Welche Faktoren beschleunigen Korrosion?

Korrosion beschleunigt sich durch mehrere Faktoren: Feuchtigkeit wirkt als Elektrolyt und verstärkt elektrochemische Reaktionen, höhere Temperaturen steigern die Reaktionsgeschwindigkeit, und gasförmige Schadstoffe wie Schwefelwasserstoff oder Chlorgas greifen Metalloberflächen direkt an. Besonders in industriellen Umgebungen treffen diese Faktoren oft zusammen und verstärken sich gegenseitig. Temperaturschwankungen führen zusätzlich zu Kondensation, die den Korrosionsprozess weiter beschleunigt.

Was ist Korrosion und wie entsteht sie überhaupt?

Korrosion ist ein natürlicher Prozess, bei dem Metalle mit ihrer Umgebung reagieren und dabei ihre ursprünglichen Eigenschaften verlieren. Einfach gesagt: Das Metall versucht, in seinen ursprünglichen Zustand zurückzukehren, den es vor der Verarbeitung hatte. Dieser Vorgang läuft ständig ab, sobald Metalle mit Sauerstoff, Wasser oder anderen Substanzen in Kontakt kommen.

Der Prozess basiert auf elektrochemischen Reaktionen. Dabei gibt das Metall Elektronen ab und verwandelt sich in Metallionen, während gleichzeitig andere Stoffe diese Elektronen aufnehmen. Du kennst das Ergebnis: Rost bei Eisen, grüne Patina bei Kupfer oder weiße Ablagerungen bei Aluminium.

Was den Vorgang antreibt, ist der Unterschied im elektrischen Potenzial zwischen verschiedenen Bereichen der Metalloberfläche. Kleine Unebenheiten, unterschiedliche Legierungsbestandteile oder Verunreinigungen reichen aus, damit ein Bereich als Anode (wo Korrosion stattfindet) und ein anderer als Kathode fungiert. Zwischen diesen beiden Polen fließen Elektronen, und der Korrosionsprozess läuft ab.

Welche Rolle spielt Feuchtigkeit bei der Korrosion?

Feuchtigkeit ist der wichtigste Beschleuniger für Korrosion. Wasser wirkt als Elektrolyt und ermöglicht erst den Transport von Ionen zwischen Anode und Kathode. Ohne diese leitende Verbindung würde die elektrochemische Reaktion praktisch zum Stillstand kommen. Je höher die Luftfeuchtigkeit, desto schneller läuft die Korrosion ab.

Wassermoleküle lösen Salze und andere Verunreinigungen auf der Metalloberfläche, wodurch die elektrische Leitfähigkeit steigt. In Küstenregionen beschleunigt salzhaltige Luft die Korrosion massiv, weil Salz die Leitfähigkeit des Wasserfilms auf dem Metall erhöht. In Produktionshallen kann hohe Luftfeuchtigkeit durch Prozesswärme oder mangelnde Belüftung ähnliche Effekte haben.

Besonders problematisch wird es in Rechenzentren oder Räumen mit sensibler Elektronik. Schon bei relativer Luftfeuchtigkeit über 60 Prozent bilden sich unsichtbare Wasserfilme auf Oberflächen. Diese dünnen Schichten reichen aus, um Korrosionsprozesse zu starten. Temperaturschwankungen verstärken diesen Effekt, weil sie zu Kondensation führen.

Wie beeinflussen Temperatur und Temperaturschwankungen die Korrosion?

Höhere Temperaturen beschleunigen chemische Reaktionen generell, und Korrosion bildet da keine Ausnahme. Als Faustregel gilt: Mit jedem Anstieg um 10 Grad Celsius verdoppelt sich die Reaktionsgeschwindigkeit ungefähr. In warmen Umgebungen läuft Korrosion also deutlich schneller ab als in kühlen.

Noch gefährlicher sind Temperaturschwankungen. Wenn warme, feuchte Luft auf kalte Metalloberflächen trifft, kondensiert Wasser. Diese Kondensation bildet einen idealen Elektrolyten für Korrosionsprozesse. In Industriehallen, wo Maschinen aufheizen und wieder abkühlen, passiert das ständig.

In der Papierindustrie entstehen durch Trocknungsprozesse große Temperaturunterschiede. Elektronikschränke in Produktionshallen stehen oft direkt neben heißen Prozessen, während die Klimaanlage kühle Luft zuführt. Diese Kombination aus Wärme, Feuchtigkeit und Temperaturschwankungen schafft perfekte Bedingungen für aggressive Korrosion an Steuerungssystemen.

Welche gasförmigen Schadstoffe beschleunigen Korrosion am stärksten?

Gasförmige Schadstoffe greifen Metalle direkt an und beschleunigen Korrosion erheblich. Die gefährlichsten Gase in industriellen Umgebungen sind:

• Schwefelwasserstoff (H₂S): Entsteht in der Papierindustrie, bei Abwasserprozessen und in der Petrochemie. Reagiert mit Metallen zu schwarzen Sulfiden und greift besonders Kupfer und Silber an.
• Chlorgas (Cl₂): Wird in der Wasseraufbereitung und chemischen Industrie eingesetzt. Extrem aggressiv gegenüber fast allen Metallen und bereits in geringen Konzentrationen gefährlich.
• Schwefeldioxid (SO₂): Kommt in Kraftwerken und bei Verbrennungsprozessen vor. Bildet mit Feuchtigkeit schweflige Säure, die Metalle angreift.
• Stickoxide (NOₓ): Entstehen bei Hochtemperaturprozessen in der Metallurgie. Erzeugen mit Wasser Salpetersäure.
• Ammoniak (NH₃): Tritt in der Düngemittelproduktion und Kühlanlagen auf. Greift besonders Kupfer und Kupferlegierungen an.

In der Papierindustrie entstehen durch den Kraft-Prozess große Mengen Schwefelwasserstoff. In Stahlwerken und Gießereien setzen Schmelzprozesse verschiedene Stickoxide frei. Petrochemische Anlagen haben oft mit mehreren dieser Gase gleichzeitig zu kämpfen. Die Gase dringen in Elektronikschränke ein und greifen dort Leiterplatten, Kontakte und Verbindungen an.

Warum ist Korrosion besonders gefährlich für Elektronik und Steuerungssysteme?

Moderne Elektronik ist extrem anfällig für Korrosion, weil die Bauteile immer kleiner werden. Miniaturisierte Komponenten haben winzige Abstände zwischen Leiterbahnen, oft nur wenige Mikrometer. Schon kleinste Korrosionsprodukte können hier Kurzschlüsse verursachen oder Verbindungen unterbrechen.

Die Folgen reichen von Fehlfunktionen über Signalverluste bis zu kompletten Totalausfällen. In der Papierindustrie kann der Ausfall einer Steuerungseinheit eine komplette Produktionslinie stilllegen. Die Kosten solcher ungeplanten Stillstände übersteigen die Reparaturkosten oft um ein Vielfaches. In der Petrochemie gefährden Steuerungsausfälle nicht nur die Produktion, sondern auch die Sicherheit.

Besonders kritisch sind empfindliche Kontakte und Steckverbindungen. Hier bilden sich durch Korrosion isolierende Schichten, die den Stromfluss behindern. Intermittierende Fehler, die kommen und gehen, machen die Fehlersuche aufwendig. Der internationale Standard ISA-71.04-2013 definiert Grenzwerte für Luftqualität in Elektronikräumen. Viele Anlagenhersteller schließen Garantieansprüche aus, wenn die Luftbelastung den Standard G1 überschreitet.

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