Kurzantwort: Korrosion ist der Oberbegriff für jede elektrochemische Schädigung eines Metalls durch seine Umgebung; Rost ist eine bestimmte Form davon – die rotbraunen Eisenoxide, die sich auf Eisen und Stahl bilden, wenn diese Sauerstoff und Wasser ausgesetzt sind. Jeder Rost ist Korrosion, aber nicht jede Korrosion ist Rost. Der Unterschied ist wichtig, weil jede Korrosionsart ihren eigenen Ansatz für Korrosionsschutz und Oberflächenvorbereitung erfordert.
Rost und Korrosion werden oft synonym verwendet, sind aber nicht dasselbe. Dieser Artikel erklärt den Unterschied, die wichtigsten Korrosionsarten an Stahlbauten, die Rostgrade nach ISO 8501-1 zur Beschreibung von Stahl vor der Vorbereitung und was sie jeweils für die Oberflächenvorbereitung vor dem Beschichten bedeuten.
Was ist Korrosion?
Korrosion ist die chemische oder elektrochemische Reaktion zwischen einem Metall und seiner Umgebung, die die Eigenschaften des Metalls beeinträchtigt. Die Umgebung liefert das Oxidationsmittel – meist in Wasser gelösten Sauerstoff oder Wasser zusammen mit Luftsauerstoff. Das Metall wird an einer anodischen Stelle oxidiert (gibt Elektronen ab), während das Oxidationsmittel an einer kathodischen Stelle reduziert wird. In Gegenwart eines Elektrolyten – im Grunde jede Feuchtigkeit mit gelösten Ionen – läuft die Reaktion kontinuierlich ab.
Korrosion betrifft praktisch alle in der Industrie verwendeten Konstruktionsmetalle: Kohlenstoffstahl, Edelstahl, Aluminium, Kupfer, Zink und in bestimmten Umgebungen sogar Titan. Jedes korrodiert über Mechanismen, die von seiner Chemie und seiner Umgebung abhängen.
Was ist Rost?
Rost ist die allgemeine Bezeichnung für die rotbraunen Eisenoxidverbindungen, die entstehen, wenn Eisen oder Stahl in Gegenwart von Wasser mit Sauerstoff reagiert. Die Hauptbestandteile sind hydratisiertes Eisen(III)-oxid (Fe₂O₃·nH₂O) und Eisen(III)-oxidhydroxid (FeOOH). Rost unterscheidet sich chemisch vom Grundmetall: Er ist porös, spröde und schützt in der Regel kaum. Anders als die dichten, haftfesten Passivschichten, die Edelstahl und Aluminium schützen, stoppt Rost die weitere Korrosion nicht. Während er sich bildet und abplatzt, wird frischer Stahl weiterem Angriff ausgesetzt.
Wesentliche Merkmale von Rost:
- Nur Eisen und Legierungen auf Eisenbasis rosten; andere gängige Konstruktionsmetalle bilden andere Korrosionsprodukte
- Rost nimmt je nach gebildeten Oxiden ein Mehrfaches des Volumens des Eisens ein, das er ersetzt – deshalb führt korrodierende Bewehrung zu Rissen und Abplatzungen im umgebenden Beton
- Rost ist hygroskopisch: Er nimmt Feuchtigkeit auf, was die weitere Korrosion beschleunigt
- Rost in Lochfraßstellen und Spalten hält Chlorid- und Sulfatverunreinigungen zurück – eine Hauptursache für Beschichtungsversagen, wenn verrosteter Stahl vor der Neubeschichtung unvollständig vorbereitet wird
Welche Korrosionsarten betreffen Stahlbauten?
