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© KOHLER 2023112 HANS KOHLER SA, Claridenstrasse 20, case postale, CH-8022 Zurich, téléphone 044 207 11 11, fax 044 207 11 101 WAS IST KORROSIONSBESTÄNDIGER EDELSTAHL?Im Umfeld korrosionsbeständiger Edelstähle existieren verschiedene Begriffe wie «nichtrostend, rostfrei, rostbeständig, korrosionsbeständig, Edelstahl Rostfrei, Chromstahl, ChromNickelstahl, V2A-Stahl, V4A-Stahl» etc., die beim Laien häufig falsche und oft übertriebene Vorstellungen wecken. Alle diese Begriffe werden im folgenden unter dem Begriff«korrosionsbeständiger Edelstahl» zusammengefasst. Bei all diesen Begriffen muss berücksichtigt werden, dass die Beständigkeit eines Werkstoffes von seiner chemischen Zusammensetzung, seiner Verarbeitung und von der Aggressivität der Umgebung abhängig ist. Eine falsche oder ungenügende Berücksichtigung dieser Zusammenhänge kann zu katastrophalen Schäden führen. Andererseits sind beim richtigen Einsatz von korrosionsbeständigen Edelstählen, trotz höherer Investitionskosten, über die ganze Lebensdauer gesehen, deutliche Einsparungen durch den Wegfall oder die Reduktion von Unterhaltsarbeiten möglich. Voraussetzung ist allerdings eine sorgfältige Abklärung der möglichen Korrosionsmechanismen bereits in der Planung.Bei den korrosionsbeständigen Edelstählen handelt es sich um Eisenbasis-Legierungen, d.h. sie bestehen mit Ausnahme einiger besonders hoch legierten und korrosionsbeständigen Sorten, zu mindestens 50% aus Eisen.Ein Stahl wird dann als rost- oder korrosionsbeständig bezeichnet, wenn er mindestens an feuchter Luft oder in sauerstoffhaltigem, reinem Wasser nicht korrodiert.2 KORROSION2.1 Was ist Korrosion?Im Zusammenhang mit korrosionsbeständigen Edelstählen ist es unumgänglich, sich mit dem Begriff der «Korrosion» auseinander zu setzen. Nach DIN 50900 wird «Korrosion» definiert als «Reaktion eines metallischen Werkstoffes mit seiner Umgebung, welche eine messbare Veränderung des Werkstoffes bewirkt und zu einer Beeinträchtigung der Funktion eines metallischen Bauteils oder eines ganzen Systems führen kann.» Vereinfacht kann man «Korrosion» bezeichnen als «Zerstörung eines metallischen Werkstoffes durch (elektro-) chemische Reaktion des Werkstoffes mit seiner Umgebung (Metallauflösung)». Korrosion kann nur entstehen, wenn der Stahl mit einer korrosiv wirkenden Umgebung (Medium) in Kontakt kommt. Bei unlegiertem Stahl wirkt bereits reines Wasser, das in den meisten Fällen eine gewisse Menge an gelöstem Sauerstoff enthält, korrosiv. Der Stahl muss dazu nicht unbedingt im Wasser eingetaucht sein, eine relativ hohe Luftfeuchtigkeit genügt schon.Ob ein Stahl korrodiert, hängt stark von folgenden Faktoren ab:– Legierung (Werkstoff)– Konzentration der korrosiv wirkenden Stoffe in derUmgebung (Medium)– Temperatur– allfällige Verunreinigungen im MediumBereits geringe Variationen von Temperatur, Konzentration und Verunreinigungen können unter Umständen zu einer deutlichen Veränderung der Korrosionsgeschwindigkeit führen!2.2 Korrosionsarten2.2.1 KorrosionsartenKorrosion kennt verschiedene Mechanismen und Erscheinungsbilder, die im folgenden kurz beschrieben werden. Man unterscheidet folgende Korrosionserscheinungen, die aber alle auf die gleiche Ursache zurückzuführen sind, nämlich «ungenügende Passivität» des Stahles unter gegebenen Bedingungen:– allgemeine oder gleichmässige Korrosion(englisch: uniform corrosion)– Lochkorrosion / Lochfrass (englisch: pitting)– Spaltkorrosion (englisch: crevice corrosion)– galvanische oder Kontaktkorrosion(englisch: calvanic corrosion)– interkristalline Korrosion / Korngrenzenkorrosion(englisch: intergranular corrosion)– Spannungsrisskorrosion SRK(englisch: stress corrosion cracking SCC)– Korrosionsermüdung (englisch: corrosion fatigue)– Erosionskorrosion (englisch: erosion corrosion)– Fremdrost2.2.2 Gleichförmige oder allgemeine KorrosionMan spricht von einer gleichmässigen Korrosion, wenn alle Stellen der Oberfläche gleichmässig korrodieren. Im Gegensatz zu anderen Korrosionsformen ist diese von Auge gut sichtbar. Durch Versuche im Labor sowie in der Praxis lässt sich bei dieser Art von Angriff die Abtragsrate des Materials als Funktion von Konzentration und Temperatur sehr gut bestimmen, d.h. diese Werte können für Berechnungen (Korrosionszugabe, Lebensdauerberechnung) benützt werden. Zeigt ein Stahl unter bestimmten Korrosionsbedingungen (Medium, Konzentration, Temperatur) eine Korrosionsrate von weniger als 0.1 mm/Jahr, so wird er «als unter diesen Bedingungen korrosionsbeständig» bezeichnet.2.2.3 Lochkorrosion (Chlorinduzierte Korrosion, Lochfrass)Bei der Lochkorrosion entstehen unter Einwirkung des Angriffsmediums im Grundmaterial lokale Angriffe in Form kleiner Grübchen, während der grösste Teil der Materialoberfläche passiv und unbeschädigt erhalten bleibt. Diese Grübchen sind unregelmässig gestreut, werden immer tiefer und können in sehr kurzer Zeit ein Blech oder Rohr durchstossen. Lochkorrosion tritt in Anwesenheit von Halogenidionen (elektrisch geladene Chlor-, Fluor-, Jod- oder Bromatome) auf, wobei Chlorid- und Bromidionen aggressiver sind als Jodidionen und Fluoridionen. Die Vorgänge bei der Lochkorrosion sind komplex. Es steht fest, dass die passive Oberfläche des korrosionsbeständigen Stahles an einzelnen Punkten durchbrochen wird, wobei diese Punkte aktiv und unedler als die übrige Oberfläche werden.Korrosionsbeständige Edelstähle