Um zu wissen, wie Korrosion vermieden werden kann, ist es wichtig zu wissen, was Korrosion ist und warum sie auftritt. Korrosion ist der natürliche Prozess, bei dem sich ein Metall infolge elektrochemischer (oder chemischer) Reaktionen mit seiner Umgebung allmählich verschlechtert.

Diese Reaktionen führen dazu, dass raffinierte Metalle versuchen, eine Form größerer Stabilität oder geringerer innerer Energie zu erreichen, bei der es sich normalerweise um ihre Oxid-, Hydroxid- oder Sulfidversionen handelt (aus diesem Grund soll das Metall oxidieren). Korrosion tritt auch in nichtmetallischen Materialien wie Keramik und Polymeren auf, ist jedoch unterschiedlich und wird häufig als Abbau bezeichnet.

Korrosion ist ein menschlicher Feindprozess, da diese Schäden Materialien zersetzen, ihre Farbe ändern und sie schwächen, die Bruchgefahr erhöhen und die Kosten für die Reparatur und den Austausch derselben erhöhen.

Aus diesem Grund gibt es in der Materialwissenschaft ganze Bereiche, die sich der Verhinderung dieses Phänomens widmen, wie beispielsweise die Korrosionstechnik. Die Methoden zur Verhinderung von Korrosion sind vielfältig und hängen von den betroffenen Materialien ab.

Methoden zur Vermeidung von Korrosion

Erstens muss berücksichtigt werden, dass nicht alle Metalle mit der gleichen Geschwindigkeit korrodieren, und einige haben die Besonderheit, dass sie überhaupt nicht auf natürliche Weise korrodieren, wie im Fall von Edelstahl, Gold und Platin.

Dies geschieht, weil es Materialien gibt, für die Korrosion thermodynamisch ungünstig ist (das heißt, sie erreichen mit den dazu führenden Prozessen keine größere Stabilität) oder weil sie eine so langsame Reaktionskinetik aufweisen, dass sich Korrosionseffekte erst nach einiger Zeit zeigen.

Trotzdem gibt es für die korrodierenden Elemente eine Reihe von Methoden, um diesen natürlichen Prozess zu verhindern und ihnen eine längere Lebensdauer zu geben:

Verzinkt

Es ist die Methode des Korrosionsschutzes, bei der eine Legierung aus Eisen und Stahl mit einer dünnen Zinkschicht beschichtet wird. Das Ziel dieser Methode ist es, die Zinkatome der Beschichtung mit den Luftmolekülen reagieren zu lassen, die Korrosion des von ihnen bedeckten Teils zu oxidieren und zu verzögern.

Diese Methode verwandelt Zink in eine galvanische Anode oder Opferanode und setzt es einem Korrosionsabbau aus, um ein wertvolleres Material zu sparen.

Das Verzinken kann durch Eintauchen der Metallteile in geschmolzenes Zink bei hohen Temperaturen sowie in dünnere Schichten erreicht werden, die durch Galvanisieren erzielt werden.

Letzteres ist die Methode, die am meisten schützt, da Zink durch elektrochemische Prozesse und nicht nur durch mechanische Prozesse wie das Eintauchen an das Metall gebunden wird.

Farben und Abdeckungen

Das Auftragen von Farben, Metallplatten und Emails ist eine weitere Möglichkeit, Metallen, die zu Korrosion neigen, eine Schutzschicht zu verleihen. Diese Substanzen oder Schichten bilden eine Barriere aus Korrosionsschutzmaterial, die zwischen der schädlichen Umgebung und dem Strukturmaterial liegt.

Andere Beschichtungen haben spezifische Eigenschaften, die sie zu Korrosionsinhibitoren oder Korrosionsschutzmitteln machen. Diese werden zuerst Flüssigkeiten oder Gasen zugesetzt und dann als Schicht auf dem Metall.

