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Spannungsrisskorrosion bei Edelstahl: Ursachen & Schutzmethoden

Von Lukas Becker | 1. Januar 2025
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Spannungsrisskorrosion gefährdet Edelstahl im Garten. Hier erfahren Sie, wie sie entsteht, welche Schäden sie verursacht und wie Sie sie vermeiden.

Spannungsrisskorrosion Edelstahl

Was ist Spannungsrisskorrosion und wie entsteht sie?

Spannungsrisskorrosion ist eine spezifische Korrosionsart, die durch das Zusammenwirken von mechanischen Spannungen und einem korrosiven Medium verursacht wird. Diese Art der Korrosion betrifft insbesondere Metalle wie Edelstahl und kann transkristallin (durch das Gefügekorn) oder interkristallin (entlang der Korngrenzen) verlaufen.

Spannungsrisskorrosion erfordert bestimmte Bedingungen:

  1. Mechanische Spannungen: Diese Spannungen können von außen auf das Material einwirken oder im Inneren des Materials auftreten, beispielsweise durch Fertigungsprozesse wie Schweißen oder Kaltverformung.
  2. Korrosives Medium: Häufig sind Chloride, Ammoniak oder Schwefelwasserstoff beteiligt. Bereits geringe Konzentrationen dieser Medien können Rissbildungen auslösen.
  3. Materialempfindlichkeit: Bestimmte Legierungen und Metalle sind anfälliger für Spannungsrisskorrosion als andere.

Spannungsrisse beginnen oft an der Oberfläche und können sich unter Belastung schnell ausbreiten. Sobald die schützende Passivschicht des Edelstahls durchbrochen wird, setzt sich der Riss fort und kann tief ins Material eindringen, was oft zu plötzlichen Materialausfällen führt.

Die Umgebung, in der sich das Material befindet, spielt eine entscheidende Rolle. Bestimmte Temperaturbedingungen und die Präsenz spezifischer Chemikalien können die Korrosionsrate erheblich erhöhen. Beispiele hierfür sind heiße Wassertanks, Schwimmbäder und Umgebungen in der Öl- und Gasindustrie.

Früherkennung und Prophylaxe dieser stressfördernden Faktoren können die Lebensdauer von Edelstahlkonstruktionen erheblich verlängern und das Risiko eines unerwarteten Materialausfalls verringern.

Methoden zur Vermeidung von Spannungsrisskorrosion

Um Spannungsrisskorrosion zu vermeiden, sollten mindestens eine der zugrundeliegenden Bedingungen – mechanische Spannungen, das korrosive Medium oder die Materialempfindlichkeit – kontrolliert oder eliminiert werden. Hier sind einige konkrete Strategien:

Kontakt mit korrosiven Medien reduzieren

  • Schutzabdeckungen verwenden: Verwenden Sie Beschichtungen oder Schutzabdeckungen, um Edelstahlteile vor aggressiven Chemikalien wie Chloriden, Ammoniak oder Schwefelwasserstoff zu schützen.
  • Umgebung optimieren: Halten Sie die Umgebung Ihrer Edelstahlteile trocken und sauber, insbesondere in chloridhaltigen Umgebungen wie Schwimmbädern oder Meeresumgebungen.

Zugspannungen minimieren

  • Spannungsarmglühen: Unterziehen Sie das Material nach der Kaltverformung einer Wärmebehandlung, um Restspannungen zu minimieren.
  • Sorgfältige Verarbeitung: Achten Sie auf Fertigungsverfahren, die hohe Zugspannungen vermeiden, wie präzises Schweißen ohne übermäßige thermische Belastung.

Geeignete Werkstoffwahl

  • Korrosionsbeständige Legierungen: Wählen Sie Edelstähle mit höherem Chrom-, Molybdän- und Stickstoffgehalt für eine bessere Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion. In besonders anspruchsvollen Umgebungen können Duplex- oder Superduplex-Stähle erforderlich sein.
  • Materialqualität anpassen: Wählen Sie den Werkstoff sorgfältig entsprechend den Umgebungsbedingungen und mechanischen Belastungen.

Oberflächenbehandlungen und Schutzmaßnahmen

  • Versiegelung von Spalten: Vermeiden Sie Spaltkorrosion durch das Abdichten enger Zwischenräume und Spalten mit flexiblen Dichtstoffen.
  • Regelmäßige Inspektionen: Kontrollieren Sie Ihre Edelstahlteile regelmäßig auf Schäden wie Risse oder Verfärbungen. Eine frühzeitige Erkennung ermöglicht schnelle Gegenmaßnahmen.

Weitere Maßnahmen

Zur weiteren Reduktion der Spannungsrisskorrosion können Sie zusätzliche Maßnahmen ergreifen:

  • Materialsubstitution: Verwenden Sie Duplex- oder Superduplex-Stähle, wenn Ihre Anwendung besonders korrosionsgefährdet ist.
  • Chemische Inhibitoren: Setzen Sie chemische Inhibitoren ein, um die Korrosionsanfälligkeit zu verringern.
  • Temperaturkontrolle: Halten Sie Betriebstemperaturen niedrig, da höhere Temperaturen die Wahrscheinlichkeit und Geschwindigkeit von Spannungsrisskorrosion erhöhen.
  • Spezifische Tests: Führen Sie Prüfungen wie das magnetische Streufeldverfahren durch, um frühzeitig Spannungsrisse zu erkennen.
  • Beschichtungen und Schutzfolien: Erwägen Sie den Einsatz spezieller Beschichtungen oder Schutzfolien, um das Metall vor aggressiven Medien zu schützen.
  • Sorgfältige Gestaltung: Vermeiden Sie abrupt wechselnde Querschnitte und scharfe Kanten, da diese besonders anfällig für Spannungsrisskorrosion sind.
  • Kontinuierliche Überwachung: Implementieren Sie ein fortlaufendes Überwachungs- und Inspektionsprogramm, um die Integrität der Edelstahlkonstruktionen zu sichern.

Durch die Kombination dieser Maßnahmen mit den grundlegenden Prinzipien der Korrosionsvermeidung können Sie die Lebensdauer und Zuverlässigkeit Ihrer Edelstahlkonstruktionen erheblich steigern.

Artikelbild: Ljupco/iStockphoto