Wie entsteht Korrosion in Industrieumgebungen?

Korrosion in Industrieumgebungen entsteht durch chemische oder elektrochemische Reaktionen zwischen Materialien und aggressiven Gasen in der Luft. Besonders gefährdet sind elektronische Steuerungssysteme, die durch gasförmige Schadstoffe wie Schwefelwasserstoff, Chlor oder Schwefeldioxid angegriffen werden. Diese Gase reagieren mit metallischen Oberflächen und bilden korrosive Ablagerungen, die zu Ausfällen führen können. Die richtige Luftreinigung und regelmäßige Überwachung schützen Anlagen vor kostspieligen Produktionsunterbrechungen.

Was ist Korrosion und warum ist sie in Industrieumgebungen so problematisch?

Korrosion bezeichnet den Abbau von Materialien durch chemische oder elektrochemische Reaktionen mit ihrer Umgebung. In Industrieumgebungen ist dieser Prozess besonders problematisch, weil dort oft aggressive Gase und Schadstoffe in hohen Konzentrationen vorkommen. Diese Substanzen greifen metallische Oberflächen an und führen zu Materialverlust, Funktionsstörungen und im schlimmsten Fall zum Totalausfall von Anlagen.

Industrieanlagen sind besonders anfällig, weil Produktionsprozesse häufig korrosive Gase freisetzen. Diese Gase verteilen sich in der Luft und dringen in Schaltschränke, Steuerungsräume und zu elektronischen Komponenten vor. Dort setzen sie sich auf Leiterplatten, Kontakten und Verbindungen ab und starten den Korrosionsprozess.

Die Gefahr für Elektronik und Steuerungssysteme ist besonders hoch. Moderne Industrieanlagen verlassen sich auf präzise arbeitende Sensoren, Steuerungen und Regelungssysteme. Schon kleinste Korrosionsschäden an elektrischen Kontakten können zu Fehlfunktionen führen. Das Tückische dabei ist, dass der Schaden oft erst sichtbar wird, wenn bereits erhebliche Beeinträchtigungen vorliegen.

Man unterscheidet verschiedene Korrosionsarten:

• Chemische Korrosion entsteht durch direkte Reaktion zwischen Material und korrosiven Gasen ohne elektrischen Stromfluss
• Elektrochemische Korrosion tritt auf, wenn Feuchtigkeit vorhanden ist und elektrische Ströme zwischen verschiedenen Metallen fließen
• Gasförmige Korrosion wird durch aggressive Gase in der Luft verursacht und ist in Industrieumgebungen besonders relevant

Welche Gase und Schadstoffe verursachen Korrosion in der Industrie?

Die häufigsten korrosiven Gase in Industrieumgebungen sind Schwefelwasserstoff (H₂S), Chlor (Cl₂), Schwefeldioxid (SO₂), Stickoxide (NOx) und Ammoniak (NH₃). Jedes dieser Gase hat spezifische Eigenschaften und tritt in unterschiedlichen industriellen Prozessen auf. Sie alle haben gemeinsam, dass sie mit metallischen Oberflächen reagieren und korrosive Verbindungen bilden.

Schwefelwasserstoff riecht nach faulen Eiern und entsteht bei biologischen Abbauprozessen sowie in der Petrochemie. Das Gas ist hochkorrosiv und greift besonders Kupfer und Silber an. Schon geringe Konzentrationen reichen aus, um elektronische Kontakte zu schädigen. Chlor wird in der Wasseraufbereitung und chemischen Industrie eingesetzt und ist extrem aggressiv gegenüber den meisten Metallen.

Schwefeldioxid entsteht bei Verbrennungsprozessen und in der Metallverarbeitung. In Verbindung mit Luftfeuchtigkeit bildet es schweflige Säure, die Metalle angreift. Stickoxide entstehen bei hohen Temperaturen in Verbrennungsprozessen und tragen zur Bildung von Salpetersäure bei. Ammoniak wird in der chemischen Industrie verwendet und greift besonders Kupferlegierungen an.

Diese Gase treten typischerweise in folgenden Branchen auf:

• Papierindustrie: Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid aus der Zellstoffproduktion
• Metallurgie: Säuredämpfe, Schwefelverbindungen und Metallstäube aus Schmelz- und Verarbeitungsprozessen
• Petrochemie: Schwefelwasserstoff, Kohlenwasserstoffe und verschiedene organische Verbindungen
• Abwassertechnik: Schwefelwasserstoff aus biologischen Prozessen und Chlorgas aus der Desinfektion

Die Wirkung auf elektronische Komponenten ist verheerend. Die Gase reagieren mit Metallen und bilden nicht leitende Schichten auf Kontakten. Dadurch steigt der elektrische Widerstand, Signale werden gestört und Verbindungen fallen aus. Bei Kupfer entstehen grünliche Ablagerungen, bei Silber schwarze Verfärbungen.

