Korrosionsschutz - Duplexsystem

Der Werkstoff Stahl ist eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung, dessen Geschichte sehr weit zurück reicht und gegenwärtig mehr denn je auf Grund von herausragenden Entwicklungen in der Metallurgie und Verfahrenstechnik zu den weitverbreiteten, vielseitigsten und wirtschaftlichsten Werkstoffen zählt.

Zink ist ein chemisches Element, das im Periodensystem die Ordnungszahl 30 einnimmt. Zink stellt einen lebenswichtigen Bestandteil für alle Lebewesen dar. Technisch gesehen, zeichnet sich Zink u.a. durch seine enorme Korrosionsschutzwirkung bei Stahl aus.

Die vorteilhaften mechanischen Eigenschaften des Stahls in Kombination mit dem im Stückgut-Feuerverzinkungsprozess aufgebrachten Zinküberzug hat man sich auch bei Wellstahlprodukten zu Nutze gemacht.

Die Prozesssicherheit des komplexen Feuerverzinkungsvorgangs hat stets von großer Bedeutung zu sein, um den Korrosionsschutz bei Wellstahlbauwerken (Ingenieurbauwerken) gewährleisten zu können. Durch den metallurgischen Vorgang beim Verzinken (Wechselwirkung zwischen Zinkatomen aus der Zinkbadschmelze und den Eisenatomen des Stahlteils) bildet sich unter Berücksichtigung zahlreicher Parameter wie Zinkbad- und Stahlzusammensetzung, Zinkbadtemperatur, Eintauchdauer, Stahlteildicke, etc. ein definierter aus mehreren Zn-Fe-Schichten bestehender Zinküberzug auf der Oberfläche des Wellstahlfertigteiles. Der Zinküberzug stellt den aktiven Korrosionsschutzträger dar, der den bei Wellstahlbauwerken durch die verschiedenen Medien (erdseitige und luftseitige Kontaktflächen, Wasser-Wechselzone, etc.) verursachten Korrosionsangriffen entgegen wirkt.

Im Laufe der Zeit hat das Duplexsystem, also Zinkschicht und zusätzlicher Kunststoffbeschichtung, an Bedeutung gewonnen. Im Gegensatz zum Stückgutverzinken kommt bei der zusätzlich aufgebrachten Kunststoffbeschichtung eine Adhäsionskraft zum Einsatz, die für die Haftung zwischen Oberfläche des Zinküberzuges und des Beschichtungsstoffes sorgt.

Die Kombination aus dem aktiven Korrosionsschutzträger Zink und der zusätzlich werkseitig aufgebrachten Kunststoffbeschichtung bilden einen Synergieeffekt, ergo die Kunststoffbeschichtung schützt den Zinküberzug vor äußeren Einflussfaktoren und der Zink übernimmt den eigentlichen Korrosionsschutz des Wellstahlfertigteils. Die Lebensdauer eines Wellstahlbauwerkes wird durch die Anwendung des Duplexsystems positiv beeinflusst, wobei der aktive Korrosionsschutzträger Zink nach wie vor den mehrheitlichen Anteil übernimmt.

Während der letzten 25 Jahre ist der Trend zu größer werdenden Schichtdicken der Kunststoffbeschichtung bei der Anwendung von Wellstahl zu verzeichnen. Erfahrungsgemäß ist hier anzumerken, dass die Leistungsfähigkeit größerer Schichtdicken der Kunststoffbeschichtung bei Wellstahlanwendungen begrenzt ist und nicht zwangsläufig den enormen bereits vorhandenen Korrosionsschutz eines Wellstahlbauwerkes in gleichem Maße weiterhin steigert. Vielmehr kann sich die Steigerung der Beschichtungsdicke durchaus kontraproduktiv (Beeinträchtigung der Rheologie bei der Verarbeitung, Anfälligkeit gegenüber mechanischen Einflüssen nimmt mit zunehmender Schichtdicke zu, etc.) auswirken. Hier ist einmal auf die zig Zehntausende nur verzinkten Wellstahlbauwerke bzw. mit einer seinerzeit moderaten zusätzlichen Beschichtungsstoffdicke ausgeführten Wellstahlbauwerke zu verweisen, die eine beeindruckende hohe Einsatzdauer mit wenig bis gar nicht vorhandenen Unterhaltungsmaßnahmen aufweisen und Vergleichen mit anderen Bauweisen mühelos standhalten.

Exemplarisch für die Leistungsfähigkeit eines im Duplexsystem hergestellten Wellstahlbauwerkes lässt sich eindrucksvoll bei der Anwendung von Wellstahl in der Landwirtschaft darlegen. Hier kommen Flüssigmistbehälter aus Wellstahlfertigteilen seit mehr als 40 Jahren erfolgreich zur Anwendung, die stückgutverzinkt und mit einer zusätzlichen werkseitigen Kunststoffbeschichtung mit 100µm Schichtdicke pro Blechseite ausgeführt werden. Im Vergleich hierzu sind im traditionellen Anwendungsgebiet von Wellstahlbauwerken (Straßenbauprojekte, etc.) unter normalen Bedingungen keine vergleichbaren hohen (aggressiven) Korrosionsvorkommnisse vorhanden – dennoch werden hier erheblich höhere Beschichtungsstoffdicken gefordert, obwohl erfahrungsgemäß geringere Schichtdicken auch schon ähnliche leistungsstarke Ergebnisse erbringen würden.