kloridstresskorrosion

Kloridstresskorrosion, auch als chloride stress corrosion cracking (SCC) bezeichnet, ist ein Bruchmechanismus, der durch die kombinierte Wirkung von Zugspannung und chloride enthaltender Umgebung hervorgerufen wird. Die Risse entstehen meist an Oberflächendefekten und breiten sich unter bleibender oder zyklischer Beanspruchung aus, oft in empfindlichen Werkstoffen wie bestimmten Edelstahllegierungen.

Mechanismus und Merkmale: Chloride destabilisieren die schützende Oxidschicht, was zu lokalem anodischem Angriff am Rissspitzen führt. Durch das wiederholte Abreißen und Wiederreagieren der filmschicht wandert der Riss weiter. SCC kann sowohl intergranular als auch transgranular auftreten und erfolgt oft bei mir niedrigen bis mittleren Spannungen, die durch Umgebungsbedingungen und Materialempfindlichkeit aufrechterhalten werden. Die Rissausprägung ist typischerweise schubweise oder spröde wirkend.

Betroffene Materialien und Umgebungen: Häufig betroffen sind austenitische Edelstähle (z. B. Typen 304, 316, 316L), Duplexstähle, nickelbasierte Legierungen und in bestimmten Fällen Titanlegierungen. Chloridgehaltige Medien wie Meerwasser, chloridhaltige Prozessströme oder Brine erhöhen das Risiko. Temperaturen, Verweilzeiten, Stagnation, Oberflächennahe Spannung sowie Verunreinigungen beeinflussen die Empfindlichkeit.

Vermeidung und Lösung: Design gegen bleibende oder hohe Spannungen, Materialauswahl mit erhöhter SCC-Beständigkeit, geeignete Wärmebehandlung (z. B. Vermeidung von Sensibilisierung), Schutzbeschichtungen und Vermeidung von Klüften oder Spalten, die Chloride konzentrieren. Der Einsatz chemischer Inhibitoren kann je nach System sinnvoll sein, ebenso eine kontrollierte Stromverteilung bei korrosionsgefährdeten Anlagen; Cathodic Protection muss sorgfältig geprüft werden, da sie in manchen Fällen SCC begünstigen kann.

Erkennung und Management: Frühe Erkennung erfolgt durch zerstörungsfreie Prüfungen wie Eindringprüfungen, Wirbelstrom- oder Ultraschallprüfungen sowie visuelle Inspektionen von kritischen Verbindungen und Endköpfen. Bei Nachweis von Rissen sind Bauteile zu reparieren oder auszutauschen, Betriebsbedingungen zu ändern und die Umgebung entsprechend zu modifizieren.