Rostfreier Stahl ist ein Werkstoff, der sich durch seine hohe Korrosionsbeständigkeit auszeichnet. Sein fairer Preis macht ihn zur meistverwendeten Werkstoffgruppe in Lebensmittel-, Medizin-, Haushalts- und chemischer Industrie. In diesem Beitrag werden wir die verschiedenen Korrosionsrisiken von rostfreiem Stahl untersuchen und erörtern, wie sie sich auf die Materialdauerhaftigkeit auswirken können.

Die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl basiert auf einer ultradünnen Schicht aus Chrom- und Eisenoxiden. Diese unsichtbare Schicht schützt den Stahl effektiv vor äußeren Einflüssen. Sollte die Oxidschicht beschädigt werden, regeneriert sie sich schnell selbst, wodurch der Stahl erneut geschützt ist. In einigen Fällen kann die Oxidschicht jedoch abgebaut werden, ohne sich danach wiederherzustellen, was zur vollständigen Korrosion des Materials führen kann.

Es gibt verschiedene Faktoren, die das Korrosionsverhalten von rostfreiem Stahl beeinflussen, wobei die Zeit eine wichtige Rolle spielt. Wir werden die vier Hauptkorrosionsrisiken betrachten: Allgemeine Korrosion, Loch- und Spaltkorrosion, Spannungsrisskorrosion und Interkristalline Korrosion.

Allgemeine Korrosion

Die allgemeine Korrosion tritt häufig in stark sauren oder alkalischen Umgebungen auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Oberfläche rostet. Die Korrosionsgeschwindigkeit hängt von Faktoren wie der Temperatur, der Art und Stärke der Säure sowie der Anzahl der Verunreinigungen ab. Austenitischer rostfreier Stahl mit hohem Nickel- und Molybdängehalt ist in solchen Umgebungen am effektivsten.

Loch- und Spaltkorrosion

Lochfraß entsteht durch lokale Zersetzung der Oxidschutzschicht. Wenn die Umgebung die Schicht stark beeinflusst, kann sie sich nicht regenerieren, und die Korrosion beschleunigt sich. Spaltkorrosion ist Lochfraßkorrosion ähnlich, findet jedoch hauptsächlich in Spalten oder Rissen statt.

Spannungsrisskorrosion

Spannungsrisskorrosion tritt in lokalen Rissen auf und kann selbst bei widerstandsfähigen Materialien zu einer extrem schnellen vollständigen Korrosion führen. Diese Korrosionsform ist von der Temperatur abhängig und tritt an Stellen mit inneren Zugspannungen auf, die durch mechanische Bearbeitung verursacht werden können. Das Risiko der Spannungsrisskorrosion steigt mit zunehmender Chloridkonzentration, steigender Temperatur, niedrigerem pH-Wert (saure Bedingungen) und Verdunstung.

Interkristalline Korrosion

Interkristalline Korrosion ist eine weitere Form von Korrosion, die bei rostfreiem Stahl auftreten kann. Dabei wird das Material entlang der Korngrenzen angegriffen, was zu einer Versprödung und eventuell zum Versagen des Materials führen kann. Diese Art von Korrosion tritt häufig auf, wenn der Stahl hohen Temperaturen ausgesetzt ist oder wenn bestimmte Legierungselemente wie Kohlenstoff und Chrom vorhanden sind. Um das Risiko von interkristalliner Korrosion zu reduzieren, kann der Stahl durch geeignete Wärmebehandlungen oder durch Verwendung von niedrig-kohlenstoffhaltigen (L-) oder stabilisierten (Ti oder Nb) Edelstahlsorten modifiziert werden.

Um die Haltbarkeit von rostfreiem Stahl zu maximieren und die Wahrscheinlichkeit von Korrosion zu minimieren, ist es wichtig, die Umgebungsbedingungen, die auf das Material einwirken, genau zu kennen und die richtige Edelstahlsorte für die jeweilige Anwendung auszuwählen. Es ist auch entscheidend, den Stahl regelmäßig zu inspizieren und zu warten, um potenzielle Probleme frühzeitig zu erkennen und zu beheben.

Faktor Zeit

Zeit ist ein wichtiger Faktor bei allen Korrosionsarten. Langfristige Exposition gegenüber korrosiven Bedingungen ist immer schwerwiegender als kurzfristige Einflüsse. Oft ist es unproblematisch, den Stahl einer rauen Umgebung auszusetzen, solange die Kontaktzeit sehr kurz ist, wie beispielsweise bei der Desinfektion von rostfreien Tanks. Eine kurzzeitige Desinfektion ist möglich, während Resttropfen zu langfristiger Einwirkung und häufiger Korrosion führen können.

Die meisten verfügbaren Korrosionsdaten basieren auf langfristiger Exposition. Wenn die Kontaktzeit kurz gehalten werden kann, besteht oft die Möglichkeit, dass der Stahl noch besser hält, als in den Datentabellen beschrieben.

Zusammenfassend ist rostfreier Stahl nicht in jedem Fall gleich rostfrei. Obwohl das Material eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweist, können verschiedene Korrosionsformen und Umgebungsbedingungen dazu führen, dass der Schutz der Oxidschicht beeinträchtigt wird. Um die Langlebigkeit von rostfreiem Stahl zu gewährleisten, ist es wichtig, die richtige Stahlsorte für die jeweilige Anwendung zu wählen und den Stahl angemessen zu warten und zu überwachen.