Alle Infos zum Thema Rost

Wir alle kennen sie: die rötlich-braune, körnige Schicht, die sich auf Eisenoberflächen bildet, wenn diese der Luft oder dem Wasser ausgesetzt sind. Rost ist so alt wie die Entdeckung des Eisens in prähistorischer Zeit. Aber was genau ist Rost? Kann man ihm vorbeugen? Wie sollte man Rost entfernen? In diesem Artikel beantworten wir alle Ihre Fragen zum Thema Rost!

Was ist Rost?

Rost ist ein Phänomen, das bei Eisen (chemisches Element Fe) und Eisenlegierungen wie Stahl auftritt. Eigentlich ist es nichts anderes als eine chemische Verbindung zwischen den Eisenatomen im Metall und Sauerstoffatomen (chemisches Element O) aus der Umgebung. Der Sauerstoff kann aus der sauerstoffhaltigen Luft kommen, aber auch aus Wasser, das ebenfalls viel Sauerstoff enthält. Es gibt sogar andere Umgebungen, die noch leichter Sauerstoff abgeben und daher zu einer viel schnelleren Rostbildung führen, zum Beispiel Sauerstoffwasser. Dabei wird ein neues Molekül gebildet: Eisenoxid (chemische Bezeichnung Fe²O³). Genau genommen gibt es noch einen weiteren Unterschied zwischen reinem Eisenoxid und Rost, bei dem es sich eigentlich um hydratisiertes Eisenoxid handelt, aber der Einfachheit halber wird hier nicht zwischen beiden unterschieden.

Die Verbindung zwischen einem Stoff und Sauerstoff wird als Oxidationsreaktion bezeichnet, was auch das englische Wort für Sauerstoff, oxygen, beinhaltet. Wenn Sie etwas in einem Feuer verbrennen, stellen Sie auch eine Verbindung zwischen, sagen wir, Holz und Sauerstoff her, nur können Sie sofort sehen, dass dies eine ganz andere Art der Oxidation ist. Der Unterschied besteht darin, dass sich beim Rost eine Oxidschicht auf der Oberfläche und nicht im gesamten Material bildet, und diese Reaktion verläuft auch viel langsamer als bei der klassischen Verbrennung. Feuer ist also eine schnelle Oxidation, während Rost eine langsame Oxidation ist.

Warum beeinflusst Wasser den Rost so stark?

Die meisten Menschen haben bereits festgestellt, dass Wasser, Regen oder feuchte Luft die Bildung von Rost weiter beschleunigen. Aber wie geschieht das? Wenn man es chemisch betrachtet (oder unter einem sehr starken Mikroskop), sieht man, dass die Verbindung zwischen Eisenatomen und Sauerstoffatomen den Transport von Elektronen und Ionen beinhaltet. Das sind „Stücke“ von Atomen und Molekülen (geladene Teilchen), die sich zu den Eisenmolekülen hin- und von ihnen wegbewegen müssen, um die Verbindung herzustellen. Die Rostbildung wird daher auch als elektrochemischer Prozess bezeichnet, denn der Transport freier Elektronen ist im Grunde wie der Strom, der durch einen Draht fließt.

Wasser wirkt wie eine Art Autobahn für diese wandernden Teilchen. Bestimmte Elemente im Wasser, wie z. B. Salz, können diesen Transport weiter erleichtern. Daher ist die Wahrscheinlichkeit, dass Meerwasser zu Rost führt, noch größer. Umgekehrt kann man daraus auch schließen, dass entmineralisiertes Wasser viel weniger zu Rost führt, weil es keine Teilchen enthält, die den Transport der geladenen Teilchen unterstützen.

Ist Rost das Gleiche wie Korrosion?

Nicht ganz. Es gibt viele Formen der Korrosion, und das Rosten ist eine von ihnen. Korrosion ist eigentlich ein Oberbegriff, der sich auf das Phänomen bezieht, dass ein Material chemisch mit seiner Umgebung reagiert und dadurch mehr oder weniger stark beschädigt wird. Korrosion tritt also auch bei Chemierohren auf, wenn eine Chemikalie mit dem Rohr reagiert. In der Industrie ist Korrosion ein großes Problem, und Ingenieure verbringen viel Zeit damit, die richtigen Materialien zu finden, um die Korrosion zu minimieren. Bekannte Beispiele für Korrosion sind grün werdendes Kupfer und weiße Flecken auf Aluminium.

Welche Faktoren beschleunigen die Rostbildung?

