3.3 Korrosionsschutz. aktiver Korrosionsschutz

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1 3.3 Korrosionsschutz - Jährliche Kosten durch Korrosionsschäden liegen im Milliardenbereich, geschätzte Verluste in Höhe von ca. 4 % des Bruttosozialproduktes eines Landes! - weltweit gehen pro Sekunde ca. 5 t Stahl durch Rosten verloren - Festlegung von Korrosivitätskategorien (DIN EN ISO , C1 C5) je nach Medium Schutzdauer von Beschichtungen je nach Trockenschichtdicke und System - Korrosionsschutz durch Fernhalten des korrosiven Mediums passiver Korrosionsschutz, Vermeidung der Korrosion aktiver Korrosionsschutz

2 Korrosion an Stahlkonstruktionen (DIN EN ISO ) - Korrosionsgeschwindigkeit für rel. LF < 60 % unbedeutend - nennenswerte Korrosion für rel. LF > 80 %, T > 0 C Korrosionsneigung wächst - mit steigender Luftfeuchte - in Anwesenheit von Kondens- oder Niederschlagswasser - mit zunehmender Verunreinigung der Luft durch Schadstoffe wie Schwefeldioxid, NO x, Chloride und Sulfate - im Boden, Wasser und Salzwasser Schutzdauer von Beschichtungen - gilt bis zur ersten Instandsetzungsmaßnahme - keine Gewährleistungszeit (juristischer Begriff, kürzer) - kurz 2-5 Jahre - mittel 5 15 Jahre - lang > 15 Jahre

3 Korrosivitätskategorien (DIN EN ISO ) Korrosivitätskategorien in atmosphärischen Umgebungsbedingungen (C) C1 unbedeutend geheizte Gebäude C2 gering ungeheizte Gebäude; ländliche Umgebung C3 mäßig Stadtatmosphäre und Industrieatmosphäre mit mäßiger Luftverunreinigung (SO 2 ), Küstenbereich mit geringer Salzwasserbelastung; Produktions- und Innenräume mit hoher Luftfeuchtigkeit und geringer Luftverunreinigung C4 stark Industrieatmosphäre, Küstengebiete mit mäßiger Salzwasserbelastung; Produktionsanlagen mit chemischen Belastungen (Chemieanlagen, Schwimmbäder) C5-I sehr stark Industrieatmosphäre mit hoher Luftfeuchtigkeit und starker (Industrie) Luftverunreinigung C5-M sehr stark Küstenbereiche und Offshorebereiche mit hoher (Meer) Salzwasserbelastung; Gebäude und Anlagen, die fast dauernd hoher Luftfeuchte, Kondensation sowie hoher Luftverunreinigung ausgesetzt sind

4 Korrosivitätskategorien im Erdreich und Wasser (Im) Im1 Süßwasser Flußbauten (Wehre, Stauanlagen), Wasserkraftwerke Im2 Meer- oder Brackwasser Hafenbereiche (Schleusentore, Staustufen Molen), Offshore-Anlagen Im3 Erdreich Behälter und Tanks, Spundwände, Stahlrohre

5 Dickenabnahme durch Korrosion Korrosivitätskategorie unlegierter Stahl Zink C1 unbedeutend 1,3 µm 0,1 µm C2 gering > 1,3 bis 25 µm > 0,1 bis 0,7 µm C3 mäßig > 25 bis 50 µm > 0,7 bis 2,1 µm C4 stark > 50 bis 80 µm > 2,1 bis 4,2 µm C5-I C5-M sehr stark (Ind.) sehr stark (Meer) > 80 bis 200 µm > 4,2 bis 8,4 µm

6 Korrosionsschutz Aktiver Korrosionsschutz Passiver Korrosionsschutz Elektrochemischer Korrosionsschutz Korrosionsschutzgerechte Gestaltung - Konstruktion/Medium - Werkstoffauswahl - Verpackung/Lagerung Schutzschichten Zusatz von Inhibitoren Organische Beschichtungen Metallische Überzüge Kathodischer Korrosionsschutz Anodischer Korrosionsschutz Anorganische Überzüge

7 Kathodischer Korrosionsschutz Opferanode Erdoberfläche Rohr als Kathode Grundwasserspiegel Opferanode (z. B. Mg) Einbettung (z. B. Koks)

8 Trinkwasserbereiter, Kessel Metallkonstruktionen (z. B. Offshore-Anlagen) Opferanoden an Schiffsrümpfen

9 Fremdspannung Umkehrung der Potenzialdifferenz + Fe Fe e - Erdoberfläche e - Lagertank als Kathode Inerte Anode (z. B. Graphit, Fe/Si, o. a.) Einbettung (z. B. Koks)

10 Schutzschichten Untergrundvorbehandlung (Haftung) Organische Beschichtungen (80 % aller Schichten) s Bindemittel Reversible Beschichtungen (löslich im Lösemittel) Chlorkautschuk (CR), Vinylchlorid-Copolyme (PVC) Acrylcopolymere (AY) Irreversible Beschichtungen (unlöslich im Lösemittel) lufttrocknende Beschichtungssystoffe Alkydharze, Urethanalkydharze, Epoxidharzester Wasserverdünnbare Beschichtungssystoffe Acrylpolymere (AY), Vinylpolymere (PVC), Polyurethanharze (PUR) Reaktive Polymerbindemittel (Reaktionsbeschichtungsstoffe) 2-K-Epoxidharze (EP), 2-K-Polyurethane (PUR), feuchtigkeitshärtende Beschichtungsstoffe (PUR, Ethylsilicat)

11 - Pigmente/Füllstoffe Zinkstaub, Eisenglimmer, TiO 2, Calcit - Zusatzstoffe Weichmacher, Verdicker, Verlaufsmittel - Lösungsmittel/Pulverbeschichtung

12 Einsatz von Zinkstaub - Anode - Korrosionsprodukte verschließen Poren Blättchenförmige Eisenglimmer-Pigmente O 2, H 2 O Beschichtung Stahloberfläche

13 Metallische Überzüge - Schmelztauchen / Duplex-System - Spritzen - galvanische Überzüge - Vakuum-Aufdampfen Anorganische Überzüge - lierung, keramische Überzüge - Brünieren (Oxidschichten) - Chromatieren (chromathaltige Schutzschichten) - Phosphatieren (phosphathaltige Deckschichten)

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