Mikrobielle Korrosion, auch bekannt als biokorrosion oder mikrobiell beeinflusste Korrosion, ist ein Phänomen, bei dem Mikroorganismen die fortschreitende Korrosion von Materialien verursachen. Es handelt sich um einen Mechanismus, bei dem Bakterien, Pilze und andere Mikroorganismen chemische Stoffwechselprodukte erzeugen, die die oberflächliche Beschaffenheit von Metallen und anderen Materialien angreifen und schädigen.
Was ist mikrobielle Korrosion?
Definition
Mikrobielle Korrosion ist ein Prozess, bei dem Mikroorganismen die Oberflächen von Materialien wie Metall angreifen und beschädigen. Es handelt sich um eine besondere Form der Korrosion, bei der chemische Verbindungen und Stoffwechselprodukte von Mikroorganismen den Korrosionsprozess beschleunigen. Die mikrobielle Korrosion kann verschiedene Kategorien umfassen, je nach den beteiligten Mikroorganismen und den spezifischen Mechanismen, die zur Materialzerstörung führen.
Mechanismus
Der Mechanismus der mikrobiellen Korrosion umfasst verschiedene Schritte. Zunächst bilden Mikroorganismen wie Bakterien oder Pilze biofilme auf der Oberfläche des Materials. Diese Biofilme bestehen aus organischen Substanzen und bieten einen Lebensraum für eine Vielzahl von Mikroorganismen. In diesem biofilmreichen Umfeld werden verschiedene chemische Reaktionen ausgelöst, die zu einer erhöhten Korrosionsrate führen können.
Kategorien der mikrobiellen Korrosion
Mikrobielle Korrosion kann in verschiedene Kategorien eingeteilt werden, abhängig von den beteiligten Mikroorganismen und den spezifischen Mechanismen. Einige Kategorien der mikrobiellen Korrosion umfassen die Korrosion durch sulfatreduzierende Bakterien, die Korrosion durch saure Bakterien oder Pilze und die Korrosion durch Biofilmbildung von Mikroorganismen.
Welche Materialien sind von mikrobieller Korrosion betroffen?
Metalle
Metalle sind besonders anfällig für mikrobielle Korrosion. Der Kontakt mit bestimmten Mikroorganismen und den von ihnen erzeugten chemischen Stoffen kann zu einer beschleunigten Korrosion führen. Insbesondere korrosionsbeständige Metalle wie Edelstahl können von mikrobieller Korrosion betroffen sein.
Oberflächenbeschaffenheit
Die Oberflächenbeschaffenheit des Materials spielt ebenfalls eine wichtige Rolle bei der Anfälligkeit für