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Rost

Kontaktkorrosion bei Edelstahl – wie ist das möglich?

Von Johanna Bauer | 19. Januar 2021
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Kontaktkorrosion oder Bimetallkorrosion ist ein Vorgang, der auch bei nichtrostenden Edelstählen auftreten kann. Wie Kontaktkorrosion chemisch abläuft, welche Voraussetzungen dafür gegeben sein müssen, wovon das Ausmaß der Korrosion abhängt und wie sie verhindert werden kann, wird in diesem Beitrag erläutert.

Kontaktkorrosion Edelstahl
AUF EINEN BLICK
Was verursacht Kontaktkorrosion bei Edelstahl?
Kontaktkorrosion bei Edelstahl entsteht, wenn unterschiedliche Metalle mit verschiedenen Normalpotenzialen aufeinandertreffen und in Verbindung mit einem Elektrolyten einen galvanischen Vorgang auslösen. Dies führt zur Abgabe von Ionen und Korrosion der Metalle. Vermeiden lässt sich Kontaktkorrosion durch Minimierung der Potenzialdifferenz und Reduzierung der Elektrolytleitfähigkeit.

Edelstahlarten und grundsätzlicher Korrosionsschutz

Jede Legierung bildet durch die Reaktion mit Sauerstoff eine Oxidschicht an der Oberfläche. Diese Schicht ist inert und reagiert nicht mit umgebenden Stoffen. Sie wird deshalb als Passivschicht bezeichnet. Wie die Schicht aufgebaut ist, wie dick sie ist und gegen welche Oxidationsmittel sie Schutz bietet, hängt von der Art der Legierung ab.

Aus diesem Grund können nicht alle Edelstähle gleich gut vor Korrosion geschützt werden. Hochwertige Edelstähle, die für den Einsatz im Freien optimiert sind, haben in der Regel eine deutlich stärkere Oxidschicht als minderwertige Edelstähle. Das ist von außen nicht immer sichtbar, sondern hängt im Wesentlichen von der Legierung ab.

Kontaktkorrosion

Kontaktkorrosion ist ein galvanischer Prozess. Dieser chemisch-elektrische Vorgang wird beim Galvanisieren von Zink, bei der elektrolytischen Entrostung und bei aktivem Korrosionsschutz bewusst zum Schutz des Metalls eingesetzt.

Bei der Kontaktkorrosion läuft dieser Prozess durch die Umgebungsbedingungen automatisch, zum Nachteil des Metalls, ab. Notwendig sind dazu:

  • unterschiedliche Metalle, die aneinander grenzen
  • ein stark unterschiedliches Normalpotential beider Metalle
  • ein vorhandener Elektrolyt, eine Flüssigkeit, in der Ionen gelöst sind (z.B. Regenwasser)

Durch das unterschiedliche Normalpotential beider Metalle innerhalb des Elektrolyten entsteht eine sogenannte galvanische Zelle. Eine solche Zelle funktioniert ähnlich wie eine Batterie. Strom beginnt zu fließen, die beiden Metalle geben positive Ionen an den Elektrolyten ab und sie beginnen zu korrodieren.

Normalpotentiale

Reine Metalle lassen sich in einer Spannungsreihe darstellen. Magnesium hat gegen eine Wasserstoffelektrode ein Potential von etwa -2 Volt und Eisen etwa -0,4 Volt. Kupfer hat ein Potential von +5 Volt, Silber und Gold das Doppelte bis Dreifache. Wenn z.B. Eisen und Kupfer nebeneinander liegen würden, ergäbe sich ein sehr hoher Potentialunterschied.

Legierungen sind schwieriger zu klassifizieren. Hier hängt das jeweilige Potential von der Art der Legierung ab. Selbst bei gleichen Ausgangsstoffen können unterschiedliche Legierungen sehr verschiedene Potentiale aufweisen.

Elektrolytische Leitfähigkeit

Je höher die Leitfähigkeit des Elektrolyten, desto schneller läuft die Korrosion ab. Regenwasser besitzt eine sehr geringe Leitfähigkeit, Salzwasser eine deutlich höhere. Korrosion läuft in Salzwasser deshalb wesentlich schneller ab.

Korrosion vermeiden

Um Korrosion zu vermeiden oder zu verlangsamen, kann man auf jeden einzelnen Faktor einwirken. Je geringer die Potentialdifferenz, desto weniger Korrosion findet statt. Gleiches gilt für die Leitfähigkeit der potentiellen Elektrolyten, mit denen das Metall in Kontakt kommt.

Tipps & Tricks
Feuerverzinkter Stahl muss im Kontakt mit Messing, Kupfer und unverzinktem Stahl unbedingt vor Korrosion geschützt werden. Da es in Meeresnähe oder in der Nähe von Industrie bereits zu erheblicher Kontaktkorrosion kommen kann.
Artikelbild: Berkut_34/iStockphoto