Rost ist die sichtbarste Form der Korrosion an Stahl, doch an industriellen Stahlbauten wirken mehrere unterschiedliche Mechanismen. Welche davon vorliegen, bestimmt die Schutzstrategie:
| Korrosionsart | Mechanismus | Typische Stellen | Bedeutung für die Oberflächenvorbereitung |
|---|---|---|---|
| Gleichmäßige (Flächen-)Korrosion | Gleichmäßiger elektrochemischer Angriff über die gesamte Oberfläche; klassisches Rosten von ungeschütztem Stahl | Unbeschichteter oder entschichteter Stahl in atmosphärischer Umgebung | Vorbereitung auf den im Beschichtungsdatenblatt angegebenen Grad; Prüfung auf lösliche Salze empfohlen |
| Lochfraßkorrosion | Örtlicher Angriff, oft durch Chloride ausgelöst; bildet tiefe Mulden, während die übrige Oberfläche relativ intakt bleibt | Marine- und Offshore-Bauwerke; chloridreiche Umgebungen | Das Innere von Lochfraßstellen ist mit jedem Verfahren schwer zu reinigen; ein zweistufiger Ansatz (Tercoo® für den Grobabtrag, dann der Bristle Blaster® für Reinheit und Profil) ist eine Möglichkeit; strenge Salzkontrolle |
| Galvanische Korrosion | Beschleunigte Korrosion des unedleren Metalls, wenn zwei unterschiedliche Metalle in einem Elektrolyten verbunden sind | Verbindungen Stahl–Edelstahl und Stahl–Kupfer; mit Stahl befestigtes Aluminium | Metalle isolieren; die Kathode oder beide Metalle beschichten, nie nur die Anode; Vorbereitung gemäß technischem Datenblatt der Beschichtung |
| Spaltkorrosion | Beschleunigter Angriff in abgeschlossenen Zwischenräumen (Überlappstöße, unter Dichtungen, an Befestigungselementen) | Konstruktive Verbindungen, Flanschverbindungen, überlappende Bleche | Spalten gründlich reinigen; spaltbildende Verbindungen vorlegen (Stripe Coat); konstruktive Änderungen zur Vermeidung von Spalten erwägen |
| Erosionskorrosion | Kombinierter mechanischer und elektrochemischer Angriff in strömenden Medien; die Schutzschicht wird ständig abgetragen | Rohrbögen, Pumpenlaufräder, Wärmetauscherrohre, Spritzwasserzonen | Abriebfeste Beschichtungssysteme, meist auf gestrahltem Stahl; Reinheit und Rauheitsprofil gemäß technischem Datenblatt |
| Spannungsrisskorrosion (SpRK) | Rissbildung durch das Zusammenwirken von Zugspannung und einem bestimmten korrosiven Medium (z. B. Chloride bei Edelstahl, H₂S bei hochfestem Stahl) | Anlagen im Sauergasbetrieb; Edelstahl in heißen chloridhaltigen Umgebungen | Beschichtungen schirmen das Medium ab; Vorbereitung und Grundierungsauswahl gemäß Spezifikation für den jeweiligen Einsatz |
| Mikrobiell beeinflusste Korrosion (MIC) | Bakterien (z. B. sulfatreduzierende oder säurebildende) erzeugen örtlich korrosive Mikroumgebungen | Rohrleitungsinnenseiten, Unterwasserzonen, Wasserinfrastruktur | Biofilm und Ablagerungen vor der Vorbereitung vollständig entfernen; strenge Kontrolle von Verunreinigungen |
Was sind die Rostgrade nach ISO 8501-1?
ISO 8501-1 definiert vier Rostgrade (A, B, C und D), die den Ausgangszustand von unbeschichtetem Stahl vor der Oberflächenvorbereitung beschreiben:
- Rostgrad A: Stahloberfläche weitgehend mit festhaftender Walzhaut bedeckt, kaum oder gar nicht verrostet. Walzhaut ist eine Oxidschicht, die beim Warmwalzen entsteht. Sie ist gegenüber dem darunterliegenden Stahl kathodisch – bleibt sie erhalten und wird die Beschichtung verletzt, korrodiert der freiliegende Stahl an der Schadstelle bevorzugt.
- Rostgrad B: Stahloberfläche, die zu rosten begonnen hat und von der die Walzhaut abzublättern beginnt.
- Rostgrad C: Stahloberfläche, von der die Walzhaut abgerostet ist oder sich abschaben lässt, mit leichten, bei normaler Sicht erkennbaren Rostnarben.
- Rostgrad D: Stahloberfläche, von der die Walzhaut abgerostet ist und die bei normaler Sicht allgemeine Rostnarben aufweist. Dies ist der anspruchsvollste Ausgangszustand.
Vorbereitungsgrade (Sa-Grade für das Strahlen, St 2 und St 3 für die Hand- und Maschinenentrostung) werden in Bezug auf diese Ausgangszustände beurteilt. Der geforderte Vorbereitungsgrad hängt vom Beschichtungssystem ab: Viele industrielle Hochleistungssysteme verlangen Sa 2½ (SSPC-SP 10), während oberflächentolerante Instandhaltungsbeschichtungen auch weniger zulassen können. Maßgeblich ist das Beschichtungsdatenblatt. Einen bestimmten Grad auf Stahl mit Rostgrad D und tiefen Rostnarben zu erreichen, erfordert deutlich mehr Aufwand und Zeit als auf Stahl mit Rostgrad B.
Was sagt der Rostgrad über die Oberflächenvorbereitung aus?
Der Rostgrad liefert praktische Hinweise, bevor eine Oberfläche für die Beschichtung oder Neubeschichtung vorbereitet wird:
- Stahl mit Rostgrad A: Für die meisten Hochleistungsbeschichtungssysteme muss die Walzhaut entfernt werden, da jede Unterbrechung der Walzhaut ein galvanisches Element bildet. Strahlen mit Strahlmittel ist der Standardweg. Hand- und Maschinenentrostung nach SSPC-SP 2 / SP 3 (St 2 / St 3) entfernt festhaftende Walzhaut nicht; schlagende Maschinenwerkzeuge, die nach SSPC-SP 11 arbeiten, etwa Bristle Blasting, schaffen das.
- Stahl mit Rostgrad B–C: verrostet, aber ohne starke Rostnarben. Strahlen auf Sa 2½ ist Standard; bei Instandhaltungsarbeiten erreicht der Bristle Blaster® in dokumentierten Tests auf Standardstahl eine Reinheit vergleichbar mit Sa 2½ / SSPC-SP 10 bei einem Rauheitsprofil von 65–85 µm Rz – abhängig von Stahlsorte, Rostgrad, Band und Arbeitstechnik.
