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Passiver Korrosionsschutz

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The Corrosion College

PASSIVER KORROSIONSSCHUTZ

Passiver Korrosionsschutz umfasst alle Maßnahmen, die Angriffsmittel abschirmen. Dies kann durch einen einlagigen Überzug des Werkstoffes erreicht werden oder durch eine Beschichtung aus mehreren Schichten. Auch Baumaßnahmen, die wie Überdachungen Wasseransammlungen vermeiden, zählen zum passiven Korrosionsschutz.

Generell gilt: Lacke können Werkstoffe besser schützen, je sauberer deren Oberfläche ist, denn Fremdstoffe und Verunreinigungen können zu Fehlstellen führen. Zusätzlich müssen die Oberflächen vorbehandelt werden, damit eine gute Haftung der Beschichtung gewährleistet wird.

Metalloberflächen werden dabei von Schmutz, Fett, Öl als auch Hilfsstoffen bei der Fertigung normalerweise mit einer wässrigen alkalischen Lösung bei erhöhter Temperatur gereinigt. Spezielle Verunreinigungen wie Rost und Zunder lassen sich im Folgeschritt mit geeigneten Strahlmitteln mechanisch entfernen.

Ist die Oberfläche eines unedlen Metalls gründlich gereinigt, so ist diese extrem reaktionsfreudig. Sie muss daher sofort vor korrodierenden Angriffsmitteln geschützt werden. Dazu stehen drei chemisch unterscheidbare Überzüge und Beschichtungen zur Verfügung.

METALLISCHE SCHUTZSCHICHTEN

Solche Schutzschichten können aus Zinn, Gold, Nickel, Kupfer, Chrom, Zink oder aus Legierungen dieser Metalle bestehen. Sie werden chemisch oder galvanotechnisch aufgetragen.

Verbreitet ist die Feuerverzinkung. Ein Bau- oder Anlagenteil aus Stahl wird in eine je nach Geometrie des Bauteils 440–460 °C heiße Zinkschmelze bzw. Zinklegierungsschmelze getaucht. Bei der Hochtemperaturverzinkung von Kleinteilen sind sogar Temperaturen >530 °C üblich. Eine dünne Zinkschicht überzieht dabei das Stahlteil. Diese Schutzschicht blockiert den Zugang von Angriffsmitteln wie Sauerstoff zum Eisen und bietet zudem auch einen aktiven kathodischen Korrosionsschutz.

ANORGANISCH-NICHTMETALLISCHE SCHUTZSCHICHTEN

Diese Schutzschichten passivieren Metalloberflächen und schützen so den Werkstoff vor Korrosion und können bspw. thermisch durch Emaillierungen aufgetragen werden. Dabei brennt man das Grund-Email bei 800 °C auf Stahl ein. Eine weitere Möglichkeit ist das Abscheiden von anorganischen Schutzschichten aus wässrigen Elektrolytlösungen durch chemische Umwandlung auf metallischen Untergründen. Dabei entstehen sogenannte Konversionsschichten, die nicht nur den Korrosionsschutz, sondern auch die Haftung für nachfolgende Beschichtungen signifikant erhöhen. Einer der gebräuchlichsten Konversionsschichten ist die Tri-Kation-Phosphatierung, die zur Vorbehandlung von Autokarossen eingesetzt wird. Daneben sind noch weitere im Einsatz wie bspw. die chromfreie Vorbehandlungen auf Basis von Titan- und Zirkon-Fluorokomplexen oder der Einsatz von Hybdrid-Vorbehandlungen, die sich Silan/Siloxan-Beschichtungen aus einem Sol-Gel-Prozess zunutze machen.

Ein weiteres Anwendungsfeld der Passivierung bietet die Nachbehandlung von kathodisch schützenden Verzinkungen. Dabei wird die Zinkschicht mit einer Chrom(III)-Passivierung nachbehandelt, was die Korrosionsstandzeit wesentlich erhöht. Dabei verzichtet Dörken MKS bewusst auf den Einsatz bedenklicher Einsatzstoffe wie Nickel, Kobalt und Chrom(VI), bietet aber trotz allem eine hohe Qualität in puncto Korrosionsschutz und Optik. Die Dörken MKS Produkte aus dem Bereich Electroplating sind unter dem Branding PROZINC® erhältlich.

Passivierungen können aber auch spontan entstehen. Ein Beispiel ist die Reaktion von Aluminium mit Sauerstoff, bei der Aluminiumoxid entsteht. Dieses Oxid bildet eine dichte Schicht aus, die eine weitere Korrosion des Aluminiums verhindert. Eloxal-Verfahren können diesen Mechanismus beschleunigen und verstärken.

ORGANISCHE SCHUTZSCHICHTEN

Organische Schutzschichten setzen sich aus mehreren Komponenten zusammen. Die Basis bildet das sogenannte Bindemittel, dass sich aus einem organischen Filmbildner, z.B. den Polyurethanen, Epoxiden, Acrylaten, Polyacrylaten, gesättigten Polyestern oder Polykondensationsharzen und dem nichtflüchtigen Anteil der Additive, zusammensetzt. Füllstoffe und Lösemittel, entweder auf wässriger oder lösemittelhaltiger Basis, komplettieren den Lack und bilden eine undurchlässige Schutzschicht gegen korrodierende Angriffsmittel. Um eventuelle Poren und Fehlstellen als Angriffspunkte zu vermeiden und der Beschichtung weitere zusätzliche Eigenschaften zu verleihen, werden oftmals mehrere Schichten aufgetragen. Sie bilden so eine wirkungsvolle Barriere zwischen Substratoberfläche und Umwelt.

Ein wesentlicher Vorteil dieser Beschichtungssysteme bietet die preisliche Attraktivität bei guter Haltbarkeit und Performance und die Möglichkeit, Sonderfunktionen wie die Optik oder Oberflächenbeschaffenheit zu beeinflussen. Bei einer entsprechenden Vorbehandlung des Untergrundes können praktisch alle Werkstoffe mit organischen Schutzschichten beschichtet werden.