Korrosionsverhalten von reinem Kupfer
Reines Kupfer bildet eine stabile Deckschicht an seiner Oberfläche, die weitere Oxidation und damit Korrosion wirkungsvoll verhindert.
Diese Deckschicht entsteht durch das Einwirken von Kohlendioxid oder Schwefeloxiden aus der umgebenden Luft. Durch die Reaktion mit den Gasen verwandelt sich reines Kupfer an seiner Oberfläche. Es wird eine grünliche Schicht aus Kupfercarbonat und/oder Kupfersulfat ausgebildet. Diese Deckschicht reagiert danach nicht mehr mit den meisten korrodierenden Agenzien aus der Umgebung und schützt so das darunter liegende, noch nicht umgewandelte Kupfer.
Die Deckschicht wird auch Patina genannt.
Korrosionsbeständigkeit verschiedener Kupferwerkstoffe
Kupfer wird selten rein verwendet. Häufiger kommt es in bestimmten Legierungen vor. Jede Legierung hat dabei besondere Eigenschaften. Das gilt auch für ihre jeweilige Korrosionsbeständigkeit.
Messing
Messing ist eine Legierung von Kupfer und Zink. Wie korrosionsbeständig diese Legierungen sind, hängt in der Regel vom Zinkgehalt der Legierung ab. Einige Legierungen verfügen dabei sogar über „selbstheilende“ Schutzschichten.
Bei Messing unterscheidet man technisch zwischen Alpha-Messing und Beta-Messing. Alpha-Messing ist hoch korrosionsbeständig gegenüber Wasser, Dampf, den meisten Salzlösungen und auch gegenüber vielen organischen Stoffen. Es entspricht etwa reinem Kupfer, was die Korrosionsbeständigkeit angeht.
Beta-Messing ist etwas weniger korrosionsbeständig, da es einen höheren Zinkgehalt hat. Das kann unter Umständen aber durch die Beigabe von geringen Mengen Nickel und Mangan wieder ausgeglichen werden.
Kupfer-Zinn-Legierungen
Die sogenannte Zinnbronze ist hoch korrosionsbeständig. Sie übertrifft an Korrosionsbeständigkeit sogar noch reines Kupfer.
Kupfer-Aluminium-Legierungen
Kupfer-Aluminium-Legierungen gehören zu den beständigsten Legierungen überhaupt. Die Oxidschicht ist hier auch noch zusätzlich selbstheilend.
Legierungen mit Silizium, Mangan und Nickel
Hier ist die Korrosionsbeständigkeit gleich hoch oder höher als bei reinem Kupfer.
Mögliche Korrosionsschäden bei Kupfer und seinen Legierungen
Gerade bei den Legierungen kann es durch Enzinkung, oder durch Trennung vom jeweils anderen Legierungsbestandteil zum Auftreten von Korrosion kommen. Auch Kontaktkorrosion und Spaltkorrosion kann auftreten. Empfindlich reagiert Kupfer (je nach Legierung) in vielen Fällen auf bestimmte pH-Werte oder Salzgehalte von Wasser, sowie ammoniakhältige Lösungen, Nitrate und Nitrite. Das muss besonders bei Trinkwasserinstallationen beachtet werden.
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