Benutzer:Tri Mai/Temporärer Korrosionsschutz
Unter temporärem Korrosionsschutz versteht man Maßnahmen, die das Bauteil für eine verhältnismäßig kurze Zeit, zum Beispiel für die Dauer ihrer Zwischenlagerung oder ihres Transports, vor Korrosion schützen sollen. [1] Die folgende Abbildung zeigt das Ergebnis einer Korrosion an einem Behälter ohne Korrosionsschutzmittel während des Transports.
Arten von temporärem Korrosionsschutz (konventionell)
Es gibt mehrere Möglichkeiten zum temporären Korrosionsschutz, zwei seien im Folgenden herausgegriffen:
Die konventionelle Maßnahme ist das Einfetten/Einölen. Aus Alltagssituation kennt man, dass auf eingecremten Händen Wasser abperlt. Diesen Effekt nutzt man auch beim temporären Oberflächenschutz in der Metallindustrie. Durch diesen Schutzfilm werden die korrosiv wirkenden Substanzen von der Werkstoffoberfläche ferngehalten. Für die Filmdicke spielt die Viskosität der Korrosionsschutzöle eine große Rolle, da die Schutzwirkung nach der Dicke des Ölfilms sich richtet. Diese Öle bestehen selten aus Pflanzenöle häufiger aus Mineralöle. Das Korrosionsschutzfett besteht meist aus Vaseline mit einer hohen Viskosität, mit denen dickere Fettschichten erreicht werden. [2]
Einen weiteren Korrosionsschutz bieten Schutzgassysteme, zum Beispiel VCI-Folien (Volatile Corrosion Inhibitor), bei dem eine Schutzgas atmosphäre um den Werkstoff gebildet wird.[3]
Anforderungen an das Korrosionsschutzmittel
Ziel des temporären Korrosionsschutzmittels ist es, wie aus den Grundlagen bekannt ist, den Sauerstoffangriff auf die zu schützende Oberfläche eines metallischen Bauteils vor Sauerstoff und Feuchtigkeit zu schützen. Um dies zu bewerkstelligen, muss das Korrosionsschutzmittel vollständig die Metalloberfläche bedecken und gut an ihr haften. Eine wichtige Aufgabe des aufgetragenen Schutzmittels ist es, den Sauerstoff nicht durch seine Korrosionsschicht diffundieren zu lassen. Des Weiteren ist es wichtig, dass die Schutzschicht bei unterschiedlichen Witterungen (Regen, Schnee, Hagel) und Temperaturen eine konstante Schutzfunktion aufweist. [4] Das aufgetragene Korrosionsschutzmittel darf sich in seiner chemischen Struktur nicht verändern, d.h. keine Reaktionen mit umgebenden Substanzen eingehen, welche den temporären Korrosionsschutz beeinträchtigen können. Ebenso sollte die aufgetragene Korrosionsschutzschicht wiederum leicht und vollständig zu entfernen sein, damit nachfolgende Beschichtungen nicht durch die Befettung leiden.
Nachteile des Korrosionsschutzes mit Ölen und Fetten
Vor einer Weiterverarbeitung der Werkstoffe muss der Fett-/Ölfilm entfernt werden. Aufgrund ökologischer und sicherheitstechnischer Aspekte ist man seit Jahren dabei von der Entfettung mit chlororganischen Lösungsmitteln, wie Per- oder Trichlorethylen, auf eine wässrig, heiß alkalische Reinigung umzustellen. [5] Bei einer alkalischen Entfettung hat man eine Mischung aus Reinigungschemikalien und abgelöstem Fett/Öl vorliegen. Das stellt ein Entsorgungsproblem dar, das sich auf die Kosten und Umwelt auswirkt. [6] Außerdem findet die Entfettung bei hohen Temperaturen (> 60°C) und hohen pH-Werten statt. Daher versucht man sowohl die Temperatur als auch den pH-Wert, wie zum Beispiel Umstellen auf Neutralreiniger, zu senken. [7] Aufgrund dessen ist man auf der Suche nach alternativen Korrosionsschutzmitteln/-folien, die umweltfreundlichen und kostengünstigeren Korrosionsschutz ermöglichen.[8]
Biologischer Korrosionsschutz [9]
Das temporär, biologische Korrosionsschutzmittel besteht aus Filmbildner und Zusätze, welche aus nachwachsenden Rohstoffen stammen. Es muss mindestens die Produkteigenschaften und Funktionssicherheit eines herkömmlichen Korrosionsschutzmittels erfüllen. Filmbildner dafür sind Substanzen, die Eigenschaften haben zusammenhängende Filme zu bilden. Aus dem Haushalt ist zum Beispiel das Agar-Agar bekannt. Vorbilder für biologisch abbaubare Filmbildner findet man in der Natur vor allem bei Klebstoffen, welche Tiere und Pflanzen für ihre Überlebensstrategie entwickelt haben. Ein Beispiel hierfür sind die Biopolymere bei den Muscheln, die außergewöhnliche Haftungseigenschaften verleihen, mit dem sie an Holz, Metall und Steinen kleben können.[10] Andere Substanzen mit Filmbildungseigenschaften sind z.B. Gelatine und Kollagen, welche untersucht wurden.[11] [12]
Ideen/ Ansätze und Untersuchung zu temporären Korrosionsschutzmittel außerhalb von Ölen und Fetten
In Analogie zum Schutz der Erdbeeren auf einem Erdbeerkuchen vor Oxidation mittels Gelatine, wurde beispielweise in einer Projekt/Feasibillity-Study [9], die Filmbildungseigenschaft von Gelatine für die Korrosionsschutzanwendung untersucht. Die folgende Abbildung zeigt einen Erdbeerkuchen, welcher mit Gelatine überzogen ist. Die Gelatine schütz das Obst vor schnellem Verderb, in dem sie ein Durchdringen des Sauerstoffes zur Erdbeere verhindert.
