Korrosionsumgebung und Korrosionsbeständigkeit der Werkstoffe
Korrosionsratgeber – Teil 3
In den ersten beiden Teilen des Korrosionsratgebers haben wir uns mit den unterschiedlichen Korrosionsarten befasst und zudem verschiedene Möglichkeiten zur Verringerung von Korrosionsschäden näher betrachtet.
In diesem Teil schauen wir uns die Beurteilung der Korrosionsumgebung an und erläutern die Korrosivitätskategorien und Korrosionsbeständigkeitsklassen.
Zudem ist es besonders wichtig, die Korrosionsbeständigkeit der verschiedenen Werkstoffe zu berücksichtigen. Erst wenn diese bekannt sind, kann die passende Befestigungslösung gewählt werden.
Hier kommen die sogenannten Korrosivitätskategorien und Korrosionsbeständigkeitsklassen ins Spiel.
Eine der wichtigsten Normen zur Beurteilung der Umweltbedingungen unter korrosiven Aspekten ist die DIN EN ISO 12944-2. In der Norm werden die Umweltbedingungen in sechs verschiedene Korrosivitätskategorien unterteilt. Diese unterscheiden zwischen niedrigen Anforderungen im Innenbereich bis hin zu sehr hohen Anforderungen im Außenbereich.
Eine Übersicht dieser Korrosionsklassen, sowie Beispiele der Umgebungen sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt.
In diesem Teil schauen wir uns die Beurteilung der Korrosionsumgebung an und erläutern die Korrosivitätskategorien und Korrosionsbeständigkeitsklassen.
Anforderungen an den Korrosionsschutz hinsichtlich der Umgebung und des Werkstoffs
Um die jeweiligen Anforderungen an den Korrosionsschutz bei einem Bauvorhaben zu erfüllen, muss im Vorfeld geprüft werden, welche Korrosionsbelastung für ein Bauwerk oder ein einzelnes Bauteil zu erwarten ist. Denn die Korrosionsbelastung ist beispielsweise in Umgebungen mit Meerwasser oder chloridhaltigen Umgebungen von Schwimmbädern sehr viel höher als in anderen Bereichen.Zudem ist es besonders wichtig, die Korrosionsbeständigkeit der verschiedenen Werkstoffe zu berücksichtigen. Erst wenn diese bekannt sind, kann die passende Befestigungslösung gewählt werden.
Hier kommen die sogenannten Korrosivitätskategorien und Korrosionsbeständigkeitsklassen ins Spiel.
Beurteilung der Umgebung – Korrosivitätskategorien (DIN EN ISO 12944-2)
Um zu beurteilen, welche Korrosionsbeanspruchung zu erwarten ist und anschließend die dafür geeigneten Werkstoffe auszuwählen, stehen uns verschiedene europäische und internationale Normen zur Verfügung.Eine der wichtigsten Normen zur Beurteilung der Umweltbedingungen unter korrosiven Aspekten ist die DIN EN ISO 12944-2. In der Norm werden die Umweltbedingungen in sechs verschiedene Korrosivitätskategorien unterteilt. Diese unterscheiden zwischen niedrigen Anforderungen im Innenbereich bis hin zu sehr hohen Anforderungen im Außenbereich.
Eine Übersicht dieser Korrosionsklassen, sowie Beispiele der Umgebungen sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt.
In den beiden Bewertungsdokumenten „European Assessment Documents“ (EAD) 330046-01-0602 und 330047-01-0602 wird der Einsatz von nichtrostenden Stählen für Korrosivitätskategorien ≥ C2 gefordert. Im industriellen Leichtbau bilden sie die Prüfgrundlage für alle am Markt befindlichen Europäisch Technischen Bewertungen.
Die Zuordnung eines Stahlbauteils zu einer Korrosivitätskategorie bestimmt also, welcher Art und wie stark die korrosionsrelevanten Einflüsse aus der Umgebung auf das Bauteil sind. Auf dieser Grundlage können wir den passenden Werkstoff auswählen bzw. Art und Maß der erforderlichen Korrosionsschutzmaßnahmen festlegen.
