Korrosion und Korrosionsschutz

Frage:
Um jedes Korrosionsrisiko zu vermeiden, soll der Edelstahl-Innenbehälter einer Warmwasseraufbereitung direkt mit der Erdung verbunden werden. Der Kunde möchte die Verbindung zu einem nahen Gasrohr. Die Anlage steht im Bundesland Sachsen. Welche örtlichen Vorschriften gelten? Ist dieser Potentialausgleich überhaupt sinnvoll?

Antwort:
Zunächst soll kurz die Korrosion bzw. der Korrosionsschutz erläutert werden. Vereinfacht gesprochen ist Korrosion eine Zerstörung von metallenen Werkstoffen infolge chemischer oder elektrochemischer Reaktionen mit der Umgebung. Die wohl bekannteste und auch bedeutendste Korrosionserscheinung ist das Rosten, bei dem sich aus einem eisenhaltigen Werkstoff Eisenatome (Fe) herauslösen und mit Sauerstoff verbinden. Dadurch entsteht auf der Oberfläche des eisenhaltigen Werkstoffs eine Eisenoxidschicht, die auch Rostschicht genannt wird.

Die zuvor erwähnte chemische Korrosion findet meist unter unmittelbarer Einwirkung des angreifenden Stoffs auf den Werkstoff statt; die elektrochemische Korrosion dagegen benötigt die Mitwirkung eines Elektrolyten (in der Regel ist dies Flüssigkeit bzw. ein flüssiger Stoff).

Beim Thema Korrosionsschutz unterscheidet man zwischen aktiven und passiven Korrosionsschutz.

Passiver Korrosionsschutz. Beim passiven Korrosionsschutz wird versucht, den zu schützenden Werkstoff gegen korrosive Medien abzuschirmen, beispielsweise durch geeignete Beschichtungen (Lacke, Pasten, Farben, Folien usw.) oder durch konstruktive Maßnahmen, wie Abschirmungen oder Überdachungen. Solche Maßnahmen müssen selbstverständlich absolut dicht und umfassend sein. Häufig ist auch eine regelmäßige Kontrolle notwendig, damit mögliche lokale Beschädigungen an der Beschichtung frühzeitig entdeckt werden.

Aktiver kathodischer Korrosionsschutz. Beim aktiven Korrosionsschutz bedient man sich eines unedleren Stoffs, der quasi für den zu schützenden Werkstoff geopfert wird. Beispielsweise können dies Schichten aus unedleren Stoffen sein, die als sogenannte Opfer- oder Schutzanode wirken. Diese Schicht löst sich dann nach und nach auf und schützt so den edleren Werkstoff. Ein typisches Beispiel ist die Verzinkung von Stahl. Opferanoden können aus Zink-, Aluminium- oder Magnesium-Legierungen bestehen. Einen zusätzlichen Schutz kann eine Oberflächenbehandlung, z. B. mit Chrom (Chromatieren), bieten.

Eine kostspieligere Variante des aktiven Korrosionsschutzes besteht darin, den Schutz durch einen aufgeprägten Fremdstrom zu erreichen. Wir sprechen hier von einem kathodischen Korrosionsschutz. Dabei werden die zu schützenden Werkstoffe z. B. mit Elektroden verbunden, wobei der jeweils entstehende Stromkreis mit einer Gegenspannung gespeist wird. Diese Spannung wird so gewählt, dass die galvanische Spannung, die die Korrosion bewirken würde, sozusagen aufgehoben wird. Natürlich ist die Wahl der Elektrode bzw. die Höhe der Spannung von der chemischen Zusammensetzung des Bodens abhängt. Es gibt hierzu verschiedene Verfahren. Im Bild wird das Prinzip dargestellt.

Autor: H. Schmolke

Literatur
[1] DIN VDE 0100-540 (VDE 0100-540):2012-06 Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 5-54: Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel – Erdungsanlagen und Schutzleiter.

[2] Schmolke, H.: Potentialausgleich, Fundamenterder, Korrosionsgefährdung; VDE-Schriftenreihe – Normen verständlich Band 35, 8., komplett überarbeitete Auflage, Berlin/Offenbach, VDE-Verlag, 2013.

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