Arten von Edelstahl und grundsätzlicher Korrosionsschutz
Jede Legierung bildet durch die Reaktion mit Sauerstoff an ihrer Oberfläche eine Oxidschicht aus. Diese Oxidschicht ist reaktionsträge und reagiert nicht mit umgebenden Stoffen. Deshalb wird sie Passivschicht genannt. Wie die Schicht aufgebaut ist, wie stark sie ist, und gegenüber welchen Oxidationsmitteln sie Schutz bietet, hängt immer von der Art der Legierung ab.
Es sind also nicht alle Edelstähle gleich korrosionsgeschützt. Hochwertige Edelstähle, die für die Verwendung im Außenbereich optimiert sind, haben in der Regel eine deutlich leistungsfähigere Oxidschicht als minderwertigere Edelstähle. Das ist von außen nicht immer erkennbar – es hängt im wesentlichen von der Legierung ab.
Kontaktkorrosion
Kontaktkorrosion ist ein galvanischer Vorgang. Dieser chemisch-elektrische Vorgang wird auch beim Galvanisieren von Zink und bei der elektrolytischen Entrostung sowie beim aktiven Korrosionsschutz bewusst zum Schützen des Metalls eingesetzt.
Bei der Kontaktkorrosion läuft dieser Vorgang durch Umweltbedingungen automatisch zum Schaden des Metalls ab. Notwendig sind dafür:
- Aneinandergrenzende unterschiedliche Metalle
- ein stark unterschiedliches Normalpotenzial beider Metalle
- ein vorhandener Elektrolyt (also eine Flüssigkeit, in der Ionen gelöst sind – das kann auch Regenwasser sein)
Durch das unterschiedliche Normalpotenzial der beiden Metalle innerhalb des Elektrolyten kommt es zum Entstehen einer sogenannten galvanischen Zelle. Eine solche Zelle funktioniert ähnlich wie eine Batterie. Es beginnt Strom zu fließen, und beide Metalle geben positive Ionen an den Elektrolyten ab. Dadurch beginnen sie zu korrodieren.
Normalpotenziale
Reine Metalle können in einer Spannungsreihe dargestellt werden. So hat etwa Magnesium gegen eine Wasserstoffelektrode beispielsweise etwa – 2 Volt, während Eisen etwa -0,4 Volt aufweist. Kupfer weist dagegen ein Potenzial von +5 Volt auf, Silber und Gold sogar das Doppelte bis Dreifache. Bei aneinander grenzendem Eisen und Kupfer würde beispielsweise also eine sehr hohe Potentialdifferenz entstehen.
Legierungen sind schwieriger einzuordnen. Das jeweilige Potenzial hängt hier von der Art der Legierung ab. Auch bei gleichen Ausgangsstoffen können unterschiedliche Legierungen jeweils ein stark unterschiedliches Potenzial aufweisen.
Elektrolytische Leitfähigkeit
Je höher die Leitfähigkeit des Elektrolyten ist, desto schneller läuft die Korrosion ab. Regenwasser hat eine sehr niedrige Leitfähigkeit, Salzwasser eine deutlich höhere. Die Korrosion in Salzwasser läuft also wesentlich schneller ab.
Vermeidung der Korrosion
Man kann zu Vermeidung oder Verlangsamung der Korrosion auf jeden einzelnen Faktor einwirken. Je geringer die Potenzialdifferenz, desto weniger Korrosion findet statt. Das Gleiche gilt für die Leitfähigkeit von potenziellen Elektrolyten, mit denen das Metall in Berührung kommt.