Rostet legierter Stahl im Wasser?
Es kommt darauf an, welche Legierung. Das Wort „Legierung“ bedeutet einfach ein Metall, das aus zwei oder mehr Elementen besteht. Es umfasst daher Kohlenstoffstahl, niedriglegierten Stahl, Edelstahl und Kupferlegierungen gleichermaßen, und ihr Verhalten in Wasser ist sehr unterschiedlich. Kohlenstoffstahl und niedriglegierter Stahl wie Q235B oder A106 Grade B, die für geschweißte Rohre verwendet werden, bestehen größtenteils aus Eisen und rosten in Wasser, da Eisen mit gelöstem Sauerstoff unter Bildung von hydratisiertem Eisenoxid reagiert. Edelstahl enthält mindestens etwa 10,5 % Chrom und bildet einen dünnen passiven Chromoxidfilm, der Rost widersteht, solange der Film intakt bleibt. Ausschlaggebend sind der Legierungsgehalt des Stahls und die Aggressivität des Wassers, nicht das Wort „Legierung“ auf dem Etikett.
Warum einige Legierungen wasserbeständig sind und andere nicht
Korrosion in Wasser ist ein elektrochemischer Prozess. Die Stahloberfläche setzt an anodischen Stellen Eisenionen frei, an kathodischen Stellen verbraucht Sauerstoff Elektronen und das entstehende Oxid ist Rost. Alles, was eine der beiden Reaktionen verlangsamt, verlangsamt die Korrosion.
Chrom: Ab etwa 10,5 % in fester Lösung bildet es einen passiven Film und die Korrosionsrate sinkt stark. Dies ist die Basis jedes Edelstahls.
Molybdän: Verbessert die Beständigkeit gegen Lochfraß in chloridhaltigem Wasser, weshalb 316L in chloriertem oder Brackwasser besser als 304 ist.
Nickel: stabilisiert die austenitische Struktur und verbessert die Zähigkeit und allgemeine Korrosionsbeständigkeit.
Zink- oder Aluminiumbeschichtungen: wirken als Barriere und Opferanode, sodass der Stahl auch dort geschützt ist, wo die Beschichtung zerkratzt ist.
Kohlenstoff: erhöht die Festigkeit und Härte, bringt jedoch keine Korrosionsvorteile, und ein höherer Kohlenstoffgehalt verringert die Schweißbarkeit und Zähigkeit.
Rohrmaterialien in der Wasserversorgung
| Material | Typischer Standard | Verhalten im Wasser |
|---|---|---|
| Kohlenstoffstahl wie Q235B, A106 Grade B und A53 | GB/T 3091, ASTM A106, ASTM A53 | Rost im Wasser; erfordert eine Verzinkung, Beschichtung oder einen kathodischen Schutz |
| Niedriglegierter Stahl wie 16Mo3 und 13CrMo4-5 | EN 10216-2 | Korrosionsbeständigkeit ähnlich wie Kohlenstoffstahl; Die Legierung dient der Hochtemperaturfestigkeit, nicht der Wasserfestigkeit |
| Verzinkter Kohlenstoffstahl | GB/T 13912, ASTM A153 | Guter Schutz über Jahre hinweg, aber das Zink wird mit der Zeit verbraucht, in weichem oder saurem Wasser schneller |
| Austenitische Edelstahltypen 304 und 316 | ASTM A312, EN 10216-5 Sorten 1.4301 und 1.4404 | Beständig in Süßwasser; Bei Chloriden besteht die Gefahr von Lochfraß, daher wird in chloriertem oder Brackwasser der molybdänhaltige Typ bevorzugt |
| Duplex-Edelstahl | ASTM A790 | Hohe Beständigkeit gegen Chlorid-Lochfraß und Spannungsrisskorrosion in aggressivem Wasser |
| Kupferlegierung | ASTM B88, ASTM B111 | Beständig gegen Süßwasser, kann jedoch in bestimmten Gewässern zu Lochfraß führen und ist teurer |
Wasserchemie, Temperatur und Durchfluss
Derselbe Stahl kann in einem Gewässer jahrzehntelang halten und in einem anderen innerhalb von Monaten versagen. Der Chloridgehalt fördert die Lochfraßbildung bei Edelstahl. Gelöster Sauerstoff fördert die Korrosion von Kohlenstoffstahl, daher ist entlüftetes Wasser weitaus weniger aggressiv als kohlensäurehaltiges Wasser. Die Temperatur erhöht die meisten Reaktionsgeschwindigkeiten und verringert die Sauerstofflöslichkeit, weshalb Heißwasserkreisläufe oft aggressiver sind als Kaltwasserkreisläufe. Ein niedriger pH-Wert und gelöstes Kohlendioxid greifen verzinkte Beschichtungen an und verbrauchen das Zink. Stagnationsbedingungen begünstigen Spaltkorrosion und den Angriff unter Ablagerungen, während hohe Strömungsgeschwindigkeiten Erosionskorrosion verursachen, insbesondere bei Kupferlegierungen und beschichteten Rohren. Sehr niedrige Geschwindigkeiten sind ebenfalls schädlich, da sich dadurch Ablagerungen in der Wand bilden können.
