Korrosionsschutz in Theorie und Praxis: mit 223 Abbildungen und 27 Tabellen
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Elektronisch E-Book |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Bad Saulgau
Leuze Verlag
2017
|
| Ausgabe: | 1. Auflage |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | BTU01 FAB01 FAN01 FAW01 FAW02 FCO01 FHA01 FHI01 FHM01 FHN01 FKE01 FLA01 FRO01 FWS01 FWS02 UER01 FHD01 Volltext Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 1 Online-Ressource (360 Seiten) |
| ISBN: | 9783874803045 |
| DOI: | 10.12850/9783874803045 |
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| adam_text | Inhaltsverzeichnis
1 Wirtschaftliche und technische Aspekte der Korrosion 17
1 1 Qualitätssicherung durch Korrosionsschutz 17
1 2 Bauteilsicherheit und Korrosionsschutz 17
1 3 Korrosionsschutz ist aktiver Umweltschutz 18
1 4 Korrosionsschutz und Wirtschaftlichkeit 19
1 5 Tendenzen der Zukunft 20
151 Neue Technologien - neue Korrosionsprobleme 20
152 Probleme der Praxis und Bedarf an Technologietransfer 21
1 6 Begriffe der Korrosion 22
161 Verschleiß und Korrosion 22
162 Korrosionsschaden und Korrosionsschutz 23
163 Das Korrosionssystem 24
164 Korrosionsarten 26
1641 Äußere Korrosion 26
1642 Innere Korrosion 26
165 Reaktionsarten 27
1651 Elektrochemische Korrosion 27
1652 Chemische Korrosion 28
1653 Metallphysikalische Korrosion 28
166 Korrosionsgeschwindigkeiten 28
2 Elektrochemie der Metallkorrosion 29
2 1 Energetische Betrachtung der Metallkorrosion 30
211 Der Vorgang der Metallauflösung 31
212 Die Elektrode 34
213 Energieänderung als Ursache von Elektrodenreaktionen 34
214 Bezeichnung verschiedener Elektrodenarten 35
Inhaltsverzeichnis
215 Ursache von Korrosionsreaktionen 38
216 Korrosion in wässrigen Elektrolyten 39
217 Anodische und kathodische Teilreaktionen bei der Korrosion 40
218 Potential-pH-Diagramme 41
219 Potential-pH-Diagramm für Eisen 44
2 1 10 Potential-pH-Diagramme für einige technisch wichtige Metalle 47
2 1 11 Anwendung der pH-Potentialdiagramme bei Korrosionsschäden 50
2 1 12 Grenzen der energetischen Betrachtungsweise 53
2 2 Kinetische Betrachtung der Metallkorrosion 53
221 Chemische und elektrochemische Reaktionsgeschwindigkeit 54
222 Durchtrittsüberspannung 56
223 Polarisationsdiagramme von Mischelektroden 57
224 Diffusionspolarisation 58
225 Austauschstromdichte 61
2 3 Zusammenfassung 64
3 Metallauflösung 66
3 1 Das Strom-Potential-Diagramm von Eisen in Wasser 66
3 2 Aktive Metallauflösung 68
321 Kristallografischer Abtrag und Grübchenbildung 69
322 Ebene Abtragung und Poliereffekt 69
323 Gleichförmiger Korrosionsabtrag 70
3 3 Bildung von schützenden Schichten auf Metallen 71
331 Der Passivzustand 72
332 Korrosion bei Deckschichtbildung 75
4 Korrosionsarten in wässrigen Medien 78
4 1 Systematik der Korrosion 78
4 2 Gleichmäßige Flächenkorrosion 79
421 Atmosphärische Korrosion 79
4211 Atmosphärische Korrosion von Eisen und Stahl 80
4212 Einflussfaktoren bei der atmosphärischen Korrosion 81
4213 Atmosphärische Korrosion von Nichteisenmetallen 83
422 Korrosion in Wasser 84
4221 Korrosion durch Säuren 86
Inhaltsverzeichnis
9
4222 Korrosion in neutralen Lösungen: Sauerstoffkorrosion 87
4223 Einfluss der Temperatur 87
4224 Einfluss von Deckschichten 89
4225 Einfluss des Salzgehaltes auf Korrosionsreaktionen 89
4226 Hydrolyse von Salzen 92
4 3 Örtliche Korrosion durch Konzentrationselemente 93
431 Muldenkorrosion 94
4311 Muldenkorrosion an unlegierten und niedrig-
legierten Stählen 95
432 Lochkorrosion 97
4321 Mechanismus der Lochkorrosion 99
4322 Lochfraß bei chemisch beständigen Stählen 100
4323 Lochfraß bei Kupfer 100
4324 Lochfraß bei Aluminiumwerkstoffen 101
