Korrosion zählt zu den gravierendsten Problemen aller Branchen. Sie kann die Lebensdauer von Anlagen verkürzen, die Wartungskosten erhöhen, die Systemintegrität beeinträchtigen und sogar zum kompletten Stillstand von Produktionslinien führen. Korrosionsschutz ist daher in vielen Branchen, darunter Öl und Gas, Petrochemie, Energieerzeugung, Schiffbau, Stahlverarbeitung, Lebensmittelverarbeitung sowie Wasser- und Abwasseraufbereitung, zu einem entscheidenden Thema geworden.

In diesem Zusammenhang gewinnt der Begriff „Korrosionsbeständigkeit“ besondere Bedeutung. Doch was genau versteht man unter Korrosionsbeständigkeit? Warum sind manche Werkstoffe korrosionsbeständig, während andere schnell rosten und sich zersetzen? Welche Faktoren beeinflussen die Korrosionsbeständigkeit eines Werkstoffs? Und wie lässt sich die Korrosionsbeständigkeit eines Werkstoffs durch technische Verfahren verbessern?

Dieser Artikel bietet einen umfassenden wissenschaftlichen Leitfaden, der sich an alle richtet, die das Konzept der Korrosionsbeständigkeit auf einfache und praktische Weise verstehen möchten.

Definition von Korrosion

Um das Konzept der Korrosionsbeständigkeit zu verstehen, muss man zunächst die Korrosion selbst verstehen.
Korrosion ist ein natürlicher Prozess, bei dem Materialien (meist Metalle) durch chemische oder elektrochemische Reaktionen mit der Umgebung zerstört werden.

kurz:

Oft kehren Metalle in ihren ursprünglichen (metallischen) Zustand zurück.
Dieses regressive Phänomen ähnelt der Korrosion.

Eisen reagiert beispielsweise mit Sauerstoff und Feuchtigkeit zu Eisenoxid (Rost) , einem spröden und schwachen Material.

Korrosion ist nicht nur Oxidation ; es gibt auch andere Arten wie:

Regelmäßige Erosion
Galvanische Korrosion
Loch
Spannungsrisskorrosion (SCC)
Abrasive Korrosion
mikrobielle Korrosion

Was versteht man unter Korrosionsbeständigkeit?

Korrosionsbeständigkeit bezeichnet die Fähigkeit eines Materials, unter folgenden Bedingungen den schädlichen Reaktionen der Umwelt standzuhalten :

Die Leistung hat nachgelassen.
Attribute ändern
Verlust des Aussehens
Dies führt zu einer Stagnation der Produktivität.
oder strukturelle Schäden

Ja.

Mit anderen Worten, ein Material mit hoher Korrosionsbeständigkeit:

Es ist nicht rostanfällig.
Es ist nicht anfällig für Korrosion und Rost.
Beständig gegen Säuren, Salze, Laugen und Feuchtigkeit.
Es wird mit der Zeit nicht schlecht.
Benötigt weniger Wartung
Längeres Leben

Beispiele für Werkstoffe mit hoher Korrosionsbeständigkeit:

Edelstahl
Titan
Nickellegierung
Technische Polymere wie Polytetrafluorethylen
Oxidiertes Aluminium

Warum ist Korrosionsbeständigkeit wichtig?

Korrosion ist eines der kostspieligsten industriellen Probleme weltweit.

Laut globalen Statistiken:

Die durch Korrosion verursachten Verluste übersteigen 2,5 Billionen Dollar pro Jahr.
Rund 30 % der Industrieanlagen werden direkt durch Korrosion beschädigt.
Durch Korrosion verursachte Risse können Explosionen, Chemikalienlecks oder sogar Anlagenstillstände zur Folge haben .

Daher ist die Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von äußerster Wichtigkeit, denn:

Verlängerung der Nutzungsdauer von Ausrüstung und Bauwerken
Reduzierung der Wartungskosten
Verbesserung der Mitarbeiter- und Umweltsicherheit
Reduzierung von Produktionsausfallzeiten
Steigerung der Produktivität und der Wirtschaftlichkeit

Und so wird es sein.

