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Lexikon der Chemie: chemische Metallkorrosion

chemische Metallkorrosion, die Korrosion von Metallen in einem schlechtleitenden oder nichtleitenden Korrosionsmedium (z. B. trockene heiße Gase, nicht leitende Flüssigkeiten), bei der die Oxidation und Reduktion in einem Vorgang erfolgt. Es ist aber auch üblich, die Korrosion durch flüssige Metalle als c. M. zu betrachten.

Die chem. Korrosion von Metallen bei höherer Temperatur wird als Hochtemperaturkorrosion bezeichnet. Korrodierend wirkende Gase sind z. B. Sauerstoff, Schwefel, Halogene, Schwefelwasserstoff und Wasserdampf. Die sich auf der Metalloberfläche bildenden Reaktionsprodukte (Zunder) sind vielfach fest, weitgehend porenfrei und somit gasundurchlässig. Je nach dem Korrosionsmedium handelt es sich bei den Reaktionsprodukten um Oxide, Sulfide, Nitride und Chloride. Wenn die Reaktion trotz der sich bildenden Zunderschicht weiter abläuft, so liegt das daran, daß mindestens ein Reaktionsteilnehmer durch das Kristallgitter des Zunders diffundiert. Bei einer Oxidation von reinen Metallen ist in den Fällen, in denen das Element nur in einer Wertigkeitsstufe auftritt, der Zunder einheitlich aufgebaut. Treten Elemente in mehreren Wertigkeitsstufen auf, so ist die Zunderschicht aus mehreren Einzelschichten aufgebaut, z. B. FeO/ Fe3O4/Fe2O3. Bei der Umsetzung mit H2O, NH3 und H2S entsteht neben den Oxiden, Nitriden und Sulfiden Wasserstoff, der noch Nebenwirkungen hervorrufen kann. Die Korrosion der Stähle unter Wasserdampfzersetzung tritt in Dampferzeugeranlagen auf, während die Umsetzung mit Schwefelwasserstoff vorwiegend bei der Verarbeitung schwefelhaltiger Erdöle in Hydrieranlagen vorkommt. Bei der Hochtemperaturkorrosion können auch unter den Reaktionsbedingungen gasförmige Reaktionsprodukte auftreten, z. B. bei der Reaktion von unlegierten Stählen mit Kohlenmonoxid unter hohem Druck zu Eisenpentacarbonyl. In Hochdrucksyntheseanlagen (Ammoniak- und Methanolsynthese sowie Erdölhydrierung) setzt der Wasserstoff den im Stahl enthaltenen Zementit zu Methan um (Druckwasserstoffangriff, Wasserstoffversprödung). Bei Einwirkung von heißen flüssigen Metallen auf Metalle kommt es durch Legierungsbildung ebenfalls zur Korrosion. So erfahren Konstruktionswerkstoffe in natriumgekühlten Brutreaktoren eine gleichmäßig abtragende Korrosion. Austenitische Cr-Ni-Stähle unterliegen durch flüssiges Kupfer, Zink, Blei oder Aluminium einem interkristallinen Angriff (Flüssigmetallversprödung, Lötbrüchigkeit). Daß es auch mit elektrisch nicht leitenden Flüssigkeiten zur Korrosion kommen kann, zeigt die selektive Korrosion der unlegierten Stähle durch Eisenpentacarbonyl und die explosionsartige Reaktion von Aluminium mit Phenol oberhalb 60 °C.

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