Je nach Materialkombination kann es an Konstruktionen mit metallischen Werkstoffen zu Korrosionsproblemen kommen. Von Bimetallkorrosion spricht man bei einer speziellen Form der galvanischen Korrosion, die durch das Aufeinanderwirken zweier Metalle eintritt. Sie führt zu einer beschleunigten Korrosion des unedleren Werkstoffs und entsprechenden Folgeschäden.
Welche Metallkombinationen begünstigen diesen Vorgang und wie lässt sich die Bimetallkorrosion verhindern? Diese und weitere Fragen beantwortet unser Beitrag.
Welche Gefährdung von einer Kontaktkorrosion ausgeht, hängt von diversen Faktoren ab. Unsere Experten stehen Ihnen für eine individuelle Beratung gerne zur Verfügung.
Was ist
Bimetallkorrosion?
Bei der sogenannten Bimetallkorrosion betrifft die Korrosion von zwei Werkstoffen den unedleren, während der edlere Werkstoff vor Korrosion geschützt bleibt. Dieser Prozess findet zwischen Metallen unterschiedlicher Potenziale statt. Dabei kann er unter Umständen sogar korrosionsbeständige Werkstoffe beschädigen, die nur durch die Potenzialverschiebung infolge der Elementbildung angreifbar werden. Es handelt sich um eine spezielle Form der galvanischen Korrosion.
Wann Kontaktkorrosion bei Metallen auftreten kann
Grundvoraussetzung für die Bimetallkorrosion ist Folgendes: Zwischen zwei Metallen unterschiedlicher Korrosionspotenziale besteht eine elektronenleitende Verbindung sowie eine Verbindung durch einen leitfähigen Feuchtigkeitsfilm (Elektrolyt). Nur so entsteht ein Elektronenfluss zwischen Anode und Kathode, in dem die nötigen elektrochemischen Reaktionen ablaufen können. Diese greifen die Anode stark an und verschonen die Kathode.
Galvanische Korrosion: die chemischen Hintergründe
Die galvanische Korrosion kann auftreten, wenn zwei verschiedene Metalle in einer korrosiven Umgebung miteinander verbunden sind. Greift eine elektrolytische Lösung in diese Verbindung ein, korrodiert vorwiegend das Metall, das über ein geringeres Eigenpotenzial verfügt. Dieses Eigenpotenzial bedingen Faktoren wie der pH-Wert, die Fließgeschwindigkeit des Elektrolyts, mögliche Verunreinigungen und viele mehr.
Bimetallkorrosions-Tabelle: Verträglichkeit verschiedener Metalle
Je nach Metallkombination betrifft die Korrosion den unedleren Werkstoff auf unterschiedlich ausgeprägte Art und Weise.
Wann und in welcher Intensität die Kontaktkorrosion auftreten kann, zeigt die folgende Tabelle.
| Werkstoffkombination | verzinkter Stahl | Nickel | Kupfer | rostfreier Stahl | Messing | Aluminium |
| verzinkter Stahl | ✔ | ✗ | ✗ | ✗ | ✗ | ● |
| vernickelter Stahl | ✗ | ✔ | ✔ | ✔ | ● | n. a. |
| verkupferter Stahl | ✗ | ✔ | ✔ | ● | ● | ✗ |
| rostfreier Stahl | ● | ✔ | ✔ | ✔ | ● | ● |
| Kupfer | ✔ | n. a. | n. a. | ✔ | n. a. | ✔ |
| Aluminium | ● | ✗ | ✗ | ✗ | n. a. | ✔ |
Zwischen verzinktem Stahl und entweder Nickel, Kupfer oder Messing kann es zu einer intensiven Kontaktkorrosion kommen.
Auch Aluminium reagiert in dieser Form auf Nickel und Kupfer. Treffen rostfreier Stahl und Nickel oder Kupfer aufeinander,
ist hingegen keine Kontaktkorrosion zu erwarten.
Gefahren durch Kontaktkorrosion von Metallen
In der Praxis kann die Kontaktkorrosion echte Probleme nach sich ziehen. Gerade im Bauwesen ist gute Materialkunde deshalb von enormer Bedeutung. Tritt an Bauwerken im Außenbereich an ungünstigen Stellen Bimetallkorrosion auf, ist das zum Beispiel auf den Einfluss von Regenwasser zurückzuführen. Dieses fungiert hier als leitfähige Lösung.
Bei der Projektplanung – nicht nur im Bau- und Ingenieurswesen, sondern unter anderem auch im Schiffsbau oder beim Verlegen von Wasserleitungen – lautet das oberste Gebot zur Vermeidung von Bimetallkorrosion also: korrekte Werkstoffpaarung berücksichtigen. Massive Schäden mit teils fatalen Folgen sind sonst vorprogrammiert:
• Schäden an Brückenpfeilern
• Brände oder Explosionen durch Leckagen
• Rohrbrüche (auch an Öl-Pipelines, also mit katastrophalen Folgen für die Umwelt)
• Schäden an Flugzeug- oder Schiffsteilen
• Verfall von Denkmälern
Für die Wirtschaft stellt die Kontaktkorrosion von Metallen jedoch womöglich die präsenteste Gefahr dar: Auswertungen zufolge belaufen sich die Kosten durch Korrosionsfolgen in den Industrieländern auf drei bis vier Prozent des Bruttoinlandsprodukts.
