Die Korrosion von Metallen in Wässern und Erdböden wird nicht nur durch die angreifenden Medien bestimmt, sondern auch durch die räumliche Ausdehnung der Konstruktion sowie die elektrochemischen Einflüsse. Die elektrochemische Korrosion tritt ein, wenn an die Berührungsstelle zweier verschiedener Metalle eine Elektrolytlösung gelangt (Kondenswasser, Tau usw. auf der Metalloberfläche). Dabei wird immer das unedlere Metall zerstört. In Wässern überwiegt die Korrosion unter Flächenabtrag. Die Ausbildung von Korrosionselementen mit starker Muldenbildung als Folge spielt insbesondere im Bereich der
Wasser -
Luft - Zone eine Rolle. Bei Meerwasser erfolgt häufig ein Bewuchs durch tierische und pflanzliche Organismen, die eine Korrosion bewirken. Ab einer
relativen Luftfeuchte von circa 70 % korrodiert Stahl an der Luft. Begünstigend wirkt hier noch die örtliche Luftverunreinigung, besonders durch
SO2 und
Cl, durch
Wasser und durch Berührung mit Stoffen, die feucht sind und/oder korrodierende Stoffe enthalten:
Holz (Eiche),
Holzschutzmittel, Säuren (außer Phosphorsäure), Salze, Erdreich, Moorwässer, Moorböden, Rauchgase, Flugasche, Ruß, Schlacke,
Gips, Meerwasser usw.
Unter
Korrosionsschutz versteht man die Verhütung der Korrosion und die Verlängerung der Lebensdauer von Werkstoffen, die der Witterung ausgesetzt sind.
Alle Eisenwerkstoffe, die keine schützenden Deckschichten ausbilden (zum Beispiel wetterfeste Baustähle und nicht rostende Stähle), müssen gegen Korrosion geschützt werden.
Man unterscheidet zwischen
aktivem Korrosionsschutz
und passivem Korrosionsschutz - sachgemäße konstruktive Gestaltung
- Auswahl widerstandsfähiger Werkstoffe
- Beeinflussung des Korrosionsmittels
- kathodischer Korrosionsschutz - organische Beschichtungen
- Überzüge aus metallischen oder
nichtmetallisch-anorganischen Verbindungen
<h2>5. Die Spannungsreihe</h2>
Die verschiedenen Elemente haben auch verschiedene Normalpozentiale E0 [V].
Je negativer das Normalpozential ist, um so leichter wird ein Stoff oxidiert (Stoff ist um so besseres Reduktionsmittel) und umgekehrt
Zum Beispiel
Li (Lidium) ist stärkstes
Reduktionsmittel (-3.03V)
F (Fluor) ist stärkstes
Oxidationsmittel (+2.85 V)
Cu -------> Cu2+ + 2e- (+ 0.35 V)
Zn -------> Zn2+ + 2e- (- 0.76 V)
daraus folgt, Zn kann Cu reduzieren und Cu kann Zn oxidieren.
Anwendungsbeispiel - Kupferdachrinnen sind nicht mit Eisennägel zu befestigen, weil das Eisen oxidiert (rostet).
- Verzinkung guter Rostschutz Zn kann nie Eisen oxidieren
ReduktionsmittelOxidationsmittel+z'e-E0 in [V] K (Kalium) <----->K++e--2.92 Ca (Kalzium) <----->Ca2++2e--2.82 Mg (Magnesium) <----->Mg2++2e--2.34 Al (Aluminium) <----->Al3++3e--1.67 SO32-+2OH- <----->SO42-+H2O+2e--0.90 Zn (Zink) <----->Zn2++2e--0.76 Fe (Eisen) <----->Fe2++2e--0.44 Ni (Nickel) <----->Ni2++2e--0.25 Pb (Blei) <----->Pb 2++2e--0.13 H2 (Wasserstoff) <----->2H++2e-0.00 Cu (Kupfer) <----->Cu2++2e-+0.35 2J- (Jod) <----->J2+2e-+0.53 Ag (Silber) <----->Ag++e-+0.81 Hg Quecksilber) <----->Hg2++2e-+0.85 2Br- (Brom) <----->Br2+2e- +1.07 2Cl- (Chlor) <----->Cl2 +2e-+1.36Au (Gold) <----->Au 3++3e-+1.42 2F- (Fluor) <----->F2+2e- +2.85