Rost entsteht durch eine chemische Reaktion, bei der sich eine Oxidschicht bildet. Wie bei anderen chemischen Reaktionen gibt es auch bei der Oxidation eine Reihe von Parametern, die die Geschwindigkeit der Reaktion beeinflussen. Wir führen sie kurz auf.

1. Sauberkeit der Oberfläche: Je besser die Eisenatome auf der Oberfläche zugänglich sind, desto besser kann sich der Sauerstoff aus der Umgebung mit dem Eisen verbinden. Aus diesem Grund werden Eisenteile in Fabriken oft mit einer Ölschicht besprüht, die einen dünnen Film auf der Eisenoberfläche bildet, der verhindert, dass Sauerstoff an die Eisenatome gelangt. Eine Farbschicht oder eine andere Beschichtung dient demselben Zweck: eine undurchdringliche Schicht zu bilden, die die Sauerstoffatome fernhält. Aber auch umgekehrt: Ein sehr sauberes Stück Eisen, das von Schmutz, Fett und anderen Verunreinigungen befreit ist, wird sehr schnell rosten.
2. Temperatur: Viele chemische Prozesse benötigen Energie, um abzulaufen, und das Rosten ist einer von ihnen. Diese Energie wird der Umgebung in Form von Wärme entzogen. Das heißt, je wärmer das Eisenobjekt oder die Umgebung ist, desto schneller rostet es.
3. Die Art des Wassers in der Umgebung: Rost entsteht in der Regel in Umgebungen, die feucht sind. Die Elemente im Wasser können einen großen Einfluss auf das Rosten haben. Beispiele sind Salzwasser, säurehaltiges Wasser usw. Chlor ist ebenfalls ein gutes Beispiel für ein Element, das den Transport von Elektronen und Ionen fördert. Ist Ihnen schon einmal aufgefallen, dass in einem Schwimmbad Eisenteile wie Schrauben sehr schnell rosten?
4. Der Säuregehalt des Umgebungswassers: Je saurer das Wasser ist, desto leichter können sich die rostrelevanten Elektronen und Ionen verteilen. Mit starken Säuren wie z. B. Schwefelsäure kann man eine Eisenoberfläche sehr schnell rosten lassen!
5. Oberflächenbeschaffenheit: Rost bildet sich in der Regel in kleinen Rissen in einem Metall. Oft sind diese mit dem bloßen Auge nicht sichtbar, aber groß genug, um Wasser aufzusaugen. Diese kleinen Wasserpfützen sind der perfekte Nährboden für Rost. Eine vollkommen glatte und geschlossene Oberfläche ist also weniger rostanfällig.
6. Die Menge an Sauerstoff in der Umgebung: Etwas, das ständig untergetaucht ist, hat weniger Sauerstoff zur Verfügung als ein Objekt, das abwechselnd Wasser und Sauerstoff ausgesetzt ist. Sie werden feststellen, dass auf einem Schiff die Wasserlinie schneller rostet als die Teile, die ständig untergetaucht sind.
7. Rost verursacht Rost: Rost verbreitet sich nicht wie ein Pilz oder eine Bakterie. Aber ein kleiner Rostfleck wird oft die umgebende Schutzschicht (Farbe, Beschichtung, …) beschädigen und so neue Teile Wasser und Sauerstoff aussetzen. Rost selbst ist porös und nimmt daher Wasser auf und bringt es in Kontakt mit der darunter liegenden, noch nicht angegriffenen Eisenschicht.

Ist Rost schädlich?

Wir haben bereits erwähnt, dass Rost hydratisiertes Eisenoxid ist. Eine seiner Eigenschaften ist, dass es wasser- und luftdurchlässig ist. Das bedeutet also, dass eine Rostschicht keine Schutzschicht bildet, wie manche Leute glauben. Der Rost setzt sich also einfach unter der Oberfläche fort, bis schließlich das gesamte Eisenstück in Eisenoxid umgewandelt ist.

Aber warum ist das so eine große Sache?

Das ist ein Problem, denn Eisenoxid hat überhaupt nicht die gleichen Eigenschaften wie Eisen oder Eisenlegierungen. Dieses Material ist sehr spröde und überhaupt nicht fest. Das haben Sie sicher schon selbst gemerkt: Sie können eine Rostschicht einfach mit der Hand abschieben, und Sie können mit dem Finger einfach ein Loch in ein völlig verrostetes Blech oder Rohr stechen. Wenn Sie dann noch wissen, dass Eisen und Stahl vielen Metall- und Betonkonstruktionen (in Form von Bewehrungsstäben) die Grundfestigkeit verleihen, verstehen Sie, dass Rost zum Einsturz einer Brücke, eines Gebäudes oder zum Untergang eines Schiffes führen kann.

