wie sie sich unter den Bedingungen der Umgebung ergibt. Werden die Metalle
• elektrisch leitend (metallische Berührung) und gleichzeitig auch
• elektrolytisch leitend (durchgehender Flüssigkeitsfilm auf der Oberfläche)
miteinander verbunden, stellt sich Korrosion beim unedleren Metall ein. Im Kontaktbereich geben die Atome des unedleren Metalls Elektronen ab, die dadurch entstehenden Ionen gehen im Elektrolyt in Lösung.
Die Dichte des Korrosionsstroms ist ein Maß für den Metallabtrag (bei Stahl wird jeweils durch zwei Elektronen ein Eisenatom abgetragen). Die Stromdichte ergibt sich aus der Stärke des Korrosionsstroms (Anzahl der abgegebenen Elektronen, gemessen in Ampere) und aus der Größe der Fläche, auf die sie einwirkt.
Bei gleich bleibender Stärke des Korrosionsstroms entsteht
• bei einer kleinen Anodenfläche eine große Stromdichte und damit ein starker Abtrag durch Korrosion,
• bei einer großen Anodenfläche eine kleine Stromdichte und damit ein schwacher Abtrag durch Korrosion.
Flächenregel: Die Korrosionsgeschwindigkeit nimmt zu mit wachsender Kathoden- und abnehmender Anodenfläche.
Nicht-Eisen-Metalle (NE-Metalle) bilden unter atmosphärischen Bedingungen an ihrer Oberfläche Passivschichten aus, deren chemische Zusammensetzung teilweise von den in der Luft enthaltenen Schadstoffen abhängt. Bei verstärkten alkalischen oder sauren Einflüssen weisen diese Passivschichten unterschiedliche Korrosionsbeständigkeit auf, die z.T. vom pH-Wert, z.T. aber auch von den angreifenden Stoffen selbst abhängen.
Praktisches Beispiel für eine mögliche Kontaktkorrosion:
Kupfer ist ein ideales Metall für die Verwendung in Dachrinnen und Regenfallrohren. Kupfer ist gegen alkalische Baustoffe wie Kalk, Gips und Zement beständig. Im sauren Regen treten bei pH-Werten kleiner als 2 bis 3 Reaktionen auf, die durch Dauereinwirkung verstärkt werden können. Im Wasserstrom darf kein unedleres Metall nach dem Kupfer folgen (beispielsweise ein Stahlnagel, den ein Dachdecker unabsichtlich in die Dachrinne fallen lässt; damit ist eine Kontaktkorrosion vorprogrammiert). Dies gilt für Wasserleitungen wie für Fassaden und Dächer. Unter einem Kupferdach muss also auch eine kupferne Dachrinne und ein kupfernes Regenfallrohr angebracht werden.
siehe auch:
- V2A / V4A
- Edelstahl
- Elektrolyt
- Galvanisches Element
- Karbonatisierung
- Kathodischer Korrosionsschutz
- Korrosion
- NE-Metalle
- Passivschichten
- pH-Wert
- Rost