Welche Faktoren beeinflussen die Korrosionsbeständigkeit?

Die Korrosionsbeständigkeit hängt von mehreren Faktoren ab, von denen die wichtigsten folgende sind:

1. Die chemische Zusammensetzung dieser Substanz.

Der wichtigste Faktor für die Korrosionsbeständigkeit ist die chemische Zusammensetzung des Metalls oder der Legierung.

Zum Beispiel:

Edelstahl 304 enthält Chrom und Nickel, die eine Passivierungsschicht bilden, welche für Korrosionsbeständigkeit sorgt.
Normaler Kohlenstoffstahl neigt aufgrund fehlender Verstärkungselemente zu Rost.
Bei Kontakt mit Luft bildet Aluminium eine schützende Oxidschicht.
Titan ist eines der korrosionsbeständigsten Materialien.

2. Art der Umgebung

Die Art der Umgebung kann die Korrosion entweder verstärken oder abschwächen.

Umweltschädlich:

Meerwasser (hoher Salzgehalt)
saures Milieu
alkalische Umgebung
Hohe Luftfeuchtigkeit
Chloride (wichtigste ätzende Substanzen)
Hohe Temperatur

Je rauer die Umgebung, desto größer muss die Widerstandsfähigkeit sein.

3. Temperatur

Hohe Temperaturen beschleunigen Korrosionsreaktionen.
Beispielsweise ist Edelstahl bei hohen Temperaturen anfällig für interkristalline Korrosion.

4. Mechanische Belastung

Durch Biegung, Zug oder Vibration entstehende Spannungen können zu Spannungsrissen (SCC) führen.

5. Lackierung und Oberflächenbehandlung

Glatte, sorgfältig bearbeitete Oberflächen sind korrosionsbeständiger.
Eine geeignete Beschichtung verbessert die Korrosionsbeständigkeit deutlich.

Arten der Korrosion und die Rolle der Korrosionsbeständigkeit

Um die Bedeutung der Korrosionsbeständigkeit besser zu verstehen, müssen wir die verschiedenen Arten der Korrosion kennen.

1. Gleichmäßige Korrosion

In diesem Fall verschlechtert sich die Metalloberfläche gleichmäßig.
Ihre Korrosionsbeständigkeit lässt sich üblicherweise durch die Wahl einer geeigneten Legierung oder Beschichtung verbessern.

2. Elektrochemische Korrosion

Werden zwei unterschiedliche Metalle miteinander verbunden, dient das eine als Anode und das andere als Kathode. Das Anodenmetall korrodiert schnell.

Lösung:

Wählen Sie Metalle mit ähnlichen elektrischen Potenzialen.
Verwendung eines Isoliermaterials zwischen zwei Metallen
Verwendung von Opferanoden

3. Betreten Sie den Bahnhof.

Dies ist eine der gefährlichsten Korrosionsarten.
Selbst korrosionsbeständige Metalle wie Stahl können bei Kontakt mit Chloriden Lochfraßkorrosion erleiden.

Lösung:

Verwenden Sie Edelstahl 316 anstelle von Edelstahl 304.
Epoxidfarbe
Chloridkontrolle

4. Spannungsrisskorrosion (SCC)

Die kombinierte Wirkung von mechanischer Belastung und einer korrosiven Umgebung kann
zu plötzlichem Versagen führen.

5. Korrosion

Wenn Korrosion mit Flüssigkeitsströmung einhergeht, erhöht sich die Zerstörungsrate deutlich.

Lösung:

Verwenden Sie haltbarere Materialien
Rationelle Auslegung von Rohrleitungen

6. Mikrobielle Korrosion (MIC)

Manche Bakterien produzieren Säuren oder Sulfide, die schwere Korrosion verursachen können.

Wie lässt sich die Korrosionsbeständigkeit verbessern?

Es gibt viele Möglichkeiten, die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern:

1. Die richtigen Materialien auswählen

Die wichtigste Entscheidung.

