1. Welche Auswirkungen hat eine fehlende Beschichtung bzw. freiliegendes Eisen?
In Bereichen, in denen kein Zink vorhanden ist, ist der Untergrund (Stahlplatte) nicht von der Zinkschicht bedeckt und der korrosiven Umgebung direkt ausgesetzt. Da Eisen ein höheres Elektrodenpotential als Zink hat (was es anfälliger für Korrosion macht), entwickelt sich auf dem freiliegenden Eisen schnell „Eisenrost“. Selbst wenn es eine umgebende Zinkschicht gibt, wird der freigelegte Eisenfleck zu einem „Korrosionskern“, in dem sich schnell roter Rost entwickelt. Dieser Rost breitet sich dann nach und nach unter der umgebenden Zinkschicht aus („untergrabene Korrosion“), was zu einem größeren Bereich mit Korrosionsversagen führt.
Beispielsweise tritt bei verzinktem Stahl im Außenbereich innerhalb von ein bis zwei Wochen nach der Regenzeit sichtbarer roter Rost auf. Innerhalb von drei Monaten kann sich der Rost in einem Radius von 5 bis 10 mm um die fehlende Stelle ausbreiten.
2. Welchen Einfluss haben Risse/Abblättern/Blasenbildung auf die Korrosionsbeständigkeit?
Risse oder Ablösungen in der Zinkschicht (Ablösung der Zinkschicht vom Untergrund) verhindern, dass die Zinkschicht den Untergrund durch den „Opferanodeneffekt“ schützt. Risse brechen die Zinkschicht auf, wodurch Feuchtigkeit und Salz durch die Risse in den Spalt zwischen der Zinkschicht und dem Substrat eindringen können, wodurch eine „lokale Elektrolytumgebung“ entsteht. Dadurch wird die elektrische Verbindung zwischen der Zinkschicht und dem Substrat geschwächt, so dass sie sich nicht mehr wirksam zum Schutz des Eisens „opfern“ kann. Stattdessen kommt es innerhalb des Spalts zu einer Doppelreaktion aus „Zinkkorrosion + Untergrundrost“: Korrosion beschleunigt das Ablösen der Zinkschicht aufgrund der Risse, während der Untergrund aufgrund des Verlusts der schützenden Haftung der Zinkschicht schnell rostet.
Kommt es zur Blasenbildung (Ansammlung von Gas oder Flüssigkeit unter der Zinkschicht), bildet sich innerhalb der Blase eine „geschlossene Korrosionsumgebung“, in der die Korrosionsraten schneller sind als in einer offenen Umgebung. Typischerweise löst sich die Zinkschicht innerhalb der Blase innerhalb von 3 bis 6 Monaten vollständig ab und hinterlässt eine ausgedehnte Rostschicht auf dem Untergrund.
3. Welchen Einfluss haben starke Einschlüsse/Knötchen auf die Korrosionsbeständigkeit?
Oberflächeneinschlüsse von Zinkschlacke, Verunreinigungen (z. B. ungereinigte Eisenspäne) oder erhabene Zinkknötchen können mit der Zinkschicht eine „elektrochemische Mikrobatterie“ bilden. Verunreinigungen (z. B. Eisenspäne) haben ein höheres Elektrodenpotential als Zink und fungieren als „Kathode“. Die Zinkschicht, die als „Anode“ fungiert, beschleunigt die Auflösung (Korrosion) um die Verunreinigungen herum. Darüber hinaus neigen erhabene Zinkknötchen zu Reibung und fallen ab. Darüber hinaus sind die Knötchen nicht fest mit dem Untergrund verbunden, was zu einer dünneren Zinkschicht um sie herum führt. Diese freiliegenden Bereiche werden zu neuen Korrosionsstellen.
Wenn sich beispielsweise Eisenspäne auf der Oberfläche eines verzinkten Blechs befinden, korrodiert die Zinkschicht innerhalb von 1–2 mm der Umgebung innerhalb eines Monats bevorzugt (und bildet weißen Rost). Innerhalb von sechs Monaten verschwindet die Zinkschicht vollständig und der freigelegte Untergrund beginnt zu rosten.
4.Wie wirken sich tiefe Kratzer/Dellen auf die Korrosionsbeständigkeit aus?
Wenn die Tiefe des Kratzers/der Vertiefung die Dicke der Zinkschicht (freiliegendes Eisen) überschreitet, ist dies gleichbedeutend mit einer „lokalen Nicht--Beschichtung“, und der Korrosionsprozess ist der gleiche wie bei einer Nicht---Beschichtung. Wenn kein Eisen freiliegt, aber die Zinkschicht dünner wird, wird die Zinkschicht in diesem Bereich „vorzeitig verbraucht“. - Die Korrosionsbeständigkeit des verzinkten Blechs korreliert positiv mit der Dicke der Zinkschicht, und der Bereich mit der dünnen Zinkschicht wird vor anderen Bereichen korrodiert (z. B. bei einem verzinkten Blech mit einer Standard-Zinkschichtdicke von …). 80g/㎡, die Zinkschicht verbleibt am Kratzer nur noch bei 30g/㎡. Das Blech, das ursprünglich 5 Jahre lang korrosionsbeständig sein kann, weist innerhalb von 2–3 Jahren an der zerkratzten Stelle Grundmaterialrost auf.
5. Welchen Einfluss hat eine ungleichmäßige Zinkschichtdicke auf die Korrosionsbeständigkeit?
Wenn die Zinkschichtdicke auf einem verzinkten Blech erheblich schwankt (z. B. 100 g/m² dick in einem Bereich und nur 50 g/m² in einem anderen), korrodieren zuerst die dünneren Bereiche (Zink löst sich unter Bildung von Zinkionen auf und fungiert als Opferanode). Sobald die dünneren Bereiche vollständig verbraucht sind, beginnt das Grundmaterial in diesen Bereichen zu rosten, selbst wenn die Zinkbeschichtung in anderen Bereichen intakt bleibt, wodurch das gesamte Blech aufgrund eines „lokalen Versagens“ unbrauchbar wird.
Wenn beispielsweise die Zinkbeschichtung an den Kanten eines verzinkten Blechs, das für den Schiffbau verwendet wird, nur 50 % der Dicke der Mitte beträgt (dünne Kanten, dicke Mitte), rosten die Kanten in einer Meeresumgebung mit hoher -Luftfeuchtigkeit und hohem-Salzgehalt innerhalb von 3–6 Monaten, während die Mitte intakt bleibt. Allerdings breitet sich der Rost von den Rändern nach und nach in die Mitte aus, was dazu führt, dass das gesamte Blech vorzeitig verschrottet wird.