Der Einfluss von zinkbasierten Korrosionsschutzsystemen auf die zyklische Beanspruchbarkeit von Bauteilen aus Stahl

Zinkbasierte Korrosionsschutzsysteme bieten dem Anwender eine günstige und dauerhafte Möglichkeit, Bauteile aus Stahl vor korrosivem Angriff zu schützen. Bei Bauteilen unter vorwiegend ruhender Beanspruchung sind sie seit langem „Stand der Technik“. Bei zyklischer Beanspruchung wird bisher jedoch - aufgrund fehlender Bemessungsgrundlagen - teilweise auf den Einsatz zinkbasierter Korrosionsschutzsysteme verzichtet. So kann z. B. im Stahl- und Verbundbrückenbau der hervorragende Korrosionsschutz der Feuerverzinkung nicht angewendet werden, da die für den Brückenbau relevanten Bemessungsregeln keine Auslegung feuerverzinkter Stahlbauteile gegen Werkstoffermüdung vorsehen. Ziel der Arbeit ist es, die technischen und wissenschaftlichen Grundlagen für einen sicheren Einsatz zinkbasierter Korrosionsschutzsysteme bei zyklischer Beanspruchung zu schaffen. Es kann gezeigt werden, dass zinkbasierte Korrosionsschutzsysteme - vor allem die Feuerverzinkung, aber auch Zinklamellenbeschichtungen - Einfluss auf die Eigenschaften des beschichteten Bauteils bei zyklischer Beanspruchung haben. Für die Feuerverzinkung kann nachgewiesen werden, dass Schwindungsrisse in den Eisen-Zink-Legierungsphasen bei zyklischer Beanspruchung zu einer verfrühten Ermüdungsrissinitiierung führen. Der Einfluss kann mit der Zinküberzugsdicke korreliert werden. Auf Basis der Untersuchungen werden Bemessungsregeln in Anlehnung an gültige Normen und Regelwerke vorgeschlagen, die es dem technischen Anwender ermöglichen, die Einflüsse zinkbasierter Korrosionsschutzsysteme bei der Auslegung von Stahlbauteilen gegen Werkstoffermüdung zu berücksichtigen. Dadurch werden die Voraussetzungen geschaffen, zinkbasierte Korrosionsschutzsysteme auch bei zyklischen Beanspruchungen zum „Stand der Technik“ werden zu lassen.