• Ungleichmafiige oder lokal begrenzte (punktformige) Korrosion

Подпись: a) b) Abbildung 8.8 Typische Erscheinungsformen der Korrosion: a) Gleichmafiige Flachenkorrosion; b) Lochfrafikorrosion (Lochkorrosion, Lochfrafi).

Eine ungleichmafiige Korrosion liegt vor, wenn an bestimmten, lokal begrenzten Stellen die korrosive Zersetzung mit einer deutlich hoheren Geschwindigkeit ablauft als an ande – ren Stellen der Werkstoffoberflache. Voraussetzung sind ortliche Konzentrationsunter – schiede im korrosiven Medium und daraus resultierende Potentialdifferenzen auf der Werkstoffoberflache. Die Folge der Zersetzungsprozesse sind lokal unterschiedliche Mate – rialabtrage. Sie konnen zu schwerwiegenden Schadigungen des Werkstoffs flihren.

Besondere Arten dieser Korrosionsform sind die Lochfrafi – und die selektive Korrosion. Der Lochfrafi ist eine Korrosionsform, bei der kraterformige, die Oberflache unterhoh – lende tiefe Locher auftreten. Aufierhalb der Lochfrafistellen tritt praktisch kein Flachen – abtrag auf. Die Tiefe der Lochfrafistelle ist im Allgemeinen gleich oder grofier als ihr Durchmesser [KS 2].

Lochfrafikorrosion tritt nur an Metallen im,,Passivzustand“, d. h. an passivierten metalli – schen Werkstoffen auf. Je nach Bedingungen bilden sich nach kurzen oder langeren Zeit – raumen tiefe Ausfressungen, die schnell zu einer vollstandigen Durchlocherung des Werk­stoffs ftihren konnen. Der iibrige Teil der passiven Oberflache wird nicht angegriffen. Zu den passiven Werkstoffen, die besonders durch Lochkorrosion gefahrdet sind, gehoren hochlegierte ferritische Chrom – und Chrom-Nickel-Stahle sowie Aluminiumteile. Ausgangspunkt fur die Lochkorrosion sind Fehl – und Storstellen in der Passivschicht. Da – runter sind herstellungs – und bearbeitungsbedingte mechanische Oberflachendefekte, Hete – rogenitaten des Werkstoffs oder auch Oberflachenverunreinigungen bzw. Ablagerungen zu verstehen. Indem bestimmte Ionen wie СГ, aber auch Br" und Г an diesen Stellen adsor – biert und eingebaut werden, wird die Passivschicht so verandert, dass es zu einer stationa – ren Auflosung des Metalls kommen kann. Wegen ihrer hohen Adsorptions- und Polarisati – onswirkung (s. Кар. 9.4.2.3.2), aber auch ihrer Fahigkeit, aufgrund des geringen Ionenra – dius die Passivschicht zu durchdringen und die kristallinen Oxide in eine kolloide Form zu iiberfuhren [KS 2], sind insbesondere die Chloridionen zur Lochfrafikorrosion in der Lage.

Findet auf einer ansonsten kaum korrosiv angegriffenen Metalloberflache ein ortlich be – grenzter Abtrag statt und der Durchmesser der Locher (Mulden) ist grofier als ihre Tiefe, spricht man von Muldenkorrosion. In zahlreichen Schadensfallen ist zwischen Lochfrafi und Muldenfrafi keine eindeutige Abgrenzung moglich.

Unter selektiver Korrosion fasst man Korrosionsformen zusammen, bei denen „bestimmte Geffigebestandteile, komgrenzennahe Bereiche oder Legierungsbestandteile bevorzugt gelost werden66 (DIN 50 900 ТІЛ). Man unterscheidet die interkristalline Korrosion (altere irreftihrende Bezeichnung: „Komzerfall66), die transkristalline Korrosion, die Entzinkung (bei Messing), die Entnickelung und Entaluminierung sowie die Spongiose.

Die interkristalline Korrosion tritt vorwiegend bei passivierenden Legierungen im Be – reich der Komgrenzen des Werkstoffgefiiges auf. Unter Korngrenzen versteht man die Grenzen zwischen den Metallkristalliten im Metallverbund. UnsachgemaBe Behandlung, z. B. durch zu starke Warmeeinwirkung bei bestimmten Bearbeitungsschritten wie Schwei – Ben oder Warmverformungsverfahren kann zu Inhomogenitaten im Werkstoffgefiige und damit zur Ausbildung von Lokalelementen an den Komgrenzen fuhren. Die Folge ist eine Auflockerung des Geftiges, verbunden mit einem Festigkeitsverlust des Metalls. Interkri­stalline Korrosion ist vor allem an Chrom-Nickel-Stahlen zu beobachten. Beim Erhitzen eines Cr-Ni-Stahls auf Temperaturen von 400…800°C kann es zur Ausscheidung gemisch- ter Carbide des Typs (Fe, Cr)23C6 an den Komgrenzen kommen. Die den Komgrenzen na – hen Kristallitbereiche verarmen relativ an Chrom und ihre Passivitat geht verloren. Damit sind sie einem Korrosionsangriff zuganglich. Bei der transkristallinen Korrosion verlauft die Korrosion durch die Kristallite des Metallgefuges hindurch.

