Korrosion ist ein Problem, das fast alle Materialien betrifft und unsere Wirtschaft im Jahr Milliarden kostet. Nun hat ArcelorMittal eine revolutionäre, neue Oberflächenveredelung entwickelt: Magnelis® sorgt dafür, dass Lösungen aus Stahl über Jahre hinweg der Korrosion standhalten.

Korrosion im weitesten Sinne bedeutet eine Veränderung der Materialeigenschaften und betrifft alle Materialien, darunter Holz, Plastik, Beton und sogar Edelstahl. Meistens wird der Begriff allerdings in Verbindung mit Stahl verwendet, der - in seinem Rohzustand - sehr anfällig für Oxidation ist.

Korrosion entsteht durch die Interaktion eines Materials mit seiner Umwelt, die früher oder später zu einer Veränderung seiner Eigenschaften führt. Meist sind diese Auswirkungen negativ, da sie einerseits ein Sicherheitsrisiko darstellen können und daher Kosten für Reparatur bzw Ersatz des Materials verursachen.

Normalerweise entstehen die Kosten verursacht durch die Korrosion weil:

• die Widerstandskraft des Materials reduziert wird (aufgrund der reduzierten Stärke) und so zum Bruch führen kann,
• während der Reparatur- bzw Ersatzarbeiten das betroffene Objekt nicht genutzt werden kann,
• es im Fall von Leitungen und Tanks zum Austreten des Inhalts kommt, was wiederum zu einer Verschmutzung der Umwelt führen kann.

Obwohl es schwierig ist, die durch Korrosion verursachten Kosten für die Wirtschaft genau zu berechnen, werden die dadurch verursachten direkten Schäden (ausschliesslich Kosten für indirekte Schäden von Vorfällen wie Umweltkatastrophen)  auf ca. 5% des Brutto- Inlandsprodukts eines Staates geschätzt. Im Fall der Benelux Staaten alleine wäre das schon eine Summe von mehr als 50 Milliarden Euro.

Das Korrosionsrisiko hängt immer von der Umgebung ab, in der ein Material verwendet wird. Diese Risiken wurde entsprechend der verschiedenen Umweltbedingungen in der ISO Norm EN 12994 zusammengefasst. Diese Klassifizierung beginnt bei C1 (geringe Belastung durch Korrosion) und geht bis zu C5 (sehr starke Belastung durch Korrosion). Unterschieden wird zwischen Anwendungen im Innen- und Aussenbereich (Tabelle 1).

Sicherheit verbessern, Kosten reduzieren

Die gängiste Vorgehensweise um Korrosion bei Stahl zu vermeiden, ist dessen Oberflächenveredelung. Heutzutage gibt es zahlreiche metallische Überzüge, die den Fortschritt von Korrosion drastisch verringern. (Bild 1)

Alle metallischen Beschichtungen schützen Stahl auf 2 Arten:

- Sie verhindern, dass der der Stahl direkt den Umweltbedingungen ausgesetzt wird,
- Sie nutzen die  Eigenschaften einer oder mehrerer Komponenten der Beschichtung (z.B. Zink)

Diese schützenden Eigenschaften von bestimmten Elementen werden schon seit vielen Jahren genutzt. Schiffe mit Stahlrümpfen sind normalerweise mit Zink-Anoden ausgestattet. Da Zink leichter korrodiert als Stahl wird somit eine elektro-chemische Barriere gegen das Wasser geschaffen, die als kathodischer Schutz bekannt ist.

Die metallischen Beschichtungen im Überblick

Der Korrosionswiderstand einer metallischen Beschichtung hängt nicht nur von deren Stärke ab, es ist vielmehr die chemische Zusammensetzung, die hierbei eine besonders wichtige Rolle spielt.

Die bekanntesten Beschichtungen heutzutage sind Feuerverzinkung, elekrolyitsche Verzinkung (Tabelle 2). Die elektrolytische Verzinkung ermöglicht eine sehr dünne, gleichmässige Verzinkung, die hauptsächlich in Innenbereich verwendet wird, zB. für Haushaltsgeräte, Elektronische Geräte und Möbel.

Der weitverbreiteste metallische Überzug ist die Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung). Diese besteht aus einer reinen Zink-Beschichtung die für Dächer, Haushaltsgeräte, Schaltschränke und elektrische Geräte verwendet wird.

Galfan enthält Zink und 5% Aluminium. Im Vergleich zur Feuererzinkung zeigt Galfan aufgrund seines Aluminiumgehalts verbesserten Korrosionswiderstand auf.

Magnelis®: der beste Schutz, sogar an Schnittkanten

ArcelorMittal arbeitet kontinuierlich an der Entwicklung neuer Oberflächenveredelungen. Die neueste Beschichtung ist Magnelis®. Basierend auf Zink, enthält Magnelis jedoch auch 3.5% Aluminium und 3% Magnesium - eine Zusammensetzung, die den besten Korrosionswiderstand auch in den aggressivsten Umweltbedingungen sicherstellt.

Die Hauptrolle dabei spielt Magnesium, eine stabile Abgrenzung zwischen Stahl und Umwelteinflüssen auf der gesamten Oberfläche, und eignet sich daher besonders für chlor- und ammoniakhaltige Umgebungen. Dank dieser verbesserten Eigenschaften kann auch die Stärke der Beschichtung verringert werden.

Da Magnelis® weniger Zink enthält als reine Zink-Beschichtungen trägt es auch einen Beitrag zum Erhalt natürlicher Rohstoffe. Desweiteren wird Zinkablauf in der Umwelt dadurch reduziert.

Im Gegensatz zu anderen metallischen Beschichtungen bietet  Magnelis® auch einen besonderen Schutz an Schnittkanten, dank seines "Selbstheilungs"-Effekts. Eine Schicht Zink-Magnesium-Chlorid-Hydroxid entsteht an exponierten Kanten und bildet so eine Schutzschicht. Diese Eigenschaft macht Magnelis zu einer kosteneffizienten Alternative zum konventionellen Schmelztauchverfahren.

Dank der Effizienz von Magnelis® kann ArcelorMittal  lange Produktgarantien anbieten: Magnelis® ist die erste Beschichtung, die auf 20 Jahren in Meeresumgebung garantiert werden kann. In weniger aggressiven Umweltbedingungen wird die Leistung von Magnelis® bis zu 25 Jahren garantiert.

Auch wenn Magnelis® zurzeit unter allen metallischen Beschichtungen den besten Schutz bietet, setzt ArcelorMittal seine Suche nach neuen Lösungen fort. Zukünftige Entwicklungen werden sicherlich die durch Korrosion entstandenen Kosten senken und die Lebensdauer von Stahl verlängern.

Text: ArcelorMittal Europe - Flat Products

Tabelle 1: Klassifizierung der Umweltbedingungen (ISO EN 12994-2)
Bild 1: Resulte der Salzsprühtests auf verschiedenen Beschichtungen (20 µm Beschichtung auf jeder Seite)