Wie erkennt man Korrosion an elektronischen Systemen rechtzeitig?

Korrosion an elektronischen Systemen zeigt sich durch verschiedene Anzeichen. Häufige Frühwarnsignale sind sporadische Systemausfälle, unerklärliche Fehlfunktionen oder Kommunikationsprobleme zwischen Komponenten. Diese Symptome treten oft zunächst nur gelegentlich auf und werden mit der Zeit häufiger. Wenn du solche Probleme bemerkst, solltest du die Luftqualität und den Zustand der Elektronik überprüfen lassen.

Sichtbare Anzeichen von Korrosion sind Verfärbungen auf Leiterplatten und Kontakten. Kupfer zeigt grünliche oder bläuliche Ablagerungen, Silber verfärbt sich schwarz oder grau. Diese Verfärbungen sind oft erst bei genauer Betrachtung erkennbar. Manchmal riecht man auch einen leicht säuerlichen oder chemischen Geruch in Schaltschränken, der auf aggressive Gase hinweist.

Professionelle Messmethoden bieten Sicherheit. Die ANSI/ISA Norm ISA-71.04-2013 definiert Luftqualitätsklassen für Elektronikräume:

• G1 (mild): Geringe Korrosionsgefahr, normale Büroumgebung
• G2 (moderat): Erhöhte Korrosionsgefahr, viele Industrieumgebungen
• G3 (hart): Hohe Korrosionsgefahr, aggressive Industrieumgebungen
• GX (schwer): Extreme Korrosionsgefahr, besondere Schutzmaßnahmen erforderlich

Viele Anlagenhersteller geben keine Garantie für Elektronik, die einer Luftbelastung über G1 ausgesetzt ist. Das zeigt, wie wichtig die Überwachung der Luftqualität ist. Zur Messung gibt es verschiedene Methoden. Korrosionscoupons sind kleine Metallplättchen, die man für einen bestimmten Zeitraum in der Umgebung platziert. Nach der Analyse im Labor zeigen sie, wie stark die Korrosionsgefahr ist.

Kontinuierliche Überwachungssysteme messen die Luftqualität in Echtzeit. Sie erfassen korrosive Gase und warnen, wenn Grenzwerte überschritten werden. Du solltest die Luftqualität überwachen, wenn deine Anlage in einer Umgebung mit potenziell aggressiven Gasen steht, wenn du häufige unerklärliche Ausfälle hast oder wenn du in eine neue Produktionsstätte umziehst.

Welche Branchen sind besonders von Korrosion durch Luftbelastung betroffen?

Die Papierindustrie kämpft mit besonders aggressiven Bedingungen. Bei der Zellstoffproduktion entstehen schwefelhaltige Verbindungen, die hochkorrosiv sind. Moderne Papiermaschinen werden von komplexen Steuerungssystemen kontrolliert, die extrem empfindlich auf Luftbelastungen reagieren. Ein Ausfall der Steuerung kann die gesamte Produktion stilllegen und zu erheblichen finanziellen Verlusten führen.

In der Metallurgie werden bei Schmelz- und Verarbeitungsprozessen gefährliche Gase freigesetzt. Säuredämpfe, Metallstäube und verschiedene Schwefelverbindungen belasten die Luft. Die Sicherheit hat in dieser Branche höchste Priorität, denn Ausfälle von Steuerungssystemen können nicht nur teuer sein, sondern auch gefährlich für Mitarbeiter.

Die Petrochemie arbeitet mit komplexen chemischen Prozessen, bei denen Schwefelwasserstoff, Kohlenwasserstoffe und andere aggressive Substanzen entstehen. Die Prozesstechnik muss unter diesen Bedingungen zuverlässig funktionieren. Moderne Raffinerien und chemische Anlagen sind ohne funktionierende Elektronik nicht betriebsfähig.

In der Abwassertechnik entsteht Schwefelwasserstoff durch biologische Abbauprozesse. Gleichzeitig wird Chlorgas zur Desinfektion eingesetzt. Diese Kombination ist besonders aggressiv für elektronische Komponenten. Pumpensteuerungen, Sensoren und Regelungssysteme sind ständig dieser Belastung ausgesetzt.

Rechenzentren haben eine geringe Toleranz gegenüber Kontaminationen. Schon minimale Korrosion kann zu Datenverlusten oder Systemausfällen führen. Obwohl Rechenzentren oft nicht in klassischen Industrieumgebungen stehen, können externe Luftbelastungen oder Baumaterialien korrosive Gase freisetzen.

Museen und Archive schützen wertvolle Objekte vor gasförmigen Schadstoffen. Auch hier geht es um Korrosionsschutz, allerdings für historische Artefakte statt für Elektronik. Die präventive Konservierung nutzt ähnliche Technologien wie der Schutz von Steuerungssystemen.

Wie kann man Korrosion in Industrieumgebungen wirksam verhindern?

Wirksamer Korrosionsschutz beginnt mit der richtigen Luftfiltration. Mechanische Filter entfernen Partikel aus der Luft, helfen aber nicht gegen gasförmige Schadstoffe. Hier kommt die chemisorptive Filtration ins Spiel. Diese Technologie nutzt speziell behandelte Filtermedien, die korrosive Gase nicht nur festhalten, sondern chemisch neutralisieren. Die Gase werden dauerhaft gebunden und können keinen Schaden mehr anrichten.

Überdrucksysteme schaffen eine Schutzatmosphäre in Schaltschränken und Steuerungsräumen. Gereinigte Luft wird kontinuierlich in den geschützten Bereich geblasen und erzeugt einen leichten Überdruck. Dadurch kann verschmutzte Außenluft nicht eindringen. Diese Methode ist besonders effektiv für sensible Elektronikbereiche in stark belasteten Umgebungen.

Klimakontrolle spielt eine wichtige Rolle. Hohe Luftfeuchtigkeit beschleunigt Korrosionsprozesse erheblich. Durch Kontrolle von Temperatur und Feuchtigkeit lässt sich das Risiko reduzieren. Die optimale relative Luftfeuchtigkeit für Elektronikräume liegt zwischen 40 und 60 Prozent.

Regelmäßige Wartung ist unerlässlich. Filtermedien müssen rechtzeitig gewechselt werden, bevor sie gesättigt sind. Überwachungssysteme sollten kalibriert und Messwerte dokumentiert werden. Eine systematische Wartung verhindert, dass Schutzmaßnahmen unwirksam werden.

Die Wahl der richtigen Methode hängt von deiner spezifischen Situation ab:

• Bei moderaten Belastungen (G2) reichen oft Umluftfiltersysteme
• Bei hohen Belastungen (G3/GX) sind Überdrucksysteme mit chemisorptiver Filtration notwendig
• Für punktuellen Schutz einzelner Schränke eignen sich kompakte Filtersysteme
• Für große Steuerungsräume sind zentrale Luftreinigungsanlagen sinnvoll

Die Einhaltung von Normen gibt Sicherheit. Die ANSI/ISA Norm ISA-71.04-2013 definiert Anforderungen an die Luftqualität in Elektronikräumen. Wenn du diese Standards einhältst, schützt du nicht nur deine Anlagen, sondern erfüllst auch oft Garantiebedingungen der Hersteller.

Chemisorptive Filtration ist bei gasförmigen Kontaminationen besonders effektiv, weil sie die Schadstoffe nicht nur zurückhält, sondern chemisch verändert. Mechanische Filter können Gase nicht aufhalten, sie passieren die Filterporen ungehindert. Chemisorptive Medien dagegen binden die Gasmoleküle durch chemische Reaktionen dauerhaft. Das macht diese Technologie zur besten Lösung für den Schutz vor gasförmiger Korrosion.

Wie wir bei Korrosion helfen

Als Experten für Luftreinigung und Korrosionsschutz bieten wir dir umfassende Lösungen für deine spezifischen Herausforderungen. Unser Ansatz geht über die bloße Lieferung von Filtern hinaus. Wir analysieren deine Situation, messen die tatsächliche Luftbelastung und entwickeln ein maßgeschneidertes Schutzkonzept.

Unsere wichtigsten Lösungen für Korrosionsprobleme:

• Chemisorptive Luftfiltersysteme: Positive Pressurization Units (PPU) für Überdruckschutz, Corrosive Air Systems (CAS) für Umluftbetrieb und Deep Bed Scrubber für hohe Gaskonzentrationen
• Mess- und Analyseverfahren: Corrosion Classification Coupons für kostengünstige Erstanalysen und OnGuard 4000 Systeme für kontinuierliche Überwachung nach ANSI/ISA Norm
• Ganzheitlicher Beratungsansatz: Luftqualitätsmessung, Systemplanung, Installation und regelmäßige Wartung aus einer Hand

Mit über 25 Jahren Erfahrung und tausenden umgesetzten Projekten haben wir das Know-how für zuverlässigen Schutz vor Luftbelastungen. Als inhabergeführter Familienbetrieb in zweiter Generation legen wir Wert auf langfristige Partnerschaften und nachhaltige Lösungen. Unser eigenes chemisches Labor unterstützt uns bei der Analyse und Optimierung der Filtermedien.

Unser Service ist für dich kostenlos und unverbindlich. Wir kommen gerne zu dir vor Ort, verschaffen uns einen Überblick über deine individuellen Herausforderungen und entwickeln ein passendes Lösungskonzept. Kontaktiere uns unter +49 (0) 5651-2273-0 oder per E-Mail an mail@dolge-systemtechnik.de. Gemeinsam schützen wir deine Anlagen vor Korrosion und sichern deine Produktion.