In Ausnahmefallen wird an Bauteilen aus Messing, die in standigem Kontakt mit Trink – wasser oder Schwitzwasser stehen, die sogenannte Entzinkung beobachtet. Sie kann im Extremfall zu Schaden an Armaturen oder Rohren fuhren. Die Entzinkung wird – was nicht ganz korrekt ist – ebenfalls der selektiven Korrosion zugerechnet. Sie ist als Schadigungs- prozess seit langem bekannt. Vereinfacht dargestellt losen sich bei der Entzinkung die Mischkristalle des Messings auf. Die edleren Cu-Ionen werden durch die unedleren Zn – Ionen aus der Losung „verdrangt66. Sie scheiden sich an der Messingoberflache wieder ab und bilden einen rotlichen, schwammigen Niederschlag. Damit tauschen sie eine entzinkte Oberflache vor. Die angegriffene Stelle weist praktisch keine Eigenfestigkeit mehr auf. Aus der falschlichen Annahme einer lokalen Verminderung des Zn-Gehaltes wurde friiher der Begriff „Entzinkung66 gepragt. Die Entzinkung ist in der Regel mit einer ortlichen pfropfenformigen Zerstorung (LochfraB) des Bauteils verbunden. Die Zinkionen werden sukzessive weggefuhrt. Voraussetzung fur diese Korrosionserscheinung ist chloridhaltiges, relativ weiches Wasser. Der Entzinkung kann in unserer Zeit problemlos vorgebeugt wer­den. Der Einsatz von entzinkungsbestandigem Messing (dr-Messing, dezincification re­sistant) ist heute Stand der Technik. Entzinkungsbestandige dr-Messinge werden durch eine spezielle Warmebehandlung hergestellt, die den Anteil der Messing-a-Phase gegen – iiber der p-Phase (wird bei der Entzinkung bevorzugt angegriffen!) erhoht. Im Gefuge von dr-Messing dominiert demzufolge die a-Phase. Sie lasst sich im Gegensatz zur P-Phase durch Zusatz geringer Mengen an Hemmstoffen (Inhibitoren) gegen die Entzinkung schtit – zen.

Die Spongiose (Graphitisierung) beim Grauguss wird ebenfalls der selektiven Korrosion zugerechnet. Durch den Angriff bevorzugt sauerstoffarmer Wasser oder Wasserdampf werden aus dem Grauguss dessen Gefugebestandteile Ferrit und Perlit herausgelost. Zu – rUck bleibt ein relativ weiches, schwammahnliches („Eisenschwamm66), im Wesentlichen aus Graphit bestehendes Korrosionsprodukt. Hervorgemfen wird die Spongiose durch die

Ausbildung eines Lokalelements zwischen dem edleren Graphit und der unedleren Fer- rit/Perlit-Metallmatrix. Die urspriingliche Form des Werkstiicks bleibt erhalten, die Fes – tigkeit geht verloren.

Im weiteren Sinne zahlen auch die Spaltkorrosion sowie die Spannungs – und Schwingungs – risskorrosion zur Gruppe der ungleichmaBigen Korrosion. Gehen Korrosionsprozesse auf Spalten oder kleine Hohlraume in Werkstoffdeckschichten zuriick, spricht man von Spalt­korrosion. Wie bei der LochfraBkorrosion fiihren unterschiedliche Sauerstoffkonzentratio – nen in der den Spalt fullenden Elektrolytlosung zur Ausbildung von Beluftungselementen. Ursache fur unterschiedliche 02-Konzentrationen sind Diffusionshemmungen. Der Bereich im Inneren des Spaltes ist sauerstoffarmer als der obere Bereich. Die gut beluftete obere Spaltseite bildet die Katode, an der die Reduktion des Sauerstoffs stattfindet. Im Bereich des Sauerstoffunterschusses im Inneren des Spaltes lauft der Anodenprozess, z. B. die Oxidation des Eisens, ab.

Korrosion bei mechanischer Belastung. Wirken auBer einem aggressiven Medium me – chanische Spannungen (Zugspannungen) auf den metallischen Werkstoff ein, so konnen Korrosionsprozesse ausgelost bzw. verstarkt werden. Die Korrosionsschaden resultieren aus dem Zusammenwirken werkstoffbezogener, medienseitiger und mechanischer Wirk- groBen. Sie treten nur dann auf, wenn im speziellen Fall die kritische mechanische Bean – spruchung uberschritten wird. Ist dies nicht der Fall, reicht der medienseitige korrosive Angriff nicht aus, um einen Schaden hervorzurufen.

Bei der Spannungsrisskorrosion wirken statische mechanische Zugspannungen im Werk­stoff. Dabei kann es sich sowohl um durch auBere Lasten erzeugte Spannungen als auch um innere Zugspannungen handeln. Die dreidimensional wirkenden Zugspannungen be – wirken vor allem interkristalline Risse. Das Metallgeftige,,reiBt“ entlang der Komgrenzen auf. Ein in der Praxis haufig anzutreffendes Beispiel fur diesen Korrosionstyp sind die an SchweiBnahten von Rohren auftretenden Spannungsrisse, in denen die Korrosion sehr schnell fortschreitet.

Sind Metalle, die von einem aggressiven Medium angegriffen werden, gleichzeitig dyna – mischen, mit der Zeit wechselnden Zugspannungen ausgesetzt, kann Schwingungsriss – korrosion auftreten. Die Rissbildung erfolgt stets transkristallin. Die chemische Natur des Korrosionsmediums ist fur den Umfang des Korrosionsverlaufs kaum von Bedeutung. Spalt – und Spannungsrisskorrosion sind weit verbreitet. Die von ihnen ausgehenden Gefah – ren sind nicht zu unterschatzen, da der gesamte Umfang des Schadens haufig erst dann festgestellt wird, wenn die Bauteile bzw. Werkstiicke oder die gesamte Stahlkonstruktion kaum noch zu retten sind. Die gebildeten Risse sind so fein, dass sie mit bloBem Auge oft nicht erkennbar sind. Meist sind sie mit Korrosionsprodukten gefullt. Obwohl der chemi­sche Umsatz der Korrosionsreaktion von vemachlassigbarer GroBe ist, kann es trotzdem zu einer signifikanten Schadigung des Werkstoffquerschnitts kommen.