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Schiffe unterliegen der Korrosion und benötigen einen Korrosionsschutz. Die Klassifizierungsgesellschaften kontrollieren die Wirkung des Korrosionsschutzes regelmäßig, zum Teil visuell durch Insichtnahme gefährdeter Stellen (z. B. Schweißnähte), oder aber durch Messung der Schichtdicken der Außenhaut mit Ultraschall. Die Folge kann sein, daß Schweißnähte nachgelegt werden müssen, oder daß Teile der Außenhaut gedoppelt oder ausgewechselt werden müssen. Beides Arbeiten, die hauptsächlich im Dock ausgeführt werden müssen.
Der Korrosionsvorgang gliedert sich in einen anodischen und kathodischen Teilschritt. Das Eisen des Stahls versucht, in ein niedrigeres Energieniveau zu gelangen. Elementares Eisen oxidiert zum positiv geladenen Anion; Fe→Fe++ + 2e− (Anodischer Teilschritt der Korrosion). Die freiwerdenden Elektronen wandern im elektrisch gut leitenden Stahl und werden bei Anwesenheit von Luft und Wasser unter Sauerstoffreduktion verbraucht. O + 2H O + 4e− →4OH − 2 2 (Kathodischer Teilschritt). Ein Korrosionsschutz besteht, wenn einer oder beide Teilschritte unterbunden werden können. Man spricht von einem passiven Korrosionsschutz, wenn durch geeignete Beschichtung der Kontakt zwischen Elektrolyt und Eisenoberfläche verhindert wird. Im modernen Schiffbau besteht diese Beschichtung aus einer Werkstattgrundbeschichtung, dem sogenannten Shoprimer, und aus einer zweiten Schicht, meist einem Zweikomponenten-Epoxidharz. Der Shoprimer wird während der Herstellung der Schiffsbauplatten auf diese aufgebracht. Die Hauptfunktion ist der Schutz des Stahles vor Korrosion und Verunreinigung während der Bauphase.
Damit ein großflächiges abrasives Strahlen nach dem Bau des Schiffes entfallen kann, muß die Beschichtung rauher mechanischer Handhabung des Stahles, einschließlich Biegen, standhalten. Auch muß sie mit fortgeschrittenen Schweiß- und Schneidverfahren vollständig verträglich sein und dab keine schädlichen oder giftigen Rauchgase abgeben, außerdem hochbeständig gegen Wasser und verträglich mit Kathodenschutzsystemen, d. h. beständig gegen alkalische Bedingungen. Ferner muß sie als Grundbeschichtung für weitere Beschichtungen geeignet und von den Klassifizierungsgesellschaften zugelassen sein. Die Trockenschichtdicke dieser Werkstattgrundbeschichtungen liegt meist zwischen 15-25 μm.Aufgebaut werden diese Grundbeschichtungen häufig aus nicht verseifbaren Bindemitteln, wie z. B. Zweikomponenten- Epoxidharzstoffen, die oft mit Eisenoxid und aktiven korrosionshemmenden Pigmenten, wie z. B. Zink, pigmentiert werden. Zur Erreichung hoher Schutzleistung gegenüber Korrosion werden üblicherweise zwei Schichten chemisch härtenden Zweikomponenten-Epoxidharzes oder Kohleteer-Epoxidharzes aufgebracht. Diese Beschichtungen besitzen mittlerweile eine gute Oberflächentoleranz und haben im allgemeinen lange Überbeschichtungszeiten nebst einer guten Überbeschichtbarkeit. Die Gesamttrockenschichtdicke liegt zwischen 250 – 400 μm. Die so erzielte Korrosionsschutzeigenschaft des Beschichtungssystems wird durch einen Sperrschichtschutz erzielt, daß bedeutet, daß die Wasserdampfdurchlässigkeit niedrig sein sollte. Alternativ oder zusätzlich zur Beschichtung kann ein aktiver Korrosionsschutz aufgebaut werden. Durch Zufuhr von Gleichstrom wird im Eisen ein Elektronenüberschuß erzeugt und aufrecht erhalten.
Für den anodischen Teilschritt kommt die Eisenauflösung zu einem Stillstand, wenn die Schiffsaußenhaut derart mit Elektronen angereichert und negativ aufgeladen ist, so daß weitere Eisenatome ihre Elektronen nicht mehr abgeben können, und daher die Atome im Metallverbund bleiben. Die Elektronen, die durch den kathodischen Teilschritt vom Sauerstoff aufgebraucht werden, müssen entsprechend nachgeliefert werden. Die erforderlichen Elektronen können durch Fremdstromsysteme der Kathode (Schiffsaußenhaut) zugeführt werden. Die Anode wird an der Schiffsaußenhaut aufgebracht und befindet sich im Kontakt zum Seewasser. Im Potentialbereich von –780 mV (SCE) bis –1080 mV (SCE) bezogen auf die gesättigte Kalomelelektrode (SCE), entsprechend -530 mV (H) bis 830 mV (H) für die Wasserstoffelektrode, besteht optimaler Korrosionsschutz. Eine Verschiebung der Potentiale in positiver Richtung erhöht die Korrosionsgeschwindigkeit, bzw. das Metall löst sich elektrolytisch auf, während eine Verschiebung der Potentiale zu negativerer Richtung jenseits von –1100 mV (SCE) zu Beschichtungsschäden führen kann. Für Meerwasser werden Stromdichten von ca. 100-200 mA/m² benötigt.
