Korrosionsschutz alt Flashcards
Was ist Korrosion
Die elektrochemische, chemische oder physikalische Reaktion eines metallischen Werkstoffs mit seiner Umgebung, die zu einer Veränderung der Eigenschaften und häufig zu Beeinträchtigung der Funktion führen kann
Beschreiben Sie die metallische Korrosionsreaktion – Korrosionssystem – und ihre Teilschritte?
Korrosionsreaktion: besteht üblicherweise aus einer anodischen und kathodischen Teilreaktion. Diese müssen gleichzeitig ablaufen, können aber örtlich getrennt sein.
Teilschritte der Korrosionsreaktion:
Antransport der korrosionsauslösenden Stoffe
Adsorption dieser Stoffe an der Metalloberfläche
deren Reaktion an der Phasengrenze
Abtransport der Korrosionsprodukte oder Deckschichtbildung aus Korrosionsprodukten
Welche Grundvoraussetzung muss gegeben sein, dass es in einem Korrosionssystem zu Korrosion kommt?
Reaktionspartner Metall + Medium bilden ein Korrosionssystem und damit ist auch die Voraussetzung für Korrosion gegeben. Werkstoff und Korrosionsmittel reagieren zum Korrosionsprodukt, das rückwirkend die Reaktion beeinflusst.
Für Elektrochemische Korrosion wird ionenleitfähiger Elektrolyt benötigt,
für technisch bedeutsame Korrosion ist Feuchtigkeit bzw. wässrige Lösung nötig.
Ausschlaggebend ist immer Kombination und Wechselwirkung
Beschreiben Sie Spaltkorrosion und Lochkorrosion. Welche Gemeinsamkeiten haben diese?
Spaltkorrosion:
Ein lokaler Angriff im Spalt, meist als Mulden oder Lochkorrosion.
Kritisch sind Spalten kleiner 1 mm.
Meist Sauerstoffkonzentration mit kleiner Anode (im Spalt) und großer Kathode.
die Intensität nimmt laufend zu, da Medium im Spalt immer saurer wird.
Lochkorrosion:
Korrosionserscheinung mit ungleichmäßigem Flächenabtrag,
kraterförmig bzw. unterhöhlt, Tiefe»_space; Durchmesser, außerhalb keine Korrosion,
tritt bevorzugt an passiven Werkstoffen bei chloridhaltigen Medien oder bei punktuell zerstörtem Korrosionsschutz auf
die Intensität nimmt laufend zu, da Medium im Krater immer saurer wird.
Gemeinsamkeiten: Intensität nimmt laufend zu, da Medium im Krater immer saurer wird.
Worin besteht der Unterschied zwischen Muldenkorrosion und Lochkorrosion?
Der Unterschied besteht vor allem darin, dass bei ungleichmäßigem Flächenabtrag das Verhältnis zwischen Durchmesser und Tiefe gegeneinander liegt.
Muldenkorrosion:
Korrosionserscheinung mit ungleichmäßigem Flächenabtrag, Durchmesser > Tiefe, außerhalb der Mulde Flächenkorrosion möglich.
Verursacht durch örtliche Korrosionsbelastung. (schiedliche Belüftung, Konzentration, Temperatur, Strömungsgeschwindigkeit)
Lochkorrosion:
Korrosionserscheinung mit ungleichmäßigem Flächenabtrag,
kraterförmig bzw. unterhöhlt, Tiefe»_space; Durchmesser, außerhalb keine Korrosion,
tritt bevorzugt an passiven Werkstoffen bei chloridhaltigen Medien oder bei punktuell zerstörtem Korrosionsschutz auf
die Intensität nimmt laufend zu, da Medium im Krater immer saurer wird.
Wann tritt Kontaktkorrosion auf? Welche Flächenverhältnisse von Anode Kathode sind besonders kritisch zu beurteilen?
Kontaktkorrosion entsteht, wenn zwei Metalle mit unterschiedlichen Lösungspotential durch einen Elektrolyt (Wasser, feuchte Luft,..) leitend verbunden sind. Dabei wird das unedlere Metall zur Anode und das edlere Metall zur Kathode.
In der Regel gilt folgendes Flächenverhältnis: AAnode/AKathode»_space;1
Daraus folgen dann je nach Einsatz des Materiales die zu beurteilenden Flächenverhältnisse.
Das Flächenverhältnis der Elektrode beeinflussen die Stromdichte und somit die Korrosionsgeschwindigkeit.