Diese chemischen Verbindungen sind in der Industrie weit verbreitet, insbesondere in Rohren, die Flüssigkeiten transportieren. Darüber hinaus können sie Wasser und Kältemitteln zugesetzt werden, um sicherzustellen, dass sie keine Korrosion in den Geräten und Rohren erzeugen, durch die sie verlaufen.

Eloxieren

Es ist ein elektrolytisches Passivierungsverfahren; das heißt, der Prozess, durch den ein etwas inerter Film auf der Oberfläche eines metallischen Elements gebildet wird. Dieses Verfahren wird verwendet, um die Dicke der natürlichen Oxidschicht zu erhöhen, die dieses Material auf seiner Oberfläche aufweist.

Dieses Verfahren hat den großen Vorteil, dass es nicht nur einen zusätzlichen Schutz gegen Korrosion und Reibung bietet, sondern auch eine bessere Haftung für Farb- und Klebstoffschichten bietet als bloßes Material.

Trotz Änderungen und Entwicklungen im Laufe der Zeit wird dieser Prozess üblicherweise durchgeführt, indem ein Aluminiumobjekt in eine Elektrolytlösung eingeführt und ein Gleichstrom durch diese geleitet wird.

Dieser Strom bewirkt, dass die Aluminiumanode Wasserstoff und Sauerstoff freisetzt und Aluminiumoxid erzeugt, das sich an sie bindet, um die Dicke ihrer Oberflächenschicht zu erhöhen.

Die Anodisierung erzeugt Änderungen in der mikroskopischen Textur der Oberfläche und in der Kristallstruktur des Metalls, wodurch eine hohe Porosität darin erzeugt wird.

Trotz der Verbesserung der Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit des Metalls kann es daher auch spröder werden und die Beständigkeit gegen hohe Temperaturen verringern.

Biofilme

Biofilme sind Gruppen von Mikroorganismen, die in einer Schicht auf einer Oberfläche zusammenkommen, sich wie ein Hydrogel verhalten, aber dennoch eine lebende Gemeinschaft von Bakterien oder anderen Mikroorganismen darstellen.

Obwohl diese Formationen häufig mit Korrosion verbunden sind, hat sich in den letzten Jahren die Verwendung von bakteriellen Biofilmen zum Schutz von Metallen in stark korrosiven Umgebungen entwickelt.

Zusätzlich wurden Biofilme mit antimikrobiellen Eigenschaften entdeckt, die die Wirkung sulfatreduzierender Bakterien stoppen.

Beeindruckte aktuelle Systeme

In solchen sehr großen Strukturen oder wenn der spezifische Widerstand gegen Elektrolyte hoch ist, können die galvanischen Anoden nicht genug Strom erzeugen, um die gesamte Oberfläche zu schützen, so dass ein kathodisches Schutzsystem durch eingeprägte Ströme verwendet wird.

Diese Systeme bestehen aus Anoden, die an eine Gleichstromquelle angeschlossen sind, hauptsächlich einem Transformator-Gleichrichter, der an eine Wechselstromquelle angeschlossen ist.

Diese Methode wird hauptsächlich bei Frachtern und anderen Schiffen angewendet, die ein hohes Maß an Schutz über eine größere Oberfläche ihrer Struktur benötigen, z. B. Propeller, Ruder und andere Teile, von denen die Navigation abhängt.

Referencias

1. Wikipedia. (s.f.). Corrosion. Obtenido de en.wikipedia.org
2. Balance, T. (s.f.). Corrosion Protection for Metals. Obtenido de thebalance.com
3. Eoncoat. (s.f.). Corrosion Prevention Methods. Obtenido de eoncoat.com
4. MetalSuperMarkets. (s.f.). How to Prevent Corrosion. Obtenido de metalsupermarkets.com
5. Corrosionpedia. (s.f.). Impressed Current Cathodic Protection (ICCP). Obtenido de corrosionpedia.com