4325 Allgemeine Maßnahmen zur Vermeidung von Lochfraß 103
433 Spaltkorrosion und Korrosion unter Ablagerungen 104
4331 Spaltkorrosion bei nichtrostenden Stählen 105
4332 Spaltkorrosion bei Aluminiumlegierungen 106
4333 Maßnahmen zur Vermeidung von Spaltkorrosion 107
4 4 Kontaktkorrosion 107
441 Einfluss der kathodischen Polarisation auf den Elementstrom
bei Kontaktkorrosion 111
442 Konstruktive und fertigungstechnische Schutzmaßnahmen 112
4 5 Selektive Korrosion 113
451 Entzinkung 114
452 Spongiose 115
453 Interkristalline Korrosion 117
4531 Interkristalline Korrosion bei austenitischen Chrom-
Nickel-Stählen 118
4532 Interkristalline Korrosion bei Aluminiumwerkstoffen 121
4 6 Mikrobiologisch induzierte Korrosion 122
461 Übersicht 122
462 Mikrobiologische Voraussetzungen 123
463 Korrosion unter Biofilmen 123
464 Maßnahmen zur Vermeidung mikrobiologisch ver-
ursachter Korrosion
124
10
Inhaltsverzeichnis
5 Korrosionsarten mit mechanischer Beanspruchung 126
5 1 Korrosion unter positiven Normalspannungen und Dehnungen 127
5 2 Erscheinungsformen der Spannungsrisskorrosion (SpRK) 128
521 Metallinduzierte Spannungsrisskorrosion 129
5211 Quecksilberversprödung 130
5222 Lotbrüchigkeit 130
5223 Rissbildung durch Cadmium, Zink und
andere Metalle 131
5214 Einfluss von Sorptionsschichten: Rehbinder-Effekt 132
522 Spannungsrisskorrosion durch wässrige Elektrolyte 135
5221 Mechanismen der Spannungsrisskorrosion 135
5222 Anodische Spannungsrisskorrosion 135
5223 Wasserstoffunterstützte Spannungsrisskorrosion 138
523 Spannungsrisskorrosion von Stählen 139
5231 Interkristalline Spannungsrisskorrosion unlegierter Stähle 139
5232 Interkristalline Spannungsrisskorrosion sensibilisierter
Chromstähle 144
5233 Transkristalline Spannungsrisskorrosion austenitischer
Chrom-Nickel-Stähle 144
524 Spannungsrisskorrosion von Kupfer und Kupferlegierungen 147
5241 Ammoniakinduzierte Spannungsrisskorrosion 147
5242 Nitritinduzierte Spannungsrisskorrosion 149
525 Spannungsrisskorrosion bei Aluminium-Werkstoffen 149
5251 Spannungsrisskorrosion bei zink- und magnesium-
haltigen Aluminiumlegierungen 149
5252 Spannungsrisskorrosion von lithiumhaltigen Aluminium-
legierungen 151
526 Spannungsrisskorrosion von Titanlegierungen 152
5 3 Wasserstoffinduzierte Korrosion metallischer Werkstoffe 152
531 Metallphysikalische Vorgänge 153
532 Chemische Reaktionen 153
533 Elektrochemische Reaktionen 154
534 Teilschritte der wasserstoffinduzierten Korrosion 154
535 Metallpysikalische Effekte der wasserstoffinduzierten Korrosion 156
5351 Reaktionen von absorbiertem Wasserstoff im Metall 156
5352 Blasenbildung 156
Inhaltsverzeichnis
11
5353 Wasserstoffinduzierte Risskorrosion und Spannungs-
risskorrosion 157
5354 Wasserstoffinduzierte Risskorrosion 157
5355 Wasserstoffinduzierte Spannungsrisskorrosion 158
536 Einflüsse von Werkstoff, Medium und mechanischer Bean-
spruchung 160
537 Wasserstoffinduzierte Korrosion bei Nichteisenmetallen 162
5 4 Korrosion bei dynamischer Beanspruchung 163
541 Schwingungsrisskorrosion (SwRK) 163
5411 Mechanismus und Erscheinungsform 164
5412 Einflussgrößen 165
5413 Schutz gegen Schwingungsrisskorrosion 166
542 Dehnungsinduzierte Risskorrosion 167
5421 Mechanismus 167
5 5 Reibkorrosion 169
551 Reibkorrosion bei Trockenreibung 169
552 Reibkorrosion und Reibdauerbruch 170
553 Reibkorrosion bei Schmierreibung 172
554 Häufige Schäden und Gegenmaßnahmen 173
5 6 Korrosion in strömenden Flüssigkeiten 174
561 Erosionskorrosion und Kavitationskorrosion 175
562 Einfluss der Strömungsgeschwindigkeit 176
563 Erosionskorrosion 177
5631 Konstruktive und fertigungstechnische Maßnahmen 178
564 Kavitationskorrosion 178