CRF = F1 + F2 + F3
F1: Risiko der Exposition gegenüber Chloriden
F2: Risiko der Exposition gegenüber Schwefeldioxid
F3: Reinigungskonzept und Exposition gegenüber Abwaschen der Konstruktion durch Regen
Je nach vorhandenen Bedingungen kann der CRF Werte zwischen 1 und < -20 annehmen. Dem ermittelten CRF wird anschließend eine Korrosionsbeständigkeitsklasse CRC zugeordnet.
Eine Auflistung der möglichen Korrosionsbeständigkeitsklassen und die Zuordnung zu den Korrosionsbeständigkeitsfaktoren finden Sie in der nachfolgenden Tabelle.
Die Zuordnung eines Stahlbauteils zu einer Korrosivitätskategorie bestimmt also, welcher Art und wie stark die korrosionsrelevanten Einflüsse aus der Umgebung auf das Bauteil sind. Auf dieser Grundlage können wir den passenden Werkstoff auswählen bzw. Art und Maß der erforderlichen Korrosionsschutzmaßnahmen festlegen.
Auswahl des Werkstoffs – Korrosionsbeständigkeitsklassen
Um Edelstähle hinsichtlich ihrer Korrosionsbeständigkeit leichter einzuordnen und die Werkstoffe passend auszuwählen, wurden fünf verschiedene Korrosionsbeständigkeitsklassen (CRC) für die Konstruktion von Stahlbauten definiert:
- CRC I: gering
- CRC II: mäßig
- CRC III: mittel
- CRC IV: stark
- CRC V: sehr stark
Die Berechnung der Beständigkeitsklassen
Um die jeweilige CRC-Korrosionsbeständigkeitsklasse zu bestimmen, muss zuerst ein Korrosionsbeständigkeitsfaktor (CRF) ermittelt werden. Der CRF ist abhängig von der Korrosivität der jeweiligen Umgebung und lässt sich nach folgender Formel berechnen:CRF = F1 + F2 + F3
F1: Risiko der Exposition gegenüber Chloriden
F2: Risiko der Exposition gegenüber Schwefeldioxid
F3: Reinigungskonzept und Exposition gegenüber Abwaschen der Konstruktion durch Regen
Je nach vorhandenen Bedingungen kann der CRF Werte zwischen 1 und < -20 annehmen. Dem ermittelten CRF wird anschließend eine Korrosionsbeständigkeitsklasse CRC zugeordnet.
Eine Auflistung der möglichen Korrosionsbeständigkeitsklassen und die Zuordnung zu den Korrosionsbeständigkeitsfaktoren finden Sie in der nachfolgenden Tabelle.
Aus dieser Zuordnung ergibt sich für den Innen- und Außenbereich je nach Umgebungsbedingungen eine unterschiedliche Auswahl der Werkstoffe. In der Abbildung ist eine schematische Werkstoffauswahl für unterschiedliche Umgebungsbedingungen dargestellt.
Die Korrosionsbeständigkeitsklassen werden also mit Hilfe eines Korrosionsbeständigkeitsfaktors ermittelt und geben die Beständigkeit von Bauteilen und Produkten gegen äußere Einflüsse und Umgebungsbedingungen an. Wenn wir anhand der Korrosivitätskategorie wissen, welche Umgebungsbedingungen im Hinblick auf die Korrosion vorliegen, können wir demnach den dafür geeigneten Werkstoff auswählen.
Gemäß DIN EN ISO 1993-1-4 muss für Verbindungsmittel, welche im bewitterten Außenbereich eingesetzt werden, beispielweise mindestens ein Werkstoff der Korrosionsbeständigkeitsklasse II (Edelstähle A2) verwendet werden.
In Abhängigkeit der nationalen Vorgaben können hierfür auch Schrauben mit Duplex-Beschichtungen wie beispielsweise EJOGUARD eingesetzt werden.
Gemäß DIN EN ISO 1993-1-4 muss für Verbindungsmittel, welche im bewitterten Außenbereich eingesetzt werden, beispielweise mindestens ein Werkstoff der Korrosionsbeständigkeitsklasse II (Edelstähle A2) verwendet werden.
In Abhängigkeit der nationalen Vorgaben können hierfür auch Schrauben mit Duplex-Beschichtungen wie beispielsweise EJOGUARD eingesetzt werden.
