Korrosion und Korrosionsschutz
 
Definition des Begriffs
Korrosion nach DIN 50 900


Korrosion ist die Reaktion eines metallischen Werkstoffs mit seiner Umgebung, die eine meßbare Veränderung des Werkstoffs bewirkt und zu einer Beeinträchtigung der Funktion eines metallischen Bauteils oder eines ganzen Systems führen kann. In den meisten Fällen ist diese Reaktion elektrochemischer Natur, in einigen Fällen kann sie jedoch auch chemischer oder physikalischer Natur sein.

Bei der Beurteilung des Korrosionsverhaltens von Schraubenverbindungen darf nie die Schraube allein betrachtet werden. Entscheidend ist immer das Korrosionssystem aus Schraube (z. B. aus rostfreiem Stahl oder mit einem Oberflächenschutzüberzug), Gegenwerkstoff und dem Umgebungsmedium.
 
Mögliche Schäden bei Schrauben oder
Schraubenverbindungen durch Korrosion  
  • Unzulässige optische Veränderungen in sichtbaren Bereichen, z. B. „Rostfahnen“ an Gebäudefassaden oder Rotrostbildung bei anderen Schraubenverbindungen in sichtbaren Bereichen, z. B. an Kraftfahrzeugen (Imageschaden),

  • Unlösbarkeit der Verbindung durch voluminöse Korrosionsprodukte,

  • Verunreinigung der Umgebung der Verbindung durch Korrosionsprodukte und damit Gefahr sekundären Korrosionsbefalls,

  • Entstehung von Überbeanspruchungen bis hin zum Bruch durch örtliche
    Querschnittsverminderungen oder durch Kerbwirkung (Korrosionskerben),

  • Sprödbruch infolge Spannungs- und/oder Schwingungsrißkorrosion oder Wasserstoffversprödung.
     
Voraussetzungen für das Auftreten
einer
elektrochemischen Korrosion
  • Es müssen zwei verschieden edle (verschieden korrosionsbeständige) Metalle oder Metalloberflächen (Elektroden) vorliegen. Hieraus ergibt sich eine Spannungs- oder Potentialdifferenz als treibende Kraft für das Fließen eines Korrosionsstroms.

  • Zwischen den beiden Elektroden muß eine elektrisch leitende Verbindung bestehen. Daraus ergibt sich bei ausreichend großer Potentialdifferenz die Möglichkeit eines Elektronenflusses.
  • Beide Elektroden müssen von demselben Elektrolyten bedeckt sein (Voraussetzung für eine Ionenleitung).
     
Bild 1 zeigt schematisch den Vorgang der elektrochemischen Korrosion. Die unedle Metalloberfläche (z.B. ein unedles Gefügeteilchen oder auch bei Schrauben ein im Vergleich zum Gegenwerkstoff unedlerer Schutzüberzug) bildet die Lokalanode (A) und die edlere Metalloberfläche des Gegenwerkstoffs die Lokalkathode (K). An der Lokalanode werden Metallionen freigesetzt, d.h. der Werkstoff löst sich auf, während die im Metall verbleibenden Elektronen zur Lokalkathode wandern. Hier kommt es je nach Umgebungsmedium in neutralen und alkalischen Medien zur Bildung von Hydroxylionen (OH-) und in sauren Medien zur Reduktion von Wasserstoffionen (H+).

Bild 1: Vorgang der elektrochemischen Korrosion (schematisch)

Für die Intensität der Metallauflösung bei elektrochemischer Korrosion (Auflösung pro Flächeneinheit) ist die Korrosionsstromdichte
 

von besonderer Bedeutung. Sie steuert den auf eine bestimmte Fläche bezogenen Stoffumsatz
.

Aus der Konstanz des Korrosionsstroms
 IKorr   =  IKath   =  IAnod    folgt, daß bei kleiner Anoden- und großer Kathodenfläche die Anodenstromdichte groß wird (Bild 2):


 
Bild 2: Korrosionsverhalten von Schraubenverbindungen bei der Paarung unterschiedlich edler metallischer Werkstoffe (Oberflächen)