Kritisch wenn die Fläche des edleren Metalls größer als die des unedleren ist. (à Schraubverbindungen immer mit edleren Metallen machen!)
Was beschreiben die Korrosivitätskategorien und zählen Sie die Kategorien für Wasser und Erdreich auf.
Korrosivitätskategorien: Beschreibt die Intensität der Korrosion bei den Kategorischen zugeteilten Umgebungsbedingungen.
Kategorien für Wasser und Erdreich:
Korrosivitätskategorien IM I: Süßwasser. Beispiel: Bauwerke und Anlagen an Flüssen (Wehre, Stauanlagen, Wasserkraftwerke).
Korrosivitätskategorien IM II: Meerwasser Beispiel: Hafenbereiche, Schleusenbereiche, Molen (Damm),..
Korrosivitätskategorien IM III: Erdreich. Beispiel: unterirdisch verlegte Rohre, unterirdische Behälter und Tanks, Spundwände, unterirdische Sockel zb. Masten
IM IV: Brackwasser
Für Korrosionsbelastungen im Bereich von Gewässern werden in ÖNORM EN ISO 12944-2 drei Zonen beschrieben. Beschreiben Sie diese Zonen. Wo ist die Korrosionsrate am höchsten, begründen Sie dies.
Beschreiben Sie diese Zonen:
Unterwasserzone: wenig Sauerstoff, geringe Korrosionsrate
Wasserwechselzone: erhöhtes Sauerstoffangebot, erhöhte Korrosionsrate
Spritzwasserzone: regelmäßig befeuchtet, hohes Sauerstoffangebot, hohe Korrosionsrate
Wo ist die Korrosionsrate am höchsten, begründen Sie dies: siehe Spritzwasser
Korrosionsrate abhängig von pH-Wert und Cl-Gehalt! Die Korrosionsrate kann durch organische Ablagerungen und Bewuchs verstärkt werden.
Wie werden die Umgebungsbedingungen in atmosphärischer Belastung eingeteilt? Geben Sie die maßgebenden Parameter an.
Korrosivitätskategorien C1: unbedeutend Beispiel: Innenraum geheizt, mit neutraler Atmosphäre.
Korrosivitätskategorien C2: gering Beispiel: ländliche Umgebung, ungeheizte Gebäude.
Korrosivitätskategorien C3: mäßig Beispiel: Stadtatmosphäre und Industrieatmosphäre mit mäßiger Luftverunreinigung
Korrosivitätskategorien C4: stark Beispiel: Industrieatmosphäre, Küstengebiete mit mäßiger Salzwasserbelastung, Produktionsanlagen mit cehm. Belastungen
Korrosivitätskategorien C5-I: sehr stark (Industrie): Beispiel: Industrieatmosphäre mit hoher Luftfeuchtigkeit und hoher Luftverunreinigung
Korrosivitätskategorien C5-M: sehr stark (Meer): Beispiel: Küstenbereiche und Offshorebereiche mit hoher Salzbelastung.
Wovon ist der Korrosionsangriff im Erdreich abhängig? Welche Bodenarten sind als korrosionsgefährdend einzustufen?
Abhängig - Korrosionsangriff: Korrosionsangriff abhängig von Bodenzusammensetzung, Wasser-und Sauerstoffgehalt und allf. Streuströmen.
Welche Bodenarten sind als korrosionsgefährdend einzustufen:
Schutt, Schlacke, Asche, Müll aggressiv sowie
Tonböden, Sumpf-, Moor und Humusböden sind aggressiv
Wasserableitende Sandböden greifen kaum an, kalkhaltige Böden fördern Schutzschichtbildung.
Aus welchen Gründen sind Abstände zwischen benachbarten Flächen bzw. zwischen zu schützender Oberfläche und Wandflächen in ÖNORM EN ISO 12944-3 geregelt?
Verantwortung des Stahlbauer verlangt eine Konstruktion zur Verfügung zu stellen, die vom Design her auch geeigneten qualitative Korrosionsschutzschichten zulässt bzw. fachgerecht beschichten zu können. Daher müssen Abstände den Grundregeln der Gestaltung von Korrosionsschutzschichten von Stahlbauten genügen.
Erforderliche Abstände für Personen, Hilfsmittel und Werkzeug beachten!!!
Grundregeln zur Gestaltung von Korrosionsschutz von Stahlbauten:
Um einen erforderlichen Abstand für Werkzeug, Personen und Hilfsmittel zu haben, um eine fachgerechte Bearbeitung zu ermöglichen.
