Potenziale und Potenzialdifferenz

Jede Metall-Legierung (und auch jedes unlegierte Metall) hat ein bestimmtes elektrisches Potenzial. Dieses Potenzial kommt aufgrund der Ionen in der Metallstruktur zustande. Da unterschiedliche Metalle oder Legierungen ein unterschiedliches elektrisches Potenzial haben können, herrscht zwischen den beiden unterschiedlichen Materialien ein Potenzialdifferenz.

Problematik mit der Differenz

Diese Differenz ist grundsätzlich kein Problem – solange kein elektrisch leitendes Medium die beiden unterschiedlichen Stoffe verbindet. Das kann beispielsweise eine elektrolytisch leitende Flüssigkeit sein, die beide Materialien berührt (Wasser ist beispielsweise ein elektrolytischer Leiter). Dann beginnt nämlich Strom zu fließen, und es kommt zur Korrosion. Dieses Phänomen nennt man Kontakt-Korrosion.

Stahl und Aluminium

Abhängig von der jeweiligen Legierung kann Stahl ein unterschiedliches elektrisches Potenzial haben. Da der Hauptbestandteil von Stahl aber im allgemeinen Eisen ist, und die Legierungselemente häufig nur einen geringen Anteil ausmachen, können wir für ein Beispiel auch das elektrische Potenzial von Eisen heranziehen. Es beträgt -0,5 V.

Das Potenzial von Aluminium liegt bei rund -1,5 Volt. Die Potenzialdifferenz von 1 V ist bereits bedeutsam, und führt dazu, dass Korrosion auftritt.

Das ist der Fall bei allen Stahlsorten, egal ob es sich um Baustahl, Edelstahl oder feuerverzinkten Stahl handelt. Eine gewisse Rolle spielt aber auch das Flächenverhältnis der beiden Werkstoffe. Bei einem kleinen Flächenverhältnis tritt eine sehr starke Korrosion auf, vergrößert sich das Flächenverhältnis der beiden Materialien, nimmt die Korrosion deutlich ab.

Also: wenn Stahl und Aluminium relativ gleich große Flächen bilden, ist das Korrosionsrisiko am stärksten und die Korrosion schreitet am schnellsten voran.

Kontaktkorrosion vermeiden

Der sicherste Weg, Kontaktkorrosion zu vermeiden ist der Verzicht auf solche „Metallpaarungen“. Oft ist das aus konstruktionstechnischen Gründen nicht möglich, vor allem wenn die Planung die Metallpaarung und das Korrosionsrisiko nicht berücksichtigt hat. Auch ein Verändern der Flächenverhältnisse ist nicht immer möglich. Dann bleibt noch die Möglichkeit, einen möglichen Leiter oder direkten Kontakt auszuschließen (trocken halten). Auf jeden Fall sollte man das Risiko ernst nehmen, es können schwere Korrosionsschäden auftreten.