Betreff:
- Korrosion und Rost
- Rost bekämpfen
- Rost verhindern
- Lochfraß
- Kontaktkorrosion
Korrosion und Rost:
Die Konzepte Korrosion und Rost sind eng miteinander verbunden. Rost ist die Folge von Korrosion. Allerdings werden diese beiden Konzepte oft synonym verwendet.
- Korrosion ist ein Überbegriff für die Verschlechterung von Materialien durch (chemische) Reaktion mit ihrer Umgebung;
- Durch den Kontakt mit Wasser und Sauerstoff entsteht Rost auf der Oberfläche von Eisen oder Stahl. Unter Rost versteht man die Oxidation von Eisen, die ebenfalls eine Form der Korrosion darstellt.
Sobald Metalle der normalen Atmosphäre (der Außenluft) ausgesetzt werden, geht dieses Metall eine chemische Bindung mit Sauerstoff ein. In diesem Fall rostet das Metall. Rost erkennt man an der rotbraunen Schicht, die auf dem Metall entsteht und bei der Reaktion von Eisen mit Sauerstoff in Gegenwart von Feuchtigkeit aus der Außenluft oder Wasser entsteht. Es ist eine Mischung aus Eisenoxid und Eisenhydroxid. Rost entwickelt sich weiter und kann Metall vollständig zerfressen. Mit der Zeit hat sich das gesamte Eisen in Rost umgewandelt und verliert dadurch seine wohltuenden Eigenschaften.
Wenn Eisen Sauerstoff und Wasser ausgesetzt wird, kommt es im Laufe der Zeit zu einer Bindung von Sauerstoff und Eisen auf atomarer Ebene. Dadurch entsteht eine neue Verbindung: Eisenoxid. Wasser beschleunigt den gesamten Prozess, da Wasser als Katalysator fungiert. Die kleinen Wassermoleküle dringen in das Metall ein und bilden noch mehr Säuren, wodurch das Metall noch stärker der Oxidbildung ausgesetzt wird. Aufgrund der höheren Konzentration an Natriumchloridionen kommt es im Meerwasser noch schneller zu Rost.
Unter dem Autolack können Rostflecken entstehen. Denn auch der Lack ist mehr oder weniger porös und kann daher Feuchtigkeit und Sauerstoff durchlassen. Um die Lackschicht dicht zu halten, empfiehlt es sich, das Auto regelmäßig zu wachsen. Gerade im Winter mit viel Feuchtigkeit und Sole ist letzteres eine gute Möglichkeit, Rost möglichst vorzubeugen.
Bei tiefen Kratzern oder Steinschlägen ist die schützende Lackschicht in diesem Bereich verschwunden und auch die Umgebung kann anfangen zu rosten. Deshalb ist es ratsam, diese Stellen schnellstmöglich mit einem Lackstift auszubessern oder neu besprühen zu lassen.
Im Bild unten sehen wir einen VW Käfer mit rostigen Karosserieteilen. Dieses Fahrzeug fällt unter die Rubrik „Rattenrute“. Als Rad Rot umgebaute Fahrzeuge bestehen aus bewusst abgenutzten und unlackierten Teilen (in diesem Fall Rost) und ausrangierten Teilen.
In sehr wenigen Fällen ist Rost erkennbar. Doch jedes Fahrzeug wird früher oder später damit zu kämpfen haben. Zusätzlich zum feuchten Klima in den Niederlanden besteht im Winter ein erhöhtes Rostrisiko für die Sole auf der Straßenoberfläche. Neben den kosmetischen Teilen können auch Teile des Fahrwerks oder der Karosserie betroffen sein. Dies kann auf längere Sicht zu einem unsicheren Fahrzeug und zur Ablehnung beim TÜV führen.
Autohersteller versuchen, die Materialien im und um das Auto möglichst rostbeständig zu machen. Dies sind einige der Rostschutzbehandlungen:
- Verzinken der Karosserie;
- Wachsbehandlungen anwenden;
- Grundierungs- und Basislackschichten auftragen;
- Auftragen hochwertiger Lackschichten.
Rost bekämpfen:
Rost entsteht durch die Verbindung von Eisen mit Sauerstoff. Es ist falsch zu glauben, dass man Rost bekämpfen kann, indem man dafür sorgt, dass kein Sauerstoff mehr an das Eisen gelangt. Stahl ist kein homogener Stoff, sondern ein Materialmix, der beim Recycling zusammenkommt, beispielsweise bei alten Autowracks. Der Stahl enthält auch andere Metalle. Zwischen den Kristallen aus zwei unterschiedlichen Materialien besteht ein geringer Spannungsunterschied, bei dem eine leitfähige Flüssigkeit den Kontakt zwischen den Kristallen gewährleisten kann. Der dabei entstehende elektrische Strom sorgt dafür, dass das unedelste Metall in Lösung geht. Fließt beispielsweise ein Strom zwischen Eisen und Kupfer, löst sich das Eisen auf. Die gelösten Eisenpartikel verbinden sich mit Sauerstoff. Bei der kleinsten Wassermenge in der Körperschicht, auch wenn es nur ein Wassermolekül ist, bleibt der Prozess erhalten.
