Archive for January 2012

Kraft, elektromagnetische

Elektromagnetische Kräfte stellen das grundlegende Konzept hinter jedem Elektromotor dar. Fließt Strom durch einen elektrischen Leiter, so erzeugt dieser Stromfluss ein Magnetfeld, dessen Feldlinien senkrecht zum Stromfluss verlaufen. Bringt man nun diesen Leiter in ein Magnetfeld, dessen Kraftlinien ebenfalls senkrecht zum Stromfluss verlaufen, so überlagern sich die Felder von Magnet und Leiter, wodurch es auf der einen Seite zu einer Schwächung des Magnetfeldes kommt und auf der anderen zu einer Verstärkung. Dies wiederum bewirkt, dass auf den Leiter eine Kraft einwirkt, die senkrecht auf den Ebenen von Stromfluss und externem Magnetfeld steht. Technisch nutzbar gemacht wird es auf unterschiedliche Art und Weise, das Grundprinzip ist jedoch stets das gleiche, egal ob Gleichstrom- oder Drehstrommotor, Synchron- oder Asynchronmotor, etc.

Korrosionsverhalten der Metalle

Das Korrosionsverhalten gehört zu den chemisch-technologischen Eigenschaften eines Werkstoffes. Es beschreibt, wie sich der Werkstoff verhält, wenn er korrodierenden Einflüssen ausgesetzt wird. Dazu gehören beispielsweise aggressive Stoffe wie sie in Industrieatmosphäre, feuchter Luft oder verschmutztem Wasser enthalten sein können. Man unterscheidet dabei zwischen korrosionsbeständigen und nicht korrosionsbeständigen Werkstoffen. Zu den ersteren zählen beispielsweise die nichtrostenden Stähle und zahlreiche Aluminiumwerkstoffe, zu letzteren unter anderem Gusseisen und unlegierte Stähle. Das Korrosionsverhalten kann durch geeignete Maßnahmen zum Korrosionsschutz dauerhaft verbessert werden.

Korrosionsschutz-Maßnahmen

Je nachdem, welchen Umwelteinflüssen das jeweilige Bauteil ausgesetzt ist, gibt es zahlreiche unterschiedliche Methoden, es vor Korrosion zu schützen. Das beginnt bei der Auswahl des Werkstoffes, geht über Maßnahmen zur korrosionsschutzgerechten Konstruktion bis hin zu Korrosionsschutz durch Auftrag oder Erstellung von Schutzschichten unterschiedlicher Art. Üblicherweise wird ein ganzer Katalog unterschiedlicher Maßnahmen ergriffen, um das Bauteil bei Fertigung, Lagerung und später nach Einbau vor Korrosion zu schützen, denn eine einzige Maßnahme alleine kann keinen vollständigen Schutz bieten. So ist die Wahl des optimal korrosionsbeständigen Werkstoffes häufig nicht möglich, da weitere Anforderungen wie beispielsweise die notwendige Materialfestigkeit oder der Werkstoffpreis dies verhindern. Bei der Konstruktion von Bauteilen kann beispielsweise ein einziger Werkstoff gewählt werden. Auch isolierende Zwischenschichten bei Verschraubungen, spaltfreie Verbindungen und sorgfältige Ausführung von Schweißnähten tragen zum Korrosionsschutz bei. Bei der spanenden Fertigung werden beispielsweise dem Kühlschmierstoff sogenannte Inhibitoren beigemischt, die auf dem Werkstück einen unsichtbaren Schutzfilm von nur wenigen Molekülen Dicke erzeugen und vom Kühlschmierstoff aufgenommene aggressive Bestandteile binden. Vor und nach der Bearbeitung können Werkstücke durch einen Ölfilm, Klarlack oder andere Schutzfilme vor Korrosion geschützt werden. Je nach Werkstoff kann die Werkstückoberfläche langfristig durch Schutzanstriche, Auftrag von Beschichtungen (Plastik, Keramik), chemische Oberflächenbehandlung (Chromatieren, Phosphatieren, Brünieren), Aufbringen metallischer Überzüge (Feuerverzinken, Galvanisieren) oder gezielte Oxidation der Oberfläche geschützt werden.

Korrosionselemente

Da die Vorgänge bei der elektrochemischen Korrosion denen in einem galvanischen Element gleichen, nennt man die Kombination aus zwei unterschiedlichen metallischen Werkstoffen, die durch einen Elektrolyten miteinander in Verbindung stehen, auch Korrosionselement. Wie beim galvanischen Element geht auch hier das unedlere Metall in Lösung, das betreffende Werkstück wird korrodiert. Technisch macht man sich diesen Vorgang beispielsweise bei Erdtanks zunutze, bei denen eine sogenannte Opferanode aus unedlem Metall den Tank vor Korrosion bewahrt.