Korrosionsschadenkunde

Das Wort Korrosion kommt vom Lateinischen „corrodere“ = zerfressen oder zernagen und beschreibt einen im Alltag wohlbekannten Vorgang, der chemischen Umsetzung von Metallen durch Einwirkung von Umgebungsmedien (Wasser, Atmosphäre, Salzlösungen, Säuren, Alkalien u.ä.) zu Verbindungen. So ist zum Beispiel die Rostbildung bei der Korrosion des Eisens jedermann bekannt.

Im täglichen Sprachgebrauch ist der Korrosionsbegriff unklar und vieldeutig. Meistens wird die Korrosion als Schaden angesehen, obwohl dies weder technisch-wissenschaftlich noch juristisch gerechtfertigt ist. In DIN 50900, Teil 1 wurden daher die Korrosionsbegriffe präzisiert und zwar nach praktischer und juristischer Anwendbarkeit.

Nach DIN 50900 Teil 1 stellt eine gleichmasige Flachenkorrosion eine Metallauflosung mit praktisch gleicher flachenbezogener Massenverlustrate auf der gesamten aktiven Oberflache des Werkstoffes dar (homogene Mischelektrode), wahrend eine ungleichmasige, unter Muldenbildung ablaufende Korrosion (Muldenkorrosion), durch ortlich unterschiedliche flachenbezogene Massenverlustraten gekennzeichnet ist, die durch Ausbildung von Korrosionselementen verursacht wird (heterogene Mischelektrode). Im Verlauf der gleichmasigen Flachenkorrosion findet eine Werkstoffabtragung parallel zur Oberflache des angegriffenen Bauteils statt, wobei die Wanddickenverringerung Δs durch den Quotienten\(\vartriangle {m_{ges}}/Q \cdot A\) Δm_ges = Gesamtmasse des abgetragenen Metalls, A = korrodierte Oberflache und ϱ = spez. Masse des Metalls) gegeben ist. Im Hinblick auf die Korrosionsstromdichten bedeutet dies die Gleichheit der ortlichen Teilstromdichten und Ubereinstimmung mit den mittleren Teilstromdichten (vgl. Abschn. 2.2.1).

Neben den in Abschn. 3.1 beschriebenen von mechanischen Einwirkungen weitgehend unabhangigen Korrosionsarten — allenfalls kann das Erscheinungsbild durch mechanische Beanspruchungen etwas beeinflust werden -, existieren weitere Korrosionsarten, zu deren Ablauf mechanische Belastungen unabdingbar sind. Es handelt sich hierbei um Korrosionssysteme, bei denen ein Beanspruchungsparameter mechanischer Natur ist, z.B. Spannungen im Werkstoff in Form von Eigen- oder Belastungsspannungen oder ein durch Relativbewegungen Medium/Werkstoff oder Werkstoff/Werkstoff erzeugter tribologischer Einflus. Zu den in schnell stromenden Flussigkeiten auftretenden Schadensarten gehoren die Erosionskorrosion und die Kavitationskorrosion. Der durch Korrosionsbeanspruchung beschleunigte Verschleis, z.B. bei aufeinander gleitenden Lagerwerkstoffen, wird Reibkorrosion genannt. Die mit uberwiegend statischen Spannungen verknupften Typen werden zur Spannungsriskorrosion gezahlt, wahrend bei dynamischer Beanspruchung und Korrosion als Schadensart Schwingungsriskorrosion auftritt. Als Sonderfall ist die dehnungsinduzierte Spannungsriskorrosion zu betrachten, die bei speziellen Korrosionssystemen nur bei Einwirkung langer andauernder oder wiederholt auftretender plastischer Verformung eintritt, zur Auslosung also kritische, d.h. langsame Dehnraten benotigt.

Die unter bestimmten Bedingungen zu Werkstoffschäden führende Einwirkung des Wasserstoffes ist von großer technischer Bedeutung, da Wasserstoff eine enorme industrielle Anwendungsbreite besitzt.

Bei erdverlegten Stahlkonstruktionen und Rohrleitungen können Fremdströme, das sind von oberirdischen Hochspannungsleitungen stammende Gleichströme, auch Streuströme und vagabundierende Ströme genannt, ausgeprägte Korrosionserscheinungen hervorrufen, wenn sie in Form von Rückströmen durch den Erdboden fließen. Bekannt sind vor allem die von Gleichstrombahnen (z.B. Straßenbahnen) ausgehenden Fremdströme. Solche Bahnen fahren mit dem Pluspol am Fahrdraht und dem Minuspol an den Schienen. Somit sollte der Rückstrom vom Elektromotor des Triebwagens über die Schienen zurück zur Minussammelschiene des speisenden Gleichrichters fließen. Da die Schienenstränge in der Regel nur schlecht gegen den Erdboden isoliert werden können und an den Schienenstößen oft hohe Übergangswiderstände aufweisen, geht ein Teil als Streustrom in den Erdboden über. Befinden sich in der Nähe gut leitende niederohmige erdverlegte Bauteile, wie z. B. Rohrleitungen, wird er von diesen aufgenommen und weitergeleitet. In der Nähe des Rückspeisepunktes tritt er aus der Leitung aus und kehrt zur Schiene zurück (Abb. 6.1).