- Stahl mit Rostgrad D: Tiefe Rostnarben sind vorhanden. Setzen Sie Strahlen oder einen zweistufigen mechanischen Ansatz ein (Grobabtrag der Korrosion, dann Endreinigung und Aufrauen), achten Sie besonders auf den Grund der Rostnarben und kontrollieren Sie lösliche Salze.
Das Wichtigste in Kürze
- Rost ist eine bestimmte Form der Korrosion: das Eisenoxidprodukt aus der Reaktion von Stahl mit Sauerstoff und Wasser. Korrosion ist der Oberbegriff für die elektrochemische Schädigung von Metallen und betrifft alle Konstruktionsmetalle.
- Stahlbauten sind von mehreren Korrosionsarten betroffen: gleichmäßiges Rosten, Lochfraß, galvanische Korrosion, Spaltkorrosion, Erosionskorrosion, Spannungsrisskorrosion und MIC. Jede hat andere Ursachen, Stellen und Folgen für die Vorbereitung.
- Die Rostgrade A–D nach ISO 8501-1 beschreiben den Ausgangszustand von Stahl – von festhaftender Walzhaut (A) bis zu allgemeinen Rostnarben (D). Der Rostgrad bestimmt den Aufwand, um einen bestimmten Reinheitsgrad zu erreichen.
- Viele industrielle Hochleistungsbeschichtungssysteme verlangen Sa 2½ (SSPC-SP 10); das tatsächliche Minimum legt das Beschichtungsdatenblatt fest.
- Narbiger Stahl hält Korrosionsprodukte und lösliche Salze zurück, die mit keinem einzelnen Verfahren leicht zu entfernen sind. Gründliche Vorbereitung und die Prüfung auf lösliche Salze sind vor dem Beschichten unerlässlich.
Verwandte Artikel
- Korrosionsschutz für Stahlbauten: ein Praxisleitfaden
- Lochfraßkorrosion: was sie ist und wie man ihr begegnet
- Kompletter Leitfaden zu den SSPC-Normen für die Oberflächenvorbereitung
- So halten Sie Stahl korrosionsfrei
Häufig gestellte Fragen
Ist Rost dasselbe wie Korrosion?
Nein. Korrosion ist der Oberbegriff für die Schädigung eines Metalls durch Reaktion mit seiner Umgebung und betrifft Stahl, Aluminium, Kupfer, Zink und andere Metalle. Rost ist das spezifische Korrosionsprodukt von Eisen und Stahl: hydratisierte Eisenoxide und Oxidhydroxide. Jeder Rost ist Korrosion, aber Korrosion von Aluminium oder Kupfer ist kein Rost.
Kann Edelstahl rosten?
Ja, unter ungünstigen Bedingungen. Edelstahl ist auf eine dünne passive Chromoxidschicht angewiesen. Chloride, Spalten, Verunreinigung mit Partikeln aus Kohlenstoffstahl oder Beschädigungen der Schicht können Lochfraß, Spaltkorrosion oder oberflächliche Rostverfärbungen verursachen. Deshalb sollten Edelstahloberflächen mit Werkzeugen aus Edelstahl vorbereitet werden, nicht mit Bürsten oder Bändern aus Kohlenstoffstahl.
Was sind die Rostgrade nach ISO 8501-1?
ISO 8501-1 beschreibt vier Ausgangszustände von unbeschichtetem Stahl: A, festhaftende Walzhaut mit wenig oder keinem Rost; B, beginnender Rost, Walzhaut beginnt abzublättern; C, Walzhaut abgerostet oder abschabbar, mit leichten Rostnarben; und D, Walzhaut abgerostet, allgemeine Rostnarben sichtbar. Die Vorbereitungsgrade werden dann in Bezug auf diese Ausgangszustände beurteilt.
Warum ist verrosteter, narbiger Stahl schwieriger für die Beschichtung vorzubereiten?
In Rostnarben sammeln sich Korrosionsprodukte und lösliche Salze wie Chloride und Sulfate. Verbleiben sie unter einer neuen Beschichtung, können sie osmotische Blasenbildung und erneute Korrosion verursachen. Narbiger Stahl erfordert daher eine gründlichere Vorbereitung, besondere Aufmerksamkeit für den Grund der Rostnarben und eine Prüfung auf lösliche Salze vor dem Beschichten – unabhängig vom eingesetzten Vorbereitungsverfahren.
Quellen
- Corrosion Alliance, Principles of corrosion. corrosionalliance.com
- Fitz Coatings, Blast it! ISO 8501-1 (Rostgrade A–D, Sa- und St-Grade) (2021). fitz-coatings.com
- TWI, What is galvanic corrosion and how can it be avoided? twi-global.com
- SSPC, SSPC-SP 3, Power Tool Cleaning. Kopie der Norm
- KTA-Tator, Industry Standards for Surface Preparation. kta.com
