Korrosionsbeständigkeit
von Edelstählen
beschäftigt sich seit 2 Jahrzehnten mit der Verarbeitung von Edelstählen.
So ästhetisch wie dieses Material
nach der Verarbeitung erscheint, benötigt es doch besonders viel Aufmerksamkeit
von der Anlieferung bis zum Versand.
Zur Sicherung der Qualität lassen
wir uns von ausgewählten Lieferanten beliefern, die im eigenen Tourendienst
ausschließlich Edelstähle auf ihren Fahrzeugen transportieren.
Auch der Fertigungsbereich ist von Schwarzstahleinflüssen
strikt getrennt.
Warum dieser Aufwand?
Die Korrosionsbeständigkeit nichtrostender
Stähle beruht im wesentlichen auf ihrem Chromgehalt von mindestens
13%. In Verbindung mit Sauerstoff bildet das Chrom auf der Werkstückoberfläche
eine dichte und chemisch widerstandsfähige Passivschicht aus
Chromoxid. Diese schützt die Oberfläche vor Korrosion.
Wärmebehandlungen wie z.B.
Schweißen führen zu Zunder und Anlauffarben. Diese beeinträchtigen
nicht nur das Aussehen des Werkstückes, sondern vor allem die Korrosionsbeständigkeit,
denn sie bestehen überwiegend aus Eisenoxiden, die chemisch wenig
widerstandsfähig sind.
Eine fehlerfreie Passivschicht kann
sich nur auf metallisch reinen Oberflächen bilden. Dies kann durch
chemisches Beizen erreicht werden. Je nach Aufgabenstellung werden die
zu beizenden Werkstücke entweder in Beizbäder getaucht oder die
Beizmittel werden auf die Metalloberfläche aufgetragen. Anschließend
werden die Beizmittel wieder entfernt.
Korrosive Belastung unzureichend passivierter
Edelstahloberflächen führt zu den für diese Werkstoffgruppe
typischen Korrosionsformen:
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Lochfraßkorrosion,
-
Spaltkorrosion,
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interkristalline Korrosion,
-
Fremdkorrosion,
-
Spannungsrißkorrosion
-
Abtragende Korrosion
Lochfraßkorrosion
Bei der Lochfraßkorrosion wird die
Passivschicht nur an speziellen Punkten durchbrochen. Als Folge entstehen
auf der Oberfläche Grübchen oder Löcher. Lochfraß
wird im wesentlichen durch Halogen-Ionen, vor allem Chlor-Ionen verursacht.
Lochfraß-Korrosion kann dadurch verhindert werden, dass eine ausreichende
Passivschicht vorhanden ist und dadurch, dass dafür gesorgt wird,
daß sich diese Passivschicht durch Vorhandensein von Sauerstoff immer
wieder nachbilden kann. Bei höheren Chlor-Ionen-Zusätzen wird
als weitere Abhilfemaßnahme ein Edelstahl eingesetzt, welcher Molybdän-Zusätze
enthält und damit ebenfalls ausreichend beständig gemacht werden
kann. Die Lochfraßkorrosion ist in gar keinem Falle zu unterschätzen;
sie kann vor allen Dingen im Wasser- und Abwasserbereich verstärkt
auftreten, da wir es hier häufig mit Chlor- und Chlorid-Ionen zu tun
haben werden.
Spaltkorrosion
Spaltkorrosion tritt auf, wenn die Passivschicht
des Edelstahles zerstört wird, z.B. dadurch, dass aggressive Medien
bei gleichzeitigem Fehlen von Sauerstoff vorhanden sind. Die Spaltkorrosion
tritt aus diesem Grunde häufig in engen Spalten und kleinen Hohlräumen
zutage, z.B. unter Dichtungen und Schraubenköpfen. Ein Beispiel, das
hier genannt werden muß, ist die Gashaube in Faultürmen, wo
an der Innenseite einerseits ein aggressives Medium in Form von Faulgas
vorhanden ist, andererseits Sauerstoff völlig fehlt. Hier ist ein
besonderes Augenmerk auf die Spaltkorrosion zu richten. Die Spaltkorrosion
läßt sich vermeiden durch eine entsprechende Werkstoffauswahl
(z. B. hoher Chrom- und Molybdängehalt) und entsprechende konstruktive
Maßnahmen, die Spalten verhindern.
Interkristalline Korrosion
Interkristalline Korrosion entsteht, wenn
sich Chromcarbide in kritischer Form an den Korngrenzen ausscheiden. Dadurch
tritt in der Umgebung eine Chromverarmung ein, durch die die passivierende
Wirkung verloren geht. Die Vermeidung der interkristallinen Korrosion ist
ohne weiteres möglich dadurch, dass der Kohlenstoffgehalt auf 0,07%
beschränkt wird, oder aber durch das Hinzulegieren von Titan und Niob.
Die Werkstoffe 1.4541, 1.4571 und 1.4435 können als beständig
gegen interkristalline Korrosion bezeichnet werden.
Fremdkorrosion
Die Kontaktkorrosion ist eine sehr häufig
auftretende Form, die entsteht, wenn metallische Werkstoffe unterschiedlichen
Potentials bei Vorhandensein eines Elektrolyten Kontakt haben. Hier wird
das unedlere Metall vom Elektrolyten angegriffen und geht in Lösung.
Die Stärke der Korrosion richtet sich nach der Größe des
in diesem galvanischen Element fließenden Stromes. Kontaktkorrosion
ist sehr häufig anzutreffen. Als allseits bekanntes Beispiel ist die
Verbindung von Stahl- und Edelstahlflanschen herauszuheben. Bekannt ist
die Kontaktkorrosion auch beim Verschrauben von Gußflanschen mit
Edelstahlschrauben. Die Kontaktkorrosion läßt sich verhindern
oder herabsetzen durch Isolierung der Metalle an den Kontaktstellen, durch
Fernhalten des Elektrolyten (Kontaktstellen in Trockenräume verlegen),
durch konstruktive Maßnahmen dahingehend, dass kleine kathodische
Flächen mit sehr großen anodischen Flächen in Kontakt stehen.
Spannungsrißkorrosion
Diese Korrosionsart hat ihren Namen von
den hier entstehenden interkristallin verlaufenden Rissen. Dazu ist es
jedoch notwendig, daß im wesentlichen 3 Bedingungen gleichzeitig
vorliegen:
-
Vorhandensein von Zugspannungen auf der Oberfläche;
-
Vorhandensein eines spezifisch wirkenden Mediums;
-
Neigung des verwendeten Werkstoffes zur Spannungsrißkorrosion.
Die Spannungsrißkorrosion kann dementsprechend
ausgeschlossen werden durch konstruktive Gestaltung und Auswahl des Werkstoffes.
Die für die Spannungsrißkorrosion spezifischen Medien kommen
im Wasser- und Trinkwasser kaum vor, so dass wir auch dieser Korrosionsform
nicht begegnen werden.
Abtragende Korrosion
Bei der abtragenden Korrosion wird die
Oberfläche gleichmäßig angegriffen. Das Maß hierfür
ist die Dickenabnahme pro Jahr. Diese wird auf Grund von Laborversuchen
für verschiedene Medien und verschiedene Werkstoffe festgestellt und
ist in Beständigkeitstabellen veröffentlicht. Diese Art der Korrosion
kann durch richtige Werkstoffauswahl völlig ausgeschlossen werden
und ist bei den austenitischen Werkstoffen im Einsatzbereich Wasser- Abwasser
auszuschließen.
[ Edelstahl Beständigkeitslisten ]
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