Korrosion und Korrosionsschutz

Die kurze Darstellung der Korrosionswissenschaft und -technik, wie sie hier ge geben wird, basiert auf einer Vorlesung, die ich Uber mehr als 20 Jahre vor Studenten der KOniglichen Technischen Hochschule Stockholm gehalten habe. Entsprechend dem einflihrenden Charakter dieses Buches habe ich von speziellen Zitaten von Originalveroffentlichungen in Zeitschriften Abstand genommen. Die Erfahrung zeigt, daB solche Literaturverzeichnisse, die schnell unUberschaubar werden, in LehrbUchern nicht gesucht werden. Deshalb sind nur besonders hoch angesehene Monographien und HandbUcher aufgenommen. Dagegen wird von Prinzip darstellungen, Diagrammen und Fotografien ausgiebig Gebrauch gemacht. Fotos, vor allem Makrobilder von Korrosionsschaden, erscheinen mir besonders wichtig, urn dem Neuling auf diesem Gebiet das Wesentliche zu demonstrieren. FUr die Bereitstellung von Bildmaterial danke ich zahlreichen Firmen sehr herzlich, die im Bildnachweis im einzelnen aufgeflihrt sind. Zu Dank verpflich tet bin ich auch meiner Sekretarin, Frau Ingrid Lilja, die das dieser Ausgabe zugrundeliegende Originalmanuskript geschrieben und umgeschrieben hat, sowie mehreren Mitarbeitern, die sich urn das Lesen der Korrekturen und andere Aufga ben verdient gemacht haben. Sehr verbunden bin ich bezUglich dieser deutschsprachigen Ausgabe meines ur sprlinglich in Englisch verfaBten Buches Herrn Professor Dr. Bernhard Ilschner, Lausanne, fUr die herausgeberische Betreuung, Frau Dipl.-Ing. Barbara Weh Langer, Erlangen, fUr die Obersetzung und Vorbereitung des Sachverzeichnisses, sowie dem Springer-Verlag fUr das langwierige Projektmanagement und die schOne Ausstattung des Buches. AbschlieBend sei meinem langjahrigen Mitarbeiter, Herrn Dr. Jaak Berendson, jetzt Professor fUr Technische Elektrochemie und Korro sionslehre an der Koniglichen Technischen Hochschule Stockholm, fUr seine vielseitige UnterstUtzung bei mannigfachen Arbeiten bestens gedankt.

Übersetzt aus dem Englischen von Weh-Langer, B.

1 Einleitung.- 2 Elektrochemische Mechanismen.- 2.1 Elektrische Leitung.- 2.2 Elektrodenpotentiale.- 2.3 Polarisation.- 2.4 Potential-Abstands-Diagramme.- 2.5 Meßmethoden zur Bestimmung von Elektrodenpotentialen und der Polarisation.- 2.6 Polar isationskur ven.- 3 Metallkundliche Aspekte.- 3.1 Metalle und Legierungen.- 3.2 Unlegierte und niedriglegierte Stähle.- 3.3 Rostfreie Stähle.- 3.4 Wärmebehandlung der Stähle.- 3.5 Schlackeneinschlüsse im Stahl.- 3.6 Einige wichtige Kupfer- und Nickellegierungen.- 4 Metallische Korrosion in verschiedenen Medien.- 4.1 Systematik der Korrosion.- 4.2 Korrosion in feuchten Medien.- 4.3 Korrosion (Oxidation) in heißen Gasen (Luft, Abgase, Dampf bei hohen Temperaturen).- 4.4 Korrosion in wasserfreien organischen Flüssigkeiten und Gasen.- 4.5 Korrosion durch geschmolzene Metalle.- 5 Potential-pH-Diagramme.- 6 Die Kinetik der elektrochemischen Korrosion. Passivität.- 6.1 Elektrodenpotentiale korrodierender Systeme - Die galvanische Reihe.- 6.2 Mischpotentiale und Polarisationsdiagramme.- 6.3 Experimenteller Nachweis der elektrochemischen Natur metallischer Korrosion.- 6.4 Lokale und gleichmäßige elektrochemische Korrosion.- 6.5 Polarisationsdiagramme für die gleichmäßige und lokale elektrochemische Korrosion.- 6.6 Passivität.- 7 Korrosion durch Wasserstoffentwicklung und Sauerstoffreduktion.- 7.1 KathodischeReaktionen: Überblick.- 7.2 Korrosion durch Wasserstoffentwicklung.- 7.3 Korrosion durch Sauerstoffreduktion.- 8 Einige wichtige Arten der elektrochemischen Korrosion.- 8.1 Einteilung in "Korrosionszellen".- 8.2 Galvanische Makrozellen - Galvanische Korrosion.- 8.3 Galvanische Mikrozellen (Lokalzellen).- 8.4 Sauerstoff-Konzentrationszellen (Belüftungszellen).- 8.5 Metallionen-Konzentrationszellen.- 8.6Aktiv-Passiv-Zellen.- 8.7 Elektrolytische Zellen.- 9 Der Einfluß mechanischer Faktoren auf die Korrosionsarten.- 9.1 Spannungsrißkorrosion.- 9.2 Wasserstoffinduzierter Bruch.- 9.3 Korrosionsermüdung.- 9.4 Erosionskorrosion.- 9.5 Kavitationskorrosion.- 9.6 Reibkorrosion.- 10 Atmosphärische Korrosion.- 11 Bodenkorrosion.- 11.1 Böden als Korrosionsmedium.- 11.2 Besonderheiten des Lochfraßes bei Bodenkorrosion.- 11.3 Werkstoff-Vergleich bei Bodenkorrosion.- 11.4 Korrosion archäologischer Funde.- 11.5 Korrosionsprobleme bei der Beseitigung von Atommüll.- 11.6 Vergleich zwischen Korrosion im Boden, in Luft und in Wasser.- 12 Korrosionsschutz durch metallurgische sowie durch konstruktive Maßnahmen.- 12.1 Veränderung der Zusammensetzung oder des Gefüges, der inneren Spannungen oder der Oberflächenbeschaffenheit des Metalls.- 12.2 Korrosionsschutzgerechte Gestaltung.- 13 Korrosionsschutz durch Beeinflussung des korrosiven Mediums.- 13.1 Entfernung korrosionsfördernder Komponenten aus dem umgebenden Medium.- 13.2 Zusatz von korrosionshemmenden Substanzen (Inhibitoren).- 14 Korrosionsschutz durch Änderung des Elektrodenpotentials Metall/korrosives Medium.- 14.1 Elektrochemischer (kathodischer und anodischer) Korrosionsschutz.- 14.2 Kathodischer Schutz.- 14.3 Anodischer Schutz.- 15 Korrosionsschutz durch Überzüge.- 15.1 Vorbehandlung von Metalloberflächen vor dem Aufbringen von Schutzüberzügen.- 15.2 Metallische Überzüge.- 15.3 Nichtmetallisch-anorganische Überzüge.- 15.4 Organische Überzüge.- 16 Korrosionsprüfverfahren.- 16.1 Einteilung der Korrosionsprüfverfahren.- 16.2 Änderung der Korrosionsgeschwindigkeit mit der Zeit.- 16.3 Korrosion in strömenden Medien.- 16.4 Einige Anwendungsbeispiele für beschleunigte Laborversuche.- 17 Anhang.- 17.1Potential-pH-Diagramme für einige technisch wichtige Metalle.- 17.2 Umrechnung einiger englisch-amerikanischer Einheiten in SI-Einheiten.- 17.3 Literaturverzeichnis.- Bildnachweis.