Erdbeerkuchen
Das Ergebnis war vielversprechend und galt als Ansatz für weitere Untersuchungen. Mit dem Inhibitor IRGACOR gibt es ein Hemmstoff gegen Korrosion, der mit dem Filmbildner Gelatine bei einem pH-Wert von 9 einen Korrosionsschutz für blanke Gusskrümmer-Oberfläche erhält.
Korrosionsschutz durch Verwendung mikrobieller extrazellulärer polymerer Substanzen EPS (Biofilm-induzierte Korrosionsinhibition) untersucht die DECHEMA auf ST 37 und hochlegiertem Stahl 1.4301. Auf dem Sulfat-reduzierenden Bakterien Desulfovibrio vulgaris waren die EPS gewonnen worden. Die Stahloberflächen waren mit den EPS beschichtet worden. Man stellte fest, dass die EPS von der Gattung L. fermentum und R. opacus den stärkeren Korrosionsschutz zeigten. Diese Schutzwirkung konnte durch Zusatz von Xanthan, einen natürlichen Verdickungs- und Geliermittel erhöht worden.[13]
Ein weiterer Lösungsansatz für den biologischen Korrosionsschutz ist z.B. das Sprühpflaster, welches die Wunden vor Feuchtigkeit und Schmutz schützt. Dazu gibt es jedoch keine Untersuchungen.
Vorteile eines alternativen Korrosionsschutzmittels gegenüber konventionellen Mitteln
- besteht zum Großteil aus nachwachsenden Rohstoffen
- gute biologische Abbaubarkeit
- keine Heißentfettung mehr nötig
- Gelatine kann mit warmen Wasser leicht abgewaschen werden
Substanzen und Zusätze für ein biologisches Korrosionsschutzmittel
Die Grundsubstanz (Grundmasse) eines biologischen Korrosionsschutzmittels hat eine filmbildende Funktion. Dieser Grundsubstanz werden Zusätze, sogenannte Inhibitoren beigemischt, welche eine hemmende Wirkung gegen Korrosion haben. Einige Filmbildner und Zusätze sind im Folgenden aufgelistet:
Filmbildner
Zusätze
- IRGACOR L184 (Korrosionsschutz für Metalloberflächen)
- Additive TA-41 (Flugrostschutz für Eisen und Stahl)
- Additive EDA (Flugrostschutz für Eisen und Stahl)
- PCG 1201 (Korrossionsinhibitor für Eisen und Stahl)
- TENSAN TEO (Korrossionsinhibitor für Eisen und Stahl)
Einzelnachweise und Literatur
<references >
- ↑ a b K.Schönburg: Einführung in die Korrosion der Metalle. HUSS-MEDIEN Verlag Bauwesen, 2005, ISBN 3-345-00831-9.
- ↑ a b http://www.mercateo.com/kw/korrosionsschutz(f6)1/Korrosionsschutzoel.html. vom 7.11.11
- ↑ a b http://www.tis-gdv.de/tis/verpack/korrosio/schutz/schutz.htm#3 vom 12.12.11
- ↑ a b http://www.jakob-schober.de/js4_af_schutzschicht_methode.html#schutzschicht_methode vom 24.11.11
- ↑ a b http://www.umweltbundesamt.de/chemikalien/waschmittel/download/Analytik-Leitfaden.pdf vom 06.12.11
- ↑ a b P.M. Kunz: Umwelt-Bio-Verfahrenstechnik. Vieweg-Verlag, Braunschweig/Wiesbaden, 1992, ISBN 3-528-06451-X.
- ↑ a b Allgemeine Mikrobiologie. Thieme-Verlag, 7 überarbeitete Auflage, Stuttgart/New York, 1992, ISBN 3-13-444607-3.
- ↑ a b Kollagenfolien zwischen Lebensmittel- und Fahrzeuganwendungen. Kunststoffmagazin (2010)5-6, 42-44 (Jan Benra, Stéphanie Lédji-Ngouffo, Christian Link, Peter M. Kunz, Franz Maser, Isabel Sommer)
- ↑ a b c P. M. Kunz, I. Sommer: Temporäre biologische Korrosionsschutzmittel mit Substanzen außerhalb von Ölen und Fetten.KVS-Feasibility-Study, HS-Mannheim, 2006.
- ↑ a b http://www.materialsgate.de/de/mnews/6555/Medizin+Muschelkleber+f%C3%BCr+DNA-Chips.html vom 14.12.11
- ↑ a b Hier geht es um die Wurst ! Über den möglichen Einsatz von neuartigen Kollagenfolien. Horizonte (2010) September, Heft 36, 16-19 (Isabel Sommer, Peter M. Kunz, Jan Benra, Stéphanie Lédji-Ngouffo, Christian Link, Franz Maser)
- ↑ a b c Kollagenfolien. Galvanotechnik. 101. Jhrg. (2010)10, 2408-2414 (Isabel Sommer, Peter M. Kunz, Jan Benra, Stéphanie Lédji-Ngouffo, Christian Link, Franz Maser)
- ↑ a b http://www.dechema.de/index.php?id=123914&site=dechema_eV&lang=de vom 16.11.11
Kategorie:Beschichtungswerkstoff Kategorie:Oberflächentechnik Kategorie:Korrosion