565 Tropfenschlag 180
6 Korrosion bei hohen Temperaturen 182
6 1 Übersicht 182
6 2 Thermodynamik der Hochtemperaturkorrosion 184
6 3 Kinetik der Hochtemperaturkorrosion 185
631 Einfluss der Diffusion und Mechanismus des Schichtwachstums 186
632 Einfluss der Phasengrenzreaktionen auf die Schichtbildung 188
633 Einfluss mechanischer Spannungen auf schützende Deckschichten 190
6 4 Hochtemperaturbeständige Werkstoffe 191
6 5 Einfluss der Gasatmosphäre auf die Deckschichtbeständigkeit 192
12
Inhaltsverzeichnis
6 6 Korrosion unter Ablagerungen und in Salzschmelzen 193
6 7 Besondere Formen der Hochtemperaturkorrosion 194
671 Innere Oxidation 194
672 Aufkohlung 194
673 WasserstofFangriff 196
674 Korrosion durch Taupunktunterschreitung 196
6 8 Schutzschichten für Hochtemperaturanwendungen 197
7 Möglichkeiten des Korrosionsschutzes 198
7 1 Übersicht 198
7 2 Zugriff und Auswertung von Korrosionsdaten 199
7 3 Korrosionsschutzgerechte Konstruktion 200
7 4 Korrosionsschutzgerechte Werkstoffwahl 205
741 Werkstofftyp und Werkstoffzusammensetzung 205
7411 Nichtrostende Stähle 205
7412 Sonderwerkstoffe für den Korrosionsschutz 208
742 Fertigungstechnische Einflüsse 210
7 5 Oberflächenbehandlung 211
751 Oberflächenbearbeitung 211
7 6 Korrosionsschutz durch metallische Überzüge 213
761 Überzüge durch Schmelztauchen 214
7611 Feuerverzinken 214
7612 Schmelztauchaluminieren 218
762 Überzüge durch thermisches Spritzen 218
763 Diffusionsüberzüge 219
7 7 Metallüberzüge durch Plattieren 223
7 8 Ursache eines Spannungsrissbruches auf Grund fehlerhafter Konstruktion 224
7 9 Instandhaltung und Qualitätssicherung als vorbeugender Korrosionsschutz 225
8 Passiver Korrosionsschutz 230
8 1 Übersicht 230
8 2 Korrosionsschutz durch anorganische Schichten 230
821 Anorganische Lacke 231
822 Korrosionsschutz von Aluminiumwerkstoffen 232
8221 Chemische Oxidation von Aluminiumwerkstoffen 232
8222 Anodische Oxidation von Aluminiumwerkstoffen 232
Inhaltsverzeichnis
13
8223 Oxidschichtbildung 232
8224 Anodisierverfahren 233
8225 Hartanodisierverfahren 233
823 Korrosionsschutz von Magnesiumwerkstoffen 234
8 3 Chromatieren von Metallen und Überzügen 234
831 Anwendung und Verfahren 234
832 Korrosionsschutzwirkung von Chromatierschichten 235
8 4 Phosphatieren 238
841 Anwendung und Verfahren 238
842 Korrosionsschutzwirkung von Phosphatierschichten 238
8 5 Korrosionsschutz durch organische Beschichtungen 239
851 Übersicht 239
852 Beschichtungssysteme, Funktionen und Aufbau 240
853 Vorbereitung der Werkstoffoberfläche 243
854 Korrosion von beschichteten Werkstoffen 244
8541 Stofftransport durch Beschichtungen und Wasser-
absorption 245
8542 Haftfestigkeit von Beschichtungen 247
8543 Korrosion unter intakten Beschichtungen 248
8544 Korrosion an schadhaften Beschichtungen 252
8545 Bedeutung der Alkaliionen bei der Korrosion
unter Beschichtungen 254
8546 Filigrankorrosion 256
855 Korrosionsschutz durch dünne Haftschichten 257
8 6 Korrosionsschutz durch galvanische Überzüge 259
861 Übersicht 259
862 Anodische und kathodische Überzüge 259
863 Überzüge mit kathodischer Schutzwirkung auf den Grundwerkstoff 263
8631 Zinküberzüge 263
8632 Zinklegierungsüberzüge 264
864 Überzüge mit anodischer Wirkung zum Grundmetall 265
8641 Chromüberzüge 266
8642 Galvanische Nickelüberzüge 270
8643 Chemische Nickelüberzüge 272
865 Überzug und Korrosionsbeständigkeit 274
8651 Einfluss der Dickenverteilung eines Überzugs 276
14
Inhaltsverzeichnis
8652 Einfluss der Überzugsfestigkeit 276
8653 Einfluss des Grundwerkstoffs auf die Korrosions-
beständigkeit 279
866 Korrosionsbeanspruchung und Überzugssysteme 282
9 Aktiver Korrosionsschutz 284
