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Lebensdauer und Leistung von Bauteilen werden in jeder Arbeitsumgebung durch Phänomene beeinflusst, denen sie ausgesetzt sind, wie Korrosion, Verschleiß, Ermüdung, thermische Effekte usw. Eine optimale Lösung erfordert ein tiefes Verständnis des Einsatzzwecks und der Umgebung, denen das Bauteil ausgesetzt werden soll.

Ob an der Oberfläche oder darüber hinaus, Oerlikon Metco bietet wirtschaftliche Lösungen zur Verbesserung der Lebensdauer, Leistung und Zuverlässigkeit von Bauteilen.Die hier vorgestellten funktionalen Lösungen sind beispielhaft für viele andere, bei denen die anwendungsspezifische Methodik von Oerlikon Metco die Designherausforderungen unserer Kunden erfolgreich gelöst hat.

Die schädlichen Auswirkungen von Korrosion kosten Unternehmen und Industrie jedes Jahr etwa 2,5 Billionen US-Dollar (impact.nace.org, 2016). Korrosion ist ein elektrochemischer Prozess, der zwischen einem Metall und seiner Umgebung abläuft. Bei dieser chemischen Reaktion entstehen Oxide und andere unerwünschte Verbindungen. Der Korrosionsprozess besteht aus drei Komponenten: Anode: das Metall, das den Auswirkungen der Korrosion durch Oxidation ausgesetzt ist<br> Elektrolyt: wirkt als korrosives Medium, das die für den Korrosionsablauf wichtigen Ionen transportiert<br> Kathode: vervollständigt die elektrische Zelle durch Reduktion Korrosion kommt in vielen verschiedenen Formen vor und lässt sich gelegentlich nur schwer in den Griff kriegen. Bei vielen Anwendungen ist die Umgebung selbst die Ursache für die Korrosion. Bei anderen Anwendungen kann die Ursache im Prozess oder dem Transport von korrosiven Medien liegen. Häufig werden die Auswirkungen der Korrosion noch durch extreme Hitze verstärkt. In Verbindung mit Verschleißmechanismen können komplexe tribochemische Effekte auftreten, deren Bekämpfung noch problematischer sein kann. Oerlikon Metco bietet seit über 85 Jahren erfolgreiche Lösungen für den Korrosionsschutz. Durch den Einsatz von Verfahren wie das thermische Spritzen, PTA, Laser-Auftragschweißen und Aufschweissen von Panzerungen in Kombination mit einer großen Auswahl an Werkstoffen, ermöglichen wir der Industrie Möglichkeiten, um Korrosion einzudämmen oder zu verhindern. Das hat u.a. folgende Vorteile: Längere Standzeiten für Komponenten und Systeme Verbesserte Effizienz über die Lebensdauer von Komponenten und Systemen Geringere Kosten für den Ersatz Geringere Umweltbelastung durch die Reduzierung von Ausschuss Für Ingenieure und Konstrukteure kann eine Oberflächenlösung dazu führen, dass sie die Möglichkeit haben, ein Konstruktionsmaterial zu wählen, das gute Eigenschaften für das Bauteil oder System hat, wie z.B. Kosten, Bearbeitbarkeit, Festigkeit, Spannungs-/Dehnungsbeständigkeit, aber möglicherweise nicht korrosionsbeständig ist.

Allgemeine Korrosion

Allgemeine (oder gleichmäßige) Korrosion zeigt sich in Form von Materialien, die eine gleichmäßige Oxidschicht über große Oberflächenbereiche oder sogar die gesamte freiliegende Oberfläche bilden. Je nach Einsatzumgebung können einige Substrate eine stabile, gut haftende Oxidschicht oder einen passiven Film bilden. In diesen Situationen kann sich die Korrosion nur sehr allmählich ausbreiten. Auf anderen Substraten ist die Oxidschicht möglicherweise nicht stabil und wird ständig ersetzt, was zu einem schnelleren, problematischeren Volumenverlust führt. Dies kann auch dann der Fall sein, wenn die Oxidschicht unterbrochen ist, z. B. in Kombination mit Abrasion oder Erosion, auch wenn diese Verschleißmechanismen eher geringfügige Auswirkungen haben.