Zum Glück ist Rost (normalerweise) ein langsamer Prozess, so dass man Jahre Zeit hat, einzugreifen. Sehr gefährlich wird es jedoch, wenn der Rost unsichtbar ist. Sie denken, Ihr Bauwerk sei in perfektem Zustand, aber unter der Oberfläche läuft es völlig schief. Das kann bei einer Betonkonstruktion der Fall sein, aber auch unter einer Farbschicht, die noch einigermaßen gut aussieht, aber in Wirklichkeit eine verrostete Oberfläche verbirgt.

Wie kann man Rost verhindern?

Als je een beter begrip wilt krijgen in het ontstaan van roest en welke factoren dit proces kunnen versnellen, lees dan eerst ons artikel over roestvorming. Maar wat zijn nu de maatregelen die je kan nemen in het voorkomen van roestvorming?

1. Arbeiten Sie mit rostfreien Materialien: Natürlich ist dies keine wirkliche Antwort auf die Frage, aber es ist eine Überlegung wert. Es gibt eine Reihe von Metalllegierungen, die nicht oder nur sehr schwer rosten. Rostfreier Stahl ist ein sehr bekanntes Beispiel für eine solche Metalllegierung. Aber vielleicht könnten Sie auch mit Kunststoff, Verbundstoff oder Holz arbeiten? Alle Alternativen zu Eisen und Stahl haben ihre Vor- und Nachteile, wobei der Preis und die Materialstärke wahrscheinlich die beiden wichtigsten sind, aber vielleicht haben Sie ja eine Alternative.
2. Eine Schutzschicht: Beschichtungen gibt es in allen Formen und Größen. Farbe ist eine Art von Beschichtung, genau wie Grundierung, Epoxid, Pulverbeschichtung usw. Die Idee ist einfach: Sie tragen eine Schicht auf das Metall auf, die eine undurchdringliche Trennwand zwischen dem Wasser und dem Sauerstoff in der Umgebung bildet. Auf diese Weise verhindern Sie die Bildung von Rost. Aber Vorsicht: In dieser Schicht entstehen mit der Zeit immer (unsichtbare) Risse und Löcher, durch die Sauerstoffpartikel in das Metall gelangen können. Sie sollten nicht unbedingt jedes Mal alle vorherigen Beschichtungsschichten entfernen, sondern die äußere Schicht regelmäßig erneuern. Das ist der Grund, warum man auf Schiffen dicke Farbschichten sieht: Es wird regelmäßig ein neuer Anstrich aufgetragen.
3. Oberflächenbehandlung: Viele Beschichtungen können manuell mit einem Pinsel oder einem Spray aufgetragen werden, aber man kann noch einen Schritt weiter gehen und eine Beschichtung durch ein chemisches Verfahren auftragen lassen. Dies geschieht in der Regel in Oberflächenbehandlungsbädern, in denen eine Chemikalie mit dem Eisen reagiert oder eine dünne Schicht hinterlässt. So kann man Stahl galvanisieren, verzinken, verchromen usw. lassen. Die Qualität und Haltbarkeit dieser Beschichtungen ist in der Regel besser als bei manuell aufgebrachten Schutzschichten wie Farbe.
4. Lagern Sie Ihre Ausrüstung sauber und trocken: Sie wissen inzwischen, dass Wasser der Hauptverursacher von Rost ist, daher ist eine trockene Umgebung von großer Bedeutung. Und warum sauber? Weil die kleinen Zwischenräume zwischen Schmutz, wie z. B. Sand und Staub, perfekte Orte sind, an denen sich Wasser festsetzen und somit Rost verursachen kann.
5. Vermeiden Sie Kratzer: Dieselbe Erklärung wie oben. Risse, Sprünge und Kratzer können Wasser zurückhalten und so die Rostbildung fördern.
6. Flugrost entfernen: Rost verursacht mehr Rost. Entfernen Sie beginnenden Rost sofort, was in der Regel leicht zu bewerkstelligen ist, da sich zunächst nur eine dünne Rostschicht bildet.

Sollte es dennoch zu Rost kommen, können Sie diesen ganz einfach mit einer Laserreinigung entfernen.. Zo krijg je opnieuw een perfect zuiver metaaloppervlakte die je vervolgens kan behandelen zodat deze niet meer zal roesten.