Korrosionsbeständige Werkstoffe:

Edelstahl
Aluminium und seine Legierungen
Titan
Nickellegierung
Polymere und Verbindungen

2. Farbe

Die Beschichtung dient als Barriere zwischen dem Metall und der Umgebung.

Lackart:

Epoxidbeschichtungen
Polyurethanbeschichtung
feuerverzinkt
vernickelt
PVD-Beschichtung
Keramikbeschichtung

3. Bildung einer negativen Schicht

Edelstahl und Aluminium bilden eine natürliche passive Schutzschicht
, die verhindert, dass das Metall mit der Umwelt in Kontakt kommt.

4. Kathodischer Schutz

Es wird hauptsächlich in folgenden Branchen eingesetzt:

Pipeline
unterirdische Lagertanks
Ozeanstruktur
Er überquert

Arten des kathodischen Korrosionsschutzes:

Opferanode
Aktueller Antrag (ICCP)

5. Umweltkontrolle

Durch die Kontrolle von Umweltfaktoren lässt sich Korrosion verringern.

Beispiel:

Reduzieren Sie die Luftfeuchtigkeit
Chlorentfernung
Der pH-Wert sinkt.
Flüssigkeitsgeschwindigkeitsregelung

6. Rationales technisches Design

Ein fachgerecht konzipiertes System spielt eine entscheidende Rolle bei der Verhinderung von Korrosion.

Gestaltungstipps:

Wasseransammlung verhindern
scharfe Ecken entfernen
gleichmäßiges Schweißen
Wähle den richtigen Fisch

Wie misst man die Korrosionsbeständigkeit eines Materials?

Die Korrosionsbeständigkeit wurde mit folgenden Methoden gemessen :

1. Salzsprühtest

Testen Sie Ihre Toleranz gegenüber einer hohen Salzkonzentration.

2. Elektrochemische Prüfung

Messung des Korrosionspotenzials und -stroms.

3. Schnelltests zum Nachweis von Umwelteinflüssen

Es simuliert eine reale industrielle Umgebung.

4. Überprüfen Sie die Lackdicke.

Qualitätskontrolle von Schutzbeschichtungen.

Beispiele für Werkstoffe mit hoher Korrosionsbeständigkeit

1. Edelstahl 316

Geeignet für chloridhaltige Umgebungen.

2. Nickellegierungen wie beispielsweise Inconel-Nickellegierungen.

Beständig gegen Säuren und hohe Temperaturen .

3. Titan

Eines der korrosionsbeständigsten Elemente.

4. Oxidiertes Aluminium

Robust und leicht.

5. Polymere wie Polytetrafluorethylen

Nicht reaktiv, geeignet für den Einsatz in der chemischen Industrie.

Korrosionsbeständigkeit in verschiedenen Industrien

1. Erdöl und Erdgas

Rohrleitungen, Lagertanks und Bohrausrüstung.

2. Maritime Industrie

Schiffe, Docks und Plattformen.

3. Wasserversorgung und Abwasserentsorgung

Wasserpumpen , Rohre und Speichertanks.

4. Lebensmittelindustrie

Lagertanks und Produktionslinien.

5. Bau

Stahlkonstruktion, Stahlbetonkonstruktion.

6. Autos

Karosserie- und Motorteile.

Abschließend

Korrosionsbeständigkeit ist die Fähigkeit eines Materials, aggressiven Umgebungen wie Oxidation, Lochfraß, Rissbildung und Bruch zu widerstehen . Diese Beständigkeit hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter die chemische Zusammensetzung des Materials, Umgebungsbedingungen, Beschichtungen, Temperatur und Konstruktion.

Eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit kann zu Folgendem führen:

Verlängerung der Lebensdauer von Geräten
Reduzierung der Wartungskosten
Verbesserung der Systemsicherheit und -stabilität
Verbesserung der Arbeitsproduktivität in der Industrie

Daher ist das Verständnis von Korrosion und Methoden zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von Werkstoffen für alle Branchen von entscheidender Bedeutung.