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Lochfraßkorrosion

Lochfraß zeigt sich durch Grübchenbildung auf der Oberfläche oder bei dünneren Teilen durch Löcher, die durch das Teil hindurchgehen können. Grübchen sind eine lokale Form der Korrosion, die gelegentlich schwer zu erkennen ist, weil sie ziemlich klein oder von korrosiven Nebenprodukten überdeckt sein kann. Bevor die Grübchen im Rahmen einer Sichtprüfung erkannt werden, ist das Teil oder die Struktur unter Umständen bereits irreparabel beschädigt. Grübchen können sich in den unterschiedlichsten Formen manifestieren, von breit und flach bis hin zu eng und tief. In einigen Fällen kann ein Grübchen nahe der Oberfläche extrem klein ausgeprägt sein, sich dann aber unter der Oberfläche ausdehnen.

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Spaltkorrosion

Spaltkorrosion kann auftreten, wenn zwischen zwei oder mehreren metallischen Komponenten ein enger Spalt verbleibt. Häufige Bereiche für diese Art von Korrosion sind die Flächen zwischen geschraubten oder genieteten Konstruktionen, die von Befestigungselementen und der Konstruktion gebildeten Flächen, unter Dichtungen, überlappende Flächen usw. Korrosion entsteht durch die Anhäufung aggressiver Ionen oder Sauerstoffmangel im Spalt. Dadurch entsteht ein Polaritätsunterschied zwischen der Oberfläche und dem Spalt, wodurch der Spalt gegenüber der Oberfläche anodisch wird. Diese Art der Korrosion kann extrem aggressiv sein und zum Ausfall mehrerer Komponenten im System führen.

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Galvanische Korrosion

Galvanische Korrosion (oder die Korrosion von zwei nicht ähnlichen Metallen) tritt auf, wenn sich zwei Metalle mit unterschiedlichem galvanischen Potential in unmittelbarer Nähe zueinander in einem Elektrolyten wie Wasser, Salzlösungen oder Säuren befinden. Die Komponente, die eher anodisch ist, korrodiert im Rahmen einer solchen galvanischen Kopplung schneller.

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Korrosion durch Erosion

Erosionskorrosion verbindet erosive Belastung mit Korrosion und erhöht dadurch die Verschleißrate. Die Bewegung des erosiven Mediums bringt korrosive Elemente an die Metalloberfläche, wo Mechanismen wie Lochfraß durch die fließende Bewegung verstärkt werden.

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Hohe Temperatur Korrosion

Bei erhöhten Temperaturen ist kein Elektrolyt erforderlich, um eine Korrosionsreaktion auszulösen. Vielmehr greifen die Ionen in heißen Gasen das Substrat direkt an. Bei der Hochtemperatur-Oxidation ist es der Sauerstoff, der durch Bildung einer oxidischen Zunderschicht die Oberfläche eines Bauteils angreift. Zu Beginn mag die Zunderbildung relativ stabil sein, aber mit der Zeit nimmt sie weiter zu. Spannungen bauen sich innerhalb des Zunders auf, die schließlich so stark werden, dass der Zunder abplatzt. Dieser Prozess wiederholt sich, bis er sich zum Defekt auswächst.

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CMAS- Angriff

CMAS (Kalzium-Magnesium-Aluminiumoxid-Silikat) sind Rückstände, die als Ergebnis vulkanischer Aktivität und anderer natürlicher und industrieller Prozesse in der Atmosphäre vorkommen. Man weiß, dass CMAS in Systemen, die von sehr hohen Temperaturen zu Umgebungstemperatur wechseln, Beschichtungen wie EBCs (Environmental Barrier Coatings) und TBCs (Thermal Barrier Coatings) (die beide im Heissbereichen moderner Gasturbinenmotoren eingesetzt werden) angreift, CMAS-Partikel werden im Motor angesaugt, wo sie in den heißen Bereichen schmelzen. Bei der Abkühlung erstarren sie und bilden Ablagerungen auf den Turbinenkomponenten. CMAS und die für EBC und TBC verwendeten Keramiken haben jedoch sehr unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten, was zu Rissen, Absplitterungen und Versagen der EBC- oder TBC-Beschichtung führt.

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