Eine andere Möglichkeit des aktiven Korrosionsschutzes ist die Verwendung von Opferanoden (meist Zink), die unedler sind als das Metall und damit aufgrund der höheren Korrosionstriebkraft als Anode wirken. Sie lösen sich unter Elektronenlieferung auf. Die Wirkung ist meist örtlich begrenzt. Vorwiegend werden sie zum Schutz von Propeller und Welle eingesetzt, da diese unbeschichtet sind.
Admin
Der Korrosionsvorgang gliedert sich in einen anodischen und kathodischen Teilschritt. Das Eisen des Stahls versucht, in ein niedrigeres Energieniveau zu gelangen. Elementares Eisen oxidiert zum positiv geladenen Anion; Fe→Fe++ + 2e− (Anodischer Teilschritt der Korrosion). Die freiwerdenden Elektronen wandern im elektrisch gut leitenden Stahl und werden bei Anwesenheit von Luft und Wasser unter Sauerstoffreduktion verbraucht. O + 2H O + 4e− →4OH − 2 2 (Kathodischer Teilschritt). Ein Korrosionsschutz besteht, wenn einer oder beide Teilschritte unterbunden werden können. Man spricht von einem passiven Korrosionsschutz, wenn durch geeignete Beschichtung der Kontakt zwischen Elektrolyt und Eisenoberfläche verhindert wird. Im modernen Schiffbau besteht diese Beschichtung aus einer Werkstattgrundbeschichtung, dem sogenannten Shoprimer, und aus einer zweiten Schicht, meist einem Zweikomponenten-Epoxidharz. Der Shoprimer wird während der Herstellung der Schiffsbauplatten auf diese aufgebracht. Die Hauptfunktion ist der Schutz des Stahles vor Korrosion und Verunreinigung während der Bauphase.
Damit ein großflächiges abrasives Strahlen nach dem Bau des Schiffes entfallen kann, muß die Beschichtung rauher mechanischer Handhabung des Stahles, einschließlich Biegen, standhalten. Auch muß sie mit fortgeschrittenen Schweiß- und Schneidverfahren vollständig verträglich sein und dab keine schädlichen oder giftigen Rauchgase abgeben, außerdem hochbeständig gegen Wasser und verträglich mit Kathodenschutzsystemen, d. h. beständig gegen alkalische Bedingungen. Ferner muß sie als Grundbeschichtung für weitere Beschichtungen geeignet und von den Klassifizierungsgesellschaften zugelassen sein. Die Trockenschichtdicke dieser Werkstattgrundbeschichtungen liegt meist zwischen 15-25 μm.Aufgebaut werden diese Grundbeschichtungen häufig aus nicht verseifbaren Bindemitteln, wie z. B. Zweikomponenten- Epoxidharzstoffen, die oft mit Eisenoxid und aktiven korrosionshemmenden Pigmenten, wie z. B. Zink, pigmentiert werden. Zur Erreichung hoher Schutzleistung gegenüber Korrosion werden üblicherweise zwei Schichten chemisch härtenden Zweikomponenten-Epoxidharzes oder Kohleteer-Epoxidharzes aufgebracht. Diese Beschichtungen besitzen mittlerweile eine gute Oberflächentoleranz und haben im allgemeinen lange Überbeschichtungszeiten nebst einer guten Überbeschichtbarkeit. Die Gesamttrockenschichtdicke liegt zwischen 250 – 400 μm. Die so erzielte Korrosionsschutzeigenschaft des Beschichtungssystems wird durch einen Sperrschichtschutz erzielt, daß bedeutet, daß die Wasserdampfdurchlässigkeit niedrig sein sollte. Alternativ oder zusätzlich zur Beschichtung kann ein aktiver Korrosionsschutz aufgebaut werden. Durch Zufuhr von Gleichstrom wird im Eisen ein Elektronenüberschuß erzeugt und aufrecht erhalten.
Für den anodischen Teilschritt kommt die Eisenauflösung zu einem Stillstand, wenn die Schiffsaußenhaut derart mit Elektronen angereichert und negativ aufgeladen ist, so daß weitere Eisenatome ihre Elektronen nicht mehr abgeben können, und daher die Atome im Metallverbund bleiben. Die Elektronen, die durch den kathodischen Teilschritt vom Sauerstoff aufgebraucht werden, müssen entsprechend nachgeliefert werden. Die erforderlichen Elektronen können durch Fremdstromsysteme der Kathode (Schiffsaußenhaut) zugeführt werden. Die Anode wird an der Schiffsaußenhaut aufgebracht und befindet sich im Kontakt zum Seewasser. Im Potentialbereich von –780 mV (SCE) bis –1080 mV (SCE) bezogen auf die gesättigte Kalomelelektrode (SCE), entsprechend -530 mV (H) bis 830 mV (H) für die Wasserstoffelektrode, besteht optimaler Korrosionsschutz. Eine Verschiebung der Potentiale in positiver Richtung erhöht die Korrosionsgeschwindigkeit, bzw. das Metall löst sich elektrolytisch auf, während eine Verschiebung der Potentiale zu negativerer Richtung jenseits von –1100 mV (SCE) zu Beschichtungsschäden führen kann. Für Meerwasser werden Stromdichten von ca. 100-200 mA/m² benötigt.
Eine andere Möglichkeit des aktiven Korrosionsschutzes ist die Verwendung von Opferanoden (meist Zink), die unedler sind als das Metall und damit aufgrund der höheren Korrosionstriebkraft als Anode wirken. Sie lösen sich unter Elektronenlieferung auf. Die Wirkung ist meist örtlich begrenzt. Vorwiegend werden sie zum Schutz von Propeller und Welle eingesetzt, da diese unbeschichtet sind.
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