Auswahl- und Schutzleitfaden
Für normales kommunales Kalt- und Warmwasser wird verzinkter oder beschichteter Kohlenstoffstahl, Kupfer oder ein zugelassenes Kunststoffsystem verwendet, und die Wahl richtet sich nach den örtlichen Wasserqualitäts- und Sanitärvorschriften.
Für industrielle Kühlwasser- und Löschwasserleitungen sind beschichtete Kohlenstoffstahlrohre mit geschützten Verbindungen normalerweise die wirtschaftliche Lösung.
Für entmineralisiertes und hochreines Wasser wird Edelstahl oder Duplex-Edelstahl bevorzugt, da sehr weiches, reines Wasser überraschend aggressiv auf Kohlenstoffstahl reagieren kann.
Für jedes System, das nass und unlackiert bleibt, wählen Sie das Material nach Chloridgehalt, Temperatur und Sauerstoffgehalt und nicht nach dem Wort „Legierung“ aus.
Schnittenden, Gewinde und Schweißnähte stets schützen, denn hier beginnt die Korrosion.
FAQ
F: Rostet legierter Stahl im Wasser?
Ja. Niedriglegierte Stähle wie 16Mo3 oder 13CrMo4-5 werden für Hochtemperaturfestigkeit legiert, nicht für Wasserbeständigkeit, und sie rosten im Wasser ähnlich wie Kohlenstoffstahl. Nur Legierungen mit ausreichend Chrom, wie zum Beispiel Edelstahl, widerstehen Rost im Wasser.
F: Warum rostet Edelstahl nicht im Wasser?
Edelstahl enthält mindestens etwa 10,5 % Chrom, das auf der Oberfläche einen passiven Chromoxidfilm bildet. Der Film bildet sich neu, wenn er zerkratzt wird, sodass der Stahl blank bleibt, solange der Film nicht durch Chloride oder Oberflächenverunreinigungen zerstört wird.
F: Ist ein Edelstahlrohr im Wasser immer die beste Wahl?
Nein. Austenitische Sorten können in chloriertem oder Brackwasser zu Lochfraß führen, und unter aggressiven Bedingungen ist Duplex- oder höherlegierter Edelstahl erforderlich. Beschichteter Kohlenstoffstahl ist bei aufbereitetem Wasser oft die wirtschaftlichere Wahl.
F: Können verzinkte Rohre im Wasser rosten?
Ja, aber langsamer. Der Zinküberzug opfert sich zum Schutz des Stahls und wird nach und nach verbraucht. In weichem, saurem oder stark chloridhaltigem Wasser wird es schneller verbraucht und das Rohr beginnt zu rosten, sobald die Beschichtung entfernt ist.
F: Welches Metall eignet sich am besten für Trinkwasserleitungen?
Die Wahl hängt von der örtlichen Wasserqualität und den Sanitärvorschriften ab. Zu den gängigen Lösungen gehören verzinkter Stahl, Edelstahl, Kupfer und zugelassene Kunststoffe. Wichtig ist, dass das Material für den Trinkwassergebrauch zugelassen ist und dass Verbindungen und Schnittenden geschützt sind.
F: Macht mehr Kohlenstoff Stahl korrosionsbeständiger?
Nein. Kohlenstoff erhöht die Festigkeit und Härte, bietet jedoch keinen Korrosionsschutz. Die Korrosionsbeständigkeit von Stahl entsteht durch Chrom und andere Legierungselemente oder durch eine Beschichtung wie Zink.
