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Erosionskorrosion
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Erosionskorrosion ist ein Werkstoffabtrag infolge von mechanischem Oberflächenabtrag (Erosion) und Korrosion, wobei die Korrosion durch Zerstörung von Schutzschichten als Folge der Erosion ausgelöst wird.
Laut Definition ist der erosive Angriff gegen eine Schutzschicht gerichtet und nicht gegen den Werkstoff selbst. Der Werkstoff unterliegt später nach der Zerstörung der Schutzschicht dem korrosiven Angriff der umgebenden Sauerstoffatmosphäre.
Als Folge der Erosionskorrosion tritt ein Materialabtrag an der betroffenen Komponente und ein Materialtransport im strömenden Medium, sowohl in Einphasenströmung (Wasser), als auch in Zweiphasenströmung (Wasser/Dampf) auf.
Erosionskorrosion verursacht nach dem Wegspülen der Schutzschichten Abtragungen, die meist von einem Angriffspunkt ausgehen. Der Materialabtrag tritt im allgemeinen in Form von glatten, teilweise metallisch glänzenden Auswaschungen auf. Die abgetragene Oberfläche zeigt muldenartige, wellige oder schulterartige Strukturen.
Die Abtragung der Schutzschicht erfolgt bevorzugt über Strömungsturbulenzen, so dass Störstellen wie z.B. Kanten, Erhebungen, Vertiefungen oder Umlenkungen besonders gefährdet sind.
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Einflussgrößen
Die fehlende Sättigung der wandnahen Flüssigkeitsschicht mit oxidschichtbildenden Korrosionsprodukten ist die Ursache der Entstehung von Erosionskorrosion. Dies geschieht infolge eines schnellen Stoffaustausches der Grenzschicht mit der Kernströmung.
Erosionskorrosion tritt demzufolge nur dann auf, wenn Passivschichten auf der Metalloberfläche entfernt werden oder wenn keine Passivität gegenüber Korrosion (z.B. durch Chromanteile im Stahl) vorhanden ist.
Wenn die Abtragegeschwindigkeit des Mediums höher ist als die Geschwindigkeit der Neubildung einer Schutzschicht durch chemische Reaktion, spricht man von Erosionskorrosion.
Einflüsse auf die Erosion
- mechanische Werkstoffeigenschaften
- Strömungsbedingungen (Geschwindigkeit, Geometrie)
Einflüsse auf die Korrosion und Schutzschichtbildung
- Mediumseigenschaften
- elektrochemische Werkstoffeigenschaften
Parameter
Aufgrund zahlreicher Laboruntersuchungen ist bekannt, welche Parameter einen Einfluss auf die Entstehung von Erosion bzw. Erosionskorrosion haben:
1) Werkstoff
2) pH-Wert des Mediums
3) Strömungsgeschwindigkeit des Mediums
4) Temperatur des Mediums
5) Sauerstoffgehalt des Mediums
6) Geometrische Bedingungen
Vorkommen
Ausgehend von Überlegungen, dass Erosionskorrosion nur in der flüssigen Phase vorkommt, kann dies auch auf zweiphasige Strömungen (Wasser/Wasserdampf) bezogen werden, wenn man davon ausgeht, dass ein zusammenhängender Flüssigkeitsfilm auf der Wandoberfläche vorhanden ist und für den Erosionsvorgang als maßgebende Strömungsgeschwindigkeit die Wassergeschwindigkeit im wandnahen Film herangezogen wird.