Wie sich Bimetallkorrosion verhindern lässt
Wer es gar nicht erst zur Bimetallkorrosion kommen lassen möchte, verhindert den Vorgang durch sinnvoll gewählte Werkstoffe. Achten Sie auf die Kompatibilität der Metalle, vermeiden Sie Bimetallkorrosion am effektivsten. Sollte die Verbindung zweier ungünstiger Werkstoffe absolut notwendig sein, können Maßnahmen zum aktiven und passiven Korrosionsschutz unter Umständen Abhilfe schaffen.
Aktiver & passiver Korrosionsschutz
Aktiv kann der Bimetallkorrosion entgegengewirkt werden, indem ihr ihre wichtigste Grundlage entzogen wird. Aktiven Korrosionsschutz betreiben Sie also, wenn
• keine elektronenleitende Verbindung vorliegt oder
• die Metalle keine Potenzialdifferenz aufweisen.
Die elektronenleitende Verbindung kann durch einen Isolator, etwa eine Kunststoffhülse oder Isolierscheiben, unterbunden werden. Als passiven Korrosionsschutz bezeichnet man die Unterbrechung der Verbindung durch einen Elektrolyten –
das geschieht zum Beispiel mithilfe einer Beschichtung.
Konstruktiver Korrosionsschutz
Zum konstruktiven Korrosionsschutzzählen die
folgenden Maßnahmen:
• Sicherstellung einer guten Belüftung
• Vermeidung von Wasseransammlungen
• Vermeidung offener Spalten
• Dauerelastische Schließung unvermeidlicher Spalten
• Verhinderung von Schmutzablagerungen
Unter Berücksichtigung dieser Punkte kann die Bimetallkorrosion nicht vollständig abgewehrt, aber eingeschränkt werden. Die gravierendsten Probleme, die die Kontaktkorrosion verursacht, lassen sich so verhindern.
Tabelle: Welcher Korrosionsschutz eignet sich für welche Umgebung?
Der Korrosionsschutz sollte auf die jeweilige Umgebung und ihre zugehörige Atmosphäre bzw. das die Werkstoffe umgebende Wasser abgestimmt sein. Unserer Tabelle entnehmen Sie das geschätzte Ausmaß der Korrosion von C-Stahl und Zink in verschiedenen Umgebungen mit Korrosionsschutz der Kategorien C1 bis CX.
| Korrosivitätskategorie | Korrosion von C-Stahl | Korrosion von Zink | Umgebung |
| C1 | < 1,3 | < 0,1 | Innenräume, gedämmte Gebäude |
| C2 | 1,3 – 25 | 0,1 – 0,7 | Gering verunreinigte Atmosphäre, trockenes Klima |
| C3 | 25 – 50 | 0,7 – 2,1 | Stadt- u. Industrieatmosphäre, mäßige SO2-Belastung |
| C4 | 50 – 80 | 2,1 – 4, 2 | Industrie- und Küstenatmosphäre, mäßige Salzbelastung |
| C5 | 80 – 200 | 4,2 – 8,4 | Industrieatmosphäre, hohe relative Luftfeuchte, aggressives Klima |
| CX | 80 – 200 | 4,2 – 8,4 | Küsten- und Offshore-Bereiche, hohe Salzbelastung |
Unsere Experten beraten Sie gerne bei der Ermittlung des passenden Korrosionsschutzes für Ihr Projekt. Dabei gilt es, sich an den in DIN EN ISO 12944 festgelegten Korrosivitätskategorien zu orientieren.
Korrosionsschutz für Rohrleitungen, Schiffe, Bauwerke und Stahlwasserbau
Korrosionsschäden an Rohrleitungen kommen Unternehmen wie auch der Umwelt oft teuer zu stehen. Zum Schutz vor Bimetallkorrosion an Wasserleitungen und Co. liefert die ict GmbH geprüften Nasslack, der in jeder gewünschten Farbe erhältlich ist.
Ein ähnlicher Lack sowie Grundierungen und Deckbeschichtungen kommen auch im Stahl- sowie Schiffsbau zum Einsatz. Sie schützen nicht nur vor Korrosion, sondern sorgen zudem für langjährige Beständigkeit und Unempfindlichkeit gegenüber Stößen – etwa am Schiffsrumpf.
Zum Korrosionsschutz von Fassaden bietet die ict GmbH außerdem spezielle Lacke, die selbst extremen Bedingungen der Korrosivitätskategorie C5 standhalten. Lassen Sie sich dazu gerne direkt von einem unserer Experten beraten!
Häufige Fragen zum Thema Bimetallkorrosion
Die häufigsten Fragen rund um das Thema Bimetallkorrosion haben wir hier für Sie gesammelt. Sollten weitere aufkommen, stehen wir Ihnen selbstverständlich zur Beantwortung zur Verfügung.
Welches Metall löst sich bei Kontaktkorrosion auf?
Das unedlere der beiden aufeinandertreffenden Metalle beginnt sich bei Kontaktkorrosion aufzulösen. Ob sich ein Metall auflöst, hängt dabei unter anderem von seiner sogenannten Affinität ab.
Wie verträgt sich Aluminium mit Edelstahl?
Die Potenzialdifferenz zwischen Aluminium und Edelstahl ist eher groß. Eine Korrosion ist deshalb möglich. Das Aluminium würde in diesem Fall angegriffen und aufgelöst werden. Verzinkte Schrauben sind eine mögliche Lösung.
Welches Metall greift Kupfer an?
Kupfer kann Aluminium, Zink und verzinkten Stahl angreifen. Das ist besonders dann der Fall, wenn es sich um größere Kupferflächen handelt.
Sie interessieren sich für guten Korrosionsschutz?
Die ict GmbH blickt auf viele Jahre Erfahrung im Bereich Korrosionsschutz zurück. Gerne beraten wir Sie oder Ihr Team persönlich zum Thema.