Welche besonderen Korrosionsschutzmaßnahmen sind an Spalten Fugen und Überlappungen vorzusehen?
Spalten, Fugen, Überlappungen sind besonders korrosionsgefährdet:
Abdichtungen und Auffütterungen zum Spaltenverschluss vorsehen,
Berührungsflächen dichtschweißen sowie
Übergang Stahl –Beton besonders beachten.
Wie sind Kanten nach ÖNORM EN ISO 12944-3 zu gestalten/bearbeiten?
Kanten brechen,
besser jedoch Kanten runden (≥2 mm)
Grate an Löchern und Schnittkanten entfernen
thermisch geschnittene Kanten sind auf ca. 200 bis 300 µm tief zu schleifen
Welche Anforderungen bestehen aus korrosionstechnischer Sicht an Schweißnähte?
Schweißnähte schleifen
keine Einbrände
keine Poren
keine Krater
keine Spritzer (Schweißperlen)
Schweißnähte schwarz/weiß in feuchter Umgebung unbedingt beschichten!
Unter welchen Voraussetzungen ist in Hohlkästen kein Korrosionsschutz erforderlich?
Bei geschlossenen Hohlkästen mit umlaufenden Schweißnähten. Wenn der Hohlkasten dichtgeschweißt ist kann kein korrosionsauslösendes Medium mehr eindringen.
geschlossene Hohlkästen mit umlaufenden Schweißnähten: abdichten,
Dichtschotte einplanen àdann ist kein Korrosionsschutz erforderlich
ÖNORM EN ISO 12944-3 beschreibt die korrosionsschutzgerechte Gestaltung von Stahlbauteilen. Nennen Sie 3 Beispiele und stellen Sie jeweils die richtige Ausführung einer falschen gegenüber?
Korrosionsschutzgerechte Gestaltung Kanten:
Kanten brechen, besser jedoch
Kanten runden (≥2 mm)
Grate an Löchern und Schnittkanten entfernen
Korrosionsschutzgerechte Gestaltung Schraubverbindungen:
Reibbeiwerte bei gleitfesten Verbindungen beachten
Festigkeit des Beschichtungssystem bei vorgespannten Verbindungen beachten
Schrauben, Muttern und Beilagen vor Korrosion schützen (gleichwertig wie Objekt)
Korrosionsschutzgerechte Gestaltung Hohlkästen:
offene Hohlkästen und Hohlbauteile müssen wirksam belüftet und entwässert werden, wenn nicht gleichenKorrosionsschutz wie außen vorsehen
geschlossene Hohlkästen mit umlaufenden Schweißnähten abdichten, Dichtschotte einplanen dann ist kein Korrosionsschutz erforderlich
Korrosionsschutzgerechte Gestaltung Aussteifungen, Aussparungen:
Übergänge ringsum verschweißen
so gestalten, dass Wasserablagerungen und Schmutzansammlungen nicht entstehen können
Erreichbarkeit für die Bearbeitung gewährleisten
Aussteifung zur Aussparung hin verjüngen, wenn d > 10 mm
Aussparungen Mindestradius 50 mm
Korrosionsschutzgerechte Gestaltung Handhabung, Transport und Montage:
bereits im Entwurf berücksichtigen:
Anschlagpunkte
Sicherung der Bauteile
Anhängeösen vorsehen
Vorkehrungen gegen Montageschäden am Beschichtungssystem treffen
Antwort von Oliver:
Liegende I-Träger vermeiden, da es zu Wasseransammlungen kommen, kann
Besser: Steheneder I-Träger
Spalten vermeiden. Z.B. durch 2 L-Stücke
Besser: T-Stück (Ein Stück ohne Spalt)
Haftschweißnähte vermeiden,
besser: durchgeschweißte Nähte
Schrauben vermeiden
Besser: Schweißen, wenn möglich
Welche Methoden zur Vermeidung von Kontaktkorrosion kennen Sie?
Verbindung ist kritisch, wenn das weniger edle Material im Vergleich zum edleren Material eine kleinere Oberfläche aufweist
Verbindung unedlerer Teile mit edleren Verbindungsmitteln im allgemeinen unkritisch
sind galvanisch aktive Paarungen konstruktiv nicht vermeidbar, Kontaktflächen isolieren,
kann nur eines der beiden Metalle beschichtet werden, ist das edlere Material zu beschichten à in der Praxis kaum möglich
Schweißnähte schwarz/weiß in feuchter Umgebung unbedingt beschichten
Welche Grundprinzipien des Korrosionsschutzes kennen Sie? Welchem Prinzip sind Beschichtungen zuzuordnen?