Wenn Sie unter Rost unter dem Lack leiden, macht es keinen Sinn, den Rost zu übersprühen. Der Rost frisst ungebremst unter der Lackschicht weiter. Da das Volumen des Gesteins größer ist als das des Stahls, wird die Farbschicht irgendwann reißen. Dadurch entsteht eine Öffnung, durch die zusätzliches Wasser eindringen und den Rostprozess beschleunigen kann. Um Rost zu bekämpfen, wird Stahl durch Strahlen der Oberfläche entrostet. Anschließend wird schnellstmöglich eine rostbeständige Grundierungsschicht aufgetragen. Damit sollte man nicht zu lange warten, da sich sonst die Feuchtigkeit aus der Außenluft an die Eisenpartikel bindet.
Unter der Lackschicht bildet sich Rost. Beginnender Rost ist daher nicht immer leicht zu erkennen. Die vier Bilder unten zeigen einen Kastenträger eines VW Golf IV, bei dem das rostige Metall weggeschliffen wurde. Vor Beginn der Arbeiten befand sich lediglich loses Bitumen am Rand unter der Fensterbank. Die Hohlkastenträger wiesen keine Unregelmäßigkeiten auf. Beim Entfernen des Bitumens wurden die braunen Ränder sichtbar. Das Metall drumherum war bereits so stark korrodiert, dass es leicht abbrach. Die Fotos zeigen, wie sich Rost unter Bitumen verhalten kann.
Rost vorbeugen:
Im ersten Absatz wurde in der Zusammenfassung der Maßnahmen zur Verhinderung von Rostbildung von „Verzinken“ gesprochen. Bei der Herstellung des Autos tragen die Hersteller eine dünne Zinkschicht auf. Dies sorgt für den sogenannten kathodischen Schutz. Da die Wahrscheinlichkeit, dass Elektronen aus Zink entweichen, größer ist, löst sich Zink schneller auf als Eisen. Zink verbindet sich leichter mit dem Sauerstoff der Luft. Das Zink ist recht hart und bildet eine Versiegelungsschicht. Bei tiefen Kratzern durch die Lack- und Zinkschicht bis zum Stahl reagiert der Stahl kaum. Wenn genügend Zink in der Nähe ist, fließt der elektrische Strom in die richtige Richtung. Aus diesem Grund bietet Zink einen langfristigen Schutz vor Korrosion und Rost.
Verzinkter Stahl hat nicht nur Vorteile. Mit zunehmender Menge nimmt der Anteil an reinem Stahl ab. Hersteller benötigen zinkfreien Stahl unter anderem für die Herstellung von Motorenteilen. Zink hat die Eigenschaft, im Stahl Blasen zu bilden, was zu Schwachstellen führt.
Lochfraß:
Lochfraß ist ein lokaler Angriff auf die Materialoberfläche. Lochfraß tritt bei Werkstoffen auf, die sich durch eine Oxidschicht vor Korrosion schützen, und tritt vor allem dort auf, wo diese Oxidschicht beschädigt ist. Lochfraß frisst sich schnell und tief in das Material ein. Dies ist am gefährlichsten, da das Material scheinbar noch gut aussieht und die Tiefe der Korrosion nicht ausreichend sichtbar ist.
Das Bild unten zeigt den Querschnitt eines Stahlobjekts mit Lochfraß. Auf der Oberseite ist nur eine kleine Menge Rost sichtbar. Die „Grube“ im Rost gibt den Blick auf die Öffnung frei, die im Stahl entstanden ist.
Unter anderem kann es in Bremsleitungen zu Lochfraß kommen. Wenn die Öffnung tiefer wird, besteht die Möglichkeit, dass Bremsflüssigkeit austritt.
Kontaktkorrosion:
Dies geschieht, wenn zwei verschiedene Metalle in engen Kontakt miteinander kommen. Zwischen diesen beiden Metallen entsteht eine Spannungsdifferenz, die eine Reaktion auslöst. Das sehen wir zum Beispiel, wenn eine Edelstahlschraube an ein verzinktes Stahlblech geschraubt wird. Das edlere Metall fördert Korrosion und damit Rost. Dies nennt man Kontaktkorrosion.
Das folgende Bild zeigt zwei Beispiele eines Magnesiumbauteils, beispielsweise eines Getriebes, das mit einer Schraube aus einer Eisenlegierung befestigt wird. Wird die Kontaktfläche Wasser ausgesetzt, entsteht zwischen den beiden Metallen ein elektrischer Strom, der zur Kontaktkorrosion führt. Gleichzeitig wird das Magnesium abgebaut. Kontaktkorrosion lässt sich verhindern, indem man den elektrischen Strom zwischen den beiden Metallen unterbindet, indem man den Bolzen mit einer nicht leitenden, also isolierenden Schicht überzieht.
Die folgende Tabelle zeigt die verschiedenen Materialkombinationen (z. B. Motorteile oder Getriebegehäuse) und wie sich die Materialauswahl des Bolzens bzw. der Schraube auf die Kontaktkorrosion auswirkt.
