Eines der Korrosionsprobleme, das die Hersteller von Behältern und Konservenherstellern am meisten beschäftigt, ist das Auftreten einer Art von Korrosion, die auf den Behältern und Deckeln in Form von Fäden auftritt, die keiner bestimmten Form folgen, sondern in der Regel eine bestimmte Richtung haben, die der Walzrichtung des Metalls folgt. Es handelt sich um eine differentielle Spaltkorrosion, die bei dünnen organisch beschichteten Metallen auftritt. Sie wird als Faden- oder Wurmkorrosion bezeichnet und tritt bei Stahl- und Aluminiumbehältern auf, die über einen längeren Zeitraum (mehrere Monate) gelagert werden, unabhängig davon, ob sie verarbeitet oder unbehandelt sind.
Filiformkorrosion am Verschluss eines verarbeiteten Behälters nach längerer Lagerung. | Filiformkorrosion unter dem Lack auf dem Flansch eines gelagerten, unbearbeiteten Behälters |
Filiformkorrosion beginnt in der Regel in Kratzern oder anderen Defekten in der Beschichtung und breitet sich seitlich als schmale, 0,05 bis 3 mm breite Fäden unter der Beschichtung aus. Das Eindringen in das Metallsubstrat ist im Allgemeinen gering, nur oberflächlich.
Die Fäden bestehen aus einem aktiven Korrosionskopf, gefolgt von einem inaktiven Schwanz, der mit Korrosionsprodukten gefüllt ist. Bei Stahl ist der Kopf des Fadens in der Regel blaugrün oder grau und das Ende rostrot, was darauf hindeutet, dass der Kopf entlüftet ist, während das Ende belüftet ist.
Der Sauerstoff wird durch aktive Korrosion im Kopf verbraucht und geht mit Hydrolyse und Versauerung bei pH 1 bis 4 einher. Die Filiformkorrosion wird durch atmosphärische Bestandteile wie lösliche Chloride, Sulfate, Sulfide oder Kohlendioxid begünstigt, die die Versauerung bei unterschiedlicher Belüftung fördern. Die Ausfällung von rotem Fe(OH)3-Oxid erfolgt, wenn Fe+2 aus dem Kopf mit den luftigen Bedingungen am Ende des Fadens in Kontakt kommt. Essentielles Wasser und Sauerstoff wandern durch Porosität oder Mikrorisse in der Beschichtung des Fadenendes zum korrosiven Fadenkopf. Fe(OH)3 zerfällt im Verlauf des Fadens in Fe2O3- H2O. Der Prozess ist in der folgenden Abbildung schematisch dargestellt:(entnommen aus Jones, D.A. Principles and Prevention of Corrosion):
Im Profil betrachtet, sieht der Kopf des Korrosionsfadens wie folgt aus: (entnommen aus OTERO HUERTA, E. Corrosion and degradation of materials)
Durch die Abdichtung des Schwanzes gegen Wasser- und Sauerstofftransport wird ein Filament deaktiviert. Ein sich ausbreitender Faden kann den Weg des anderen nicht kreuzen, vermutlich weil der Schwanz des ersten eine Sauerstoffquelle darstellt, die die Ausbreitung der Fadenzelle unterbricht. Die Permeabilität der Beschichtung und ihre Zusammensetzung haben nur einen geringen oder gar keinen Einfluss auf den Beginn und die Wachstumsmerkmale der Fadenkorrosion. Das Wachstum der wachsenden Fäden wird durch die Art oder Dicke der Beschichtung nicht beeinträchtigt.
Der einzige sichere Weg, Fadenkorrosion an Stahl, Aluminium oder Magnesium zu vermeiden, besteht darin, die relative Luftfeuchtigkeit nominell unter 60 % zu senken und damit die Fadenzelle auszutrocknen.
Verbesserte Beschichtungsqualität, Mehrfachbeschichtungen und die Inhibierung von Beschichtungen und Grundierungen können Filiformkorrosion in Betriebsanlagen, in denen die Atmosphäre nicht kontrolliert werden kann, verzögern, aber nicht vollständig verhindern. Korrosionsbeständige Substrate aus Edelstahl, Titan oder Kupfer weisen keine Fadenkorrosion auf.
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