Maßnahmen durch Veränderung des angreifenden Mediums:
Maßnahmen am zu schützenden Werkstoff:
Trennung von Werkstoff und angreifendem Medium: Beschichtungssysteme sind hier zuzuordnen!
Welchen Zweck hat die Oberflächenvorbereitung?
Die Stahl-Oberfläche muss so vorbereitet werden, dass die Grundbeschichtung ausreichend haftet – Entfernung von Zunder (Oxidschicht), Rost,
metallischen Spänen und vorhandenen Beschichtungen
Vorbereitungsgrad (Reinheitsgrad)
Verbesserung der Haftung durch Rauheit des Materials (Rauheitsgrad)
Info: Entfernung von Öl, Fett ist eigentlich Reinigung
Welche Methoden zur Oberflächenvorbereitung von Stahloberfläche kennen Sie?
Reinigen mit Wasser, Lösemitteln sowie Chemikalien:
Reinigen mit Wasser
Dampfstrahlen
Reinigen mit Emulsionen
Reinigen mit Alkalien
Reinigen mit alkalischen Lösemitteln
Reinigen durch chemische Umwandlung
Reinigen VOR Oberflächenvorbereitung!!
Oberfläche Vorbereiten
Abbeizen
Beizen mit Säure
Mechanische Oberflächenvorbereitung:
Oberflächenvorbereitung mit Handwerkzeugen (St)
Oberflächenvorbereitung mit maschinell angetriebenen Werkzeugen (Ma)
Strahlen (Sa):
Schleuderstrahlen
Druckluftstrahlen
Vakuum-oder Saugkopfstrahlen
Feuchtstrahlen
Nass-Strahlen
Sweep-Strahlen
Spot-Strahlen
Druckwasser-Strahlen
Flammstrahlen (Fl)
Aus welchen Gründen muss eine Metalloberfläche vor dem Entrosten gereinigt werden?
Weil sonst Schmutzstoffe wie Öl/Fett/Salze beim Strahlen in die Oberfläche eingepresst werden, und die Beschichtung nicht haftet.
Was versteht man unter primärer bzw. sekundärer Oberflächevorbereitung?
primäre (ganzflächige) Oberflächenvorbereitung:
gesamte Oberfläche wird bis zum blanken Stahl vorbereitet
Sa, St, Fl, Be
sekundäre (partielle) Oberflächenvorbereitung:
intakte Überzüge und Beschichtungen verbleiben, lose Teile werden neu behandelt
Mit welchen Methoden und nach welchen Kriterien wird eine vorbereitete Oberfläche bewertet?
Bewertung der vorbereitenden Oberfläche:
optisch auf Reinheit
physikalisch und chemisch bei höheren Belastungen (Salzablagerungen, Staub, Öl-und Fettfreiheit)
Rautiefe durch Sicht-oder Tastprüfung
Aus welchen wesentlichen Komponenten besteht ein flüssiger Beschichtungsstoff?
Flüchtige Bestandteile: Lösemittel/ Verdünnungsmittel, Spaltprodukte
Nicht flüchtige Bestandteile: Bindemittel/ Filmbildner, Pigmente / Füllstoffe, Additative / Hilfsstoffe
Welche Aufgabe hat das Bindemittel in einem flüssigen Beschichtungsstoff?
Das Bindemittel verankert die Beschichtung auf dem Untergrund, verbindet die Pigmente untereinander und bildet einen festen, dauerhaften Beschichtungtsfilm.
verantwortlich für Art und Dauer der Filmbildung
verantwortlich für Haftung am Untergrund
weitgehend verantwortlich für chemische und physikalische Eigenschaften
Pigmente werden in aktive und passive oder auch Barrierepigmente eingeteilt. Beschreiben Sie den Unterschied in der Wirkungsweise?
Aktive Pigmente: Zinkstaub, Zinkphosphat, Bleiminium / Bleimennige
Diese werden für die Grundbeschichtung eingesetzt. Sie bilden zum Korrosionsschutz aktive Metallseifen, welche korrosionsfördernde, saure Einwirkungen passivieren oder einen kathodischen Korrosionsschutz bewirken.