9 1 Korrosionsschutz durch Beeinflussung des Mediums 284
911 Entfernung korrosionsfbrdernder Stoffe aus dem Medium 284
912 Entgasung und Deaktivierung 285
913 Behandlung der umgebenden Atmosphäre 285
9 2 Korrosionsschutz durch Inhibitoren 286
921 Übersicht 286
922 Wirkung von Inhibitoren aus elektrochemischer Sicht 286
923 Klassifizierung der Inhibitoren 288
924 Wasser und Sauerstoff können die Inhibition unterstützen 289
925 Inhibition von aktiven Metalloberflächen 291
926 Inhibition bei oxid- oder hydroxidbedeckten Metalloberflächen 293
927 Auflösung und Stabilisierung von Inhibitorfilmen
und Deckschichten 295
928 Anwendungsgebiete für Inhibitoren 297
9281 Beizinhibitoren 298
9282 Inhibitoren der Säurekorrosion 298
9283 Dampfphaseninhibitoren 299
9284 Inhibitoren für Kühlwasser 300
9285 Inhibition in Gebäude- und Fernheizungen 304
9286 Inhibition in Wärmeübertragungsmedien von Solar-
anlagen 304
9287 Korrosion und Inhibition in Trinkwasserrohren 304
9288 Anwendung von Inhibitoren in der Petroindustrie 306
9 3 Elektrochemischer Korrosionsschutz 308
931 Übersicht 308
932 Kathodischer Korrosionsschutz 308
9321 Galvanische Anoden und Fremdstrom 308
933 Anodischer Korrosionsschutz 311
934 Innenschutz von wasserführenden Anlagen 311
Inhaltsverzeichnis
15
10 Wasser als Korrosionsmedium 314
10 1 Wasserhärte und Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht 314
10 2 Einfluss von gelösten Sauerstoff im Wasser 315
10 3 Warmes und heißes Wasser 318
10 4 Kühlkreisläufe 318
10 5 Methoden der Härtestabilisierung 319
10 6 Vermeidung von Korrosion in Anlagen mit niedriglegiertem Stahl 319
10 7 Wirkung von Salzanionen auf die Korrosion von Stahl 320
10 8 Kühlwasserbehandlung durch Chemikalien 321
11 Korrosionsprüfungen und Qualitätssicherung 322
11 1 Übersicht 322
11 2 Werkstoffdaten und Prüfmethoden 322
11 3 Korrosionsuntersuchungen 323
11 3 1 Korrosionsprüfungen 324
11 3 2 Untersuchungsbedingungen 324
11 3 3 Untersuchungsverfahren und Messtechnik 324
11 3 4 Untersuchungsmethoden 325
11 341 Einflussgrößen der Korrosion 326
11 342 Werkstoffe und Bauteile 326
11 343 Untersuchungsmedien 326
11 344 Betriebsbedingungen 327
11 4 Chemische Korrosionsuntersuchungen 327
11 5 Elektrochemische Korrosionsuntersuchungen 328
11 5 1 Korrosionsuntersuchungen ohne äußere Stromquelle 328
11 511 Potentialmessungen (Freies Korrosionspotential) 328
11 512 Messung des Elementstroms 329
11 5 2 Korrosionsuntersuchungen mit äußerer Stromquelle
(Polarisationsmessungen) 329
11 521 Stromdichte-Potential-Kurven 330
11 522 Potentiodynamische Messung 330
11 523 Extrapolation von Tafel-Geraden 331
11 524 Polarisationswiderstandsmessung 332
11 5 3 Elektrochemische Impedanzspektrometrie (EIS) 332
11 6 Korrosionsprüfungen von Beschichtungen und Überzügen 333
11 6 1 Praxisnahe Korrosionsbelastungen 333
11 6 2 Prüfung von Beschichtungen 335
16
Inhaltsverzeichnis
11 6 3 Prüfung von galvanischen Überzügen 335
11 6 4 Wahl einer geeigneten Prüfmethode 335
11 7 Verfahren zur Prüfung mechanischer Einflussgrößen 336
11 7 1 Prüfung auf Spannungsrisskorrosion 336
11 7 2 Prüfung auf Schwingungsrisskorrosion 338
11 8 Methoden der statistischen Versuchsplanung 339
11 8 1 Anwendung statistischer Methoden zur Qualitätssicherung 339
11 8 2 Statistik als Mittel zur Darstellung von Gesetzmäßigkeiten 340
11 8 3 Statistische Prüfung von Abhängigkeiten und Unterschieden
bei ermittelten Versuchswerten 340
11 8 4 Ausgewählte statistische Verfahren für kleine Stichprobenumfänge 341
11 8 5 Anwendung multivariater statistischer Methoden bei großen Serien
in der Korrosionsprüfung 343
Anhang 345
Stichwortverzeichnis 350
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