Korrosion verstehen: Grundlagen und Ursachen

Korrosion beschreibt die allmähliche Zerstörung eines Werkstoffs durch elektrochemische Prozesse. Einfach gesagt: Metall reagiert mit seiner Umgebung, verändert sich messbar und verliert dabei oft seine Funktion. 

Technisch gesehen läuft der Korrosionsprozess in zwei Schritten ab: 

• Anodische Oxidation: Das Metall gibt Elektronen ab 

• Kathodische Reduktion: Elektronen werden aufgenommen 

Diese Reaktionen sind immer im Gleichgewicht und passieren besonders intensiv in leitfähigen Umgebungen wie Wasser oder feuchtem Boden. 

Rost ist wohl das bekannteste Korrosionsprodukt von Eisen und Stahl. Er entsteht, wenn Eisen in Kontakt mit Sauerstoff und Wasser kommt und dabei schrittweise in andere Verbindungen übergeht. Der Prozess läuft in mehreren Stufen ab: 

1. Bildung von EisenIonen: Wenn Eisen mit Wasser und Sauerstoff in Kontakt kommt, geben einzelne Eisenatome Elektronen ab → es entstehen gelöste EisenIonen. 

2. Bildung von Eisenhydroxiden: Diese Ionen reagieren weiter mit Wasser und Sauerstoff und bilden instabile, feuchte Eisenhydroxide → die Vorstufe des Rosts. 

3. Bildung von Eisenoxiden (Rost): Aus diesen Verbindungen entstehen schließlich die typischen braunroten Eisenoxide und -hydroxide, die wir als Rost sehen. 

Weil die Rostschicht porös ist, kann Sauerstoff weiter eindringen und der Prozess setzt sich fort. Nicht jedes Metall ist dabei gleich gefährdet: Unedle Metalle wie Eisen, Zink oder Magnesium geben leicht Elektronen ab und korrodieren daher schneller, während edlere Metalle wie Kupfer oder Gold deutlich beständiger sind. Streng genommen spricht man aber nur bei Eisen und Stahl von „Rost“, bei anderen Metallen allgemein von Korrosion. 

Kathodischer Korrosionsschutz, kurz KKS, ist eine bewährte Form des aktiven Korrosionsschutzes, um Metall wirksam vor Korrosion zu bewahren. Dabei greift das Verfahren direkt in die elektrochemischen Prozesse ein, die Korrosion verursachen. 

Das Prinzip: Das zu schützende Metall wird zur Kathode einer elektrochemischen Zelle gemacht. Praktisch bedeutet das, das Metall wird elektrisch geschützt. Der Korrosionsprozess wird dadurch gestoppt oder stark verlangsamt. Durch ein gezielt eingestelltes negatives Potenzial entsteht ein unsichtbarer Schutzmantel, der selbst kleinste Fehlstellen in Beschichtungen zuverlässig absichert. 

Im Unterschied zum passiven Korrosionsschutz, der eine physikalische Barriere wie Lacke oder Beschichtungen bildet, beeinflusst der aktive Korrosionsschutz mit KKS die zugrunde liegenden elektrochemischen Korrosionsprozesse so, dass die Korrosion weitgehend unterdrückt wird. 

Diese Frage stellen sich viele Ingenieur:innen und Betreiber:innen. Beide Methoden haben ihre Berechtigung, funktionieren aber unterschiedlich. 

Beschichtungen bieten passiven Schutz. Sie sind wie ein Mantel gegen Wasser und Chemikalien. Das Problem: Sobald kleine Lücken, Kratzer oder Risse entstehen, kann Korrosion unbemerkt beginnen. 

KKS hingegen greift aktiv in den elektrochemischen Ablauf ein und schützt auch an diesen Schwachstellen. Ein weiterer Vorteil: Der Zustand des Metalls lässt sich durch Polarisation und Messgeräte kontinuierlich überwachen. Das ist ein Feature, das reine Beschichtungen nicht bieten. 

Die optimale Lösungist oft eine Kombination: Beschichtung als erste Barriere, kathodischer Korrosionsschutz als aktiver Schutz bei Beschädigungen. 

• Flächenkorrosion: gleichmäßiger Angriff auf die gesamte Oberfläche 

• Lochkorrosion: punktuelle Löcher, die tief ins Material eindringen 

• Spannungsrisskorrosion: gefährliche Risse, die zu plötzlichem Versagen führen 

Die Konsequenzen sind schwerwiegend: geschwächte Strukturen, ineffiziente Anlagen und explodierende Instandhaltungskosten. Sicherheitsrisiken reichen von Bauwerkseinstürzen über Gasexplosionen bis zur Verschmutzung von Boden und Wasser. 

Beim kathodischen Korrosionsschutz kommen zwei Hauptmethoden zum Einsatz, die jeweils für bestimmte Anwendungen optimal sind. 

Bei dieser Methode wird das zu schützende Metall mit einem unedleren Metall verbunden, das als „Opfer" korrodiert. Magnesium oder Zink dienen oft als Opferanoden. 

Die Vorteile: 

• Keine externe Stromversorgung nötig 

• Kostengünstig in der Installation 

• Wartungsarm im Betrieb 

• Ideal für kleinere Objekte oder schwer zugängliche Bereiche 

Typische Einsatzgebiete: Schiffsrümpfe, Warmwasserspeicher, unterirdische Tanks 

Ein netzgespeister Gleichrichter speist Strom über eine Fremdstromanode (meist aus Titan oder Graphit) in das Schutzobjekt ein. 

Die Vorteile: 

• Bessere Kontrolle und Regelbarkeit des Schutzstroms 

• Große Reichweite, ideal für ausgedehnte Strukturen 

• Anpassbar an wechselnde Umgebungsbedingungen 

Der Nachteil: höherer Wartungsaufwand und höhere Betriebskosten im Vergleich zur Opferanode. 

Typische Einsatzgebiete: Pipelines, große Stahlkonstruktionen, Offshore-Anlagen 

Korrosion gefährdet Stahlrohre, erdverlegte Leitungen und Betonbewehrung in Tiefgaragen. Der kathodische Korrosionsschutz (KKS) schützt Metall gezielt, indem es zur Kathode einer elektrochemischen Zelle gemacht wird, sodass die Korrosion effektiv zum Stillstand kommt. Je nach Einsatzobjekt wird KKS dabei unterschiedlich umgesetzt: 

• Wasserleitungen & Rohrleitungen: Opferanoden für kleinere Abschnitte, Fremdstromsysteme mit Gleichrichtern und Erdsonden für Pipelines und Gasleitungen. 

• Tanks: Innen- oder Außenschutz mit Anoden und Schutzstromgeräten verhindert Materialverlust durch elektrochemische Prozesse. 

• Tiefgaragen: Titan-Anoden verhindern durch die kathodische Polarisation der Bewehrung, dass trotz vorhandener Chloride (Loch)Korrosion entsteht, und ihre Wirksamkeit wird über Potenzialmessungen überwacht. 

Eine KKS-Anlage ist mehr als nur eine Anode im Boden. Sie kombiniert mehrere Komponenten zu einem funktionierenden Schutzsystem. 

Warum setzen immer mehr Unternehmen auf kathodischen Korrosionsschutz? Die wichtigsten Gründe: 

1. Nachhaltige Werterhaltung von Anlagen → Investitionen bleiben länger geschützt 

2. Höhere Betriebssicherheit durch Schutz vor Strukturversagen → Unfälle werden vermieden 

3. Reduzierung hoher Instandsetzungskosten → Prävention ist günstiger als Reparatur 

4. Umweltschutz durch Leckagevermeidung → Keine Verschmutzung von Boden und Grundwasser 

5. Weniger Ausfallzeiten, höhere Wettbewerbsfähigkeit → Stabile Produktion ohne Unterbrechungen 

6. Fernüberwachung und Echtzeit-Zustandsbewertung → Frühe Problemerkennung 

7. Früherkennung von Beschichtungsfehlern → Schäden werden erkannt, bevor sie kritisch werden 

Bei allen Vorteilen: KKS ist nicht für jede Situation geeignet. Diese Punkte sollten Sie beachten: 

Hohe Installationskosten: Die Anfangsinvestition kann erheblich sein, besonders bei großen Anlagen. 

Regelmäßige Wartung erforderlich: Anoden müssen überwacht und ausgetauscht werden. 

Risiko von Überschutz: Zu hoher Schutzstrom kann Beschichtungen beschädigen (Wasserstoffversprödung). 

Unwirksam bei geringer Leitfähigkeit: Ohne leitfähige Umgebung (z.B. trockener Boden) funktioniert KKS nicht. 

Nicht bei stark geschädigten Strukturen: Wenn die statische Stabilität bereits stark beeinträchtigt ist, kann KKS den Schaden nicht mehr rückgängig machen. 

Kathodischer Korrosionsschutz ist hochwirksam, aber auch anspruchsvoll in Planung, Installation und Überwachung. Normen wie die DIN EN ISO 15257:2017 entwickeln sich weiter, Messtechniken werden präziser, und digitale Monitoring-Systeme erweitern die Möglichkeiten. Ohne fundiertes Fachwissen und regelmäßige Weiterbildung können selbst gut geplante KKS-Maßnahmen ihr Potenzial nicht voll entfalten. 

Warum ist Weiterbildung im kathodischen Korrosionsschutz wichtig? 

• Normenkonforme Umsetzung vermeidet kostspielige Fehler 

• Präzise Messtechnik sichert den Schutzzustand langfristig 

• Aktuelle Technologien wie Fernüberwachung und digitale Auswertung können optimal genutzt werden 

• Rechtssicherheit durch qualifizierte Dokumentation 

TAW. Die Akademie bietet zusammen mit ihrem Tochterinstitut IKS praxisorientierte KKS-Seminare und Lehrgänge an, die theoretisches Wissen mit messtechnischer Praxis verbinden. 

Das messtechnische Praktikum für unterirdische Anlagen vermittelt in Kleingruppen die Vorbereitung, Durchführung und Auswertung von Messungen an realen kathodisch geschützten Gasleitungen. Teilnehmende lernen dabei nicht nur die Handhabung von Messgeräten, sondern auch die Interpretation der Werte und die Bewertung des Schutzzustands. 

Jetzt alle KKS-Trainings entdecken 

Qualifizierte Fachkräfte sind der Schlüssel zu langlebigen, wirtschaftlichen und sicheren KKS-Anlagen. Die Investition in Seminare zum kathodischen Korrosionsschutz amortisiert sich durch fehlerfreie Planung, effiziente Betriebsführung und die Vermeidung kostspieliger Fehler. 

1. Bette, U. & Vesper, W. (2005) Taschenbuch für den Kathodischen Korrosionsschutz. 7. Aufl. Essen: Vulkan. 

2. Horlacher, H.B. & Helbig, U. (Hrsg.) (2023) Rohrleitungen 2 : Einsatz, Verlegung, Berechnung, Rehabilitation. 3. Aufl. Berlin / Heidelberg: Springer Vieweg. DOI: 10.1007/9783662608043  

3. Roos, E., Maile, K. & Seidenfuß, M. (2022) Werkstoffkunde für Ingenieure : Grundlagen, Anwendung, Prüfung. 7. Aufl. Berlin / Heidelberg: Springer Vieweg. DOI: 10.1007/9783662647325 

4. Weber, S. (2022) Betoninstandsetzung : Baustoff – Schadensfeststellung – Instandsetzung. 3. Aufl. Wiesbaden: Springer Fachmedien Wiesbaden. DOI: 10.1007/9783658339470 

5. GfKORR – Gesellschaft für Korrosionsschutz e. V. (2023) Korrosionum – Grundlagen für die Elektronik. Flyer. Verfügbar unter: https://gfkorr.de/ (Zugriff am 29. Januar 2026) 

6. LEIFIChemie (2026) Einführung in die Korrosion. Verfügbar unter: https://www.leifichemie.de/redoxreaktionen-und-elektrochemie/korrosion/grundwissen/einfuehrung-die-korrosion (Zugriff am 29. Januar 2026) 

7. MaxPlanckGesellschaft (o. J.) Korrosion als Herausforderung für die Materialwissenschaft. Verfügbar unter: https://www.mpg.de/9736800/mpi-p_jb_20151 (Zugriff am 29. Januar 2026) 

8. NACE International (2016) Executive Summary – IMPACT Study. Verfügbar unter: http://impact.nace.org/executive-summary.aspx (Zugriff am 29. Januar 2026)