Schicht „opfert“ sich für Grundwerkstoff
Passive Pigmente (Barrierepigmente): Eisenglimmer, Aluminiumflakes
Passive Pigmente bilden Sperrschichten, die korrosionsfördernde Substanzen fern halten! Diffusionsweg wird erhöht.
Wozu dienen Lösemittel?
sind Verarbeitungshilfsmittel, dienen zur:
Lösen der Bindemittel
Einstellung der Konsistenz
Verbesserung der Benetzung
Was versteht man unter einem Beschichtungssystem? Welche Aufgabe übernehmen die einzelnen Lagen?
Die Korrosion von Stahl kann durch verschiedene Verfahren verhindert werden, am wirksamsten durch Beschichtungssysteme. In Beschichtungssystemen ergänzen sich die Eigenschaften der einzelnen Schichten. Je nach Belastung und Anforderung kann auch eine einzelne Schicht alle Funktionen erfüllen.
in der Regel besteht ein System jedoch aus mehreren Lagen:
Grundbeschichtung:
Haftvermittlung,
aktive Korrosionsschutzwirkung
Zwischenbeschichtung(en):
bringen Schichtdicke
Barrierewirkung
Deckbeschichtung:
oberste Schutzschicht gegen Belastung
Farbgebung
Struktur
ÖNORM EN ISO 12944-5 definiert die Schutzdauer. Wie ist diese festgelegt (Kriterium) und geben Sie die in der Norm festgelegten Stufen und zugehörigen Zeiträume an.
Systemaufbau abhängig von Schutzdauer: (Zeitpunkt bis zum Erreichen des Rostgrads Ri3)
niedrig (L)2 bis 5 Jahre
mittel (M)5 bis 15 Jahre
hoch (H)über 15 Jahre
Sie planen den Korrosionsschutz für eine Konstruktion in einem Nassraum der Korrosivitätskategorie C4. Welche Schichtdicke ist für das Erreichen einer langen Schutzdauer erforderlich? Ist Acrylharz als Bindemittel unter diesen Voraussetzungen geeignet?
Gem. Bild 6.46. S34, Anstrichsysteme mit Berücksichtigung ihrer Belastung und Schutzdauer, ist unter den Vorrausetzungen – C4 – Acrylharz nicht geeignet.
Definieren Sie den Taupunkt. Warum ist das Beachten des Taupunkts wesentlich für die Qualität der Beschichtung?
Fachgerechte Oberflächenvorbereitung!
Die Taupunktunterschreitung löst an der Oberfläche Kondensation aus und damit leidet der qualitative zulässige Korrosionsschutz.
Kondensatausbildung
nicht sichtbar
Trennschichtausbildung
Beschichtung haftet nicht
Nennen Sie die Faustregeln für die Klimabedingungen.
Klimabedingungen Faustregel:
Lufttemperatur > 5°C
Objekttemperatur > 3-5°C
Objekttemperatur < 50°C
Rel. Luftfeuchtigkeit < 85% (laut Beschichtungshersteller oft 80%)
OT ≥TP + 3°C
Welche Probleme können bei Beschichtungsarbeiten unter hohen Temperaturen auftreten?
zu hohe Temperaturen führen zu schneller Antrocknung / Reaktion:
Runzeln, Blasen
Lösemitteleinschlüsse
In der Spritzbox messen sie eine relative Luftfeuchtigkeit von 70% und eine Lufttemperatur von 21 °C. Am Werkstück messen Sie eine Oberflächentemperatur von 17,9 °C. Dürfen Sie beschichten? Begründen Sie Ihre Entscheidung.
Taupunkt laut Tabelle: 15,3 °C
+3°C = 18,3 °C
Nein! Da die Differenz von 3°C nicht eingehalten wird
Welche Regeln sind bei der Messung der Schichtdicke zu beachten?
Faustregel: 20 Messungen / 10 m²
Repräsentativ verteilte Messungen!
Welche Kriterien sind zu beachten, wenn zu beurteilen ist, ob die Sollschichtdicke erfüllt ist (Nominal Dry Film Thickness)?
Sollschichtdicke (Nominal DryFilm Thickness) ist als Mittelwert aller Messungen zu erreichen.
Arithmetisches Mittel aller Einzelmessungen ist die Sollschichtdicke
Eine Einzelmessung darf die Sollschichtdicke nur bis max. -20% unterschreiten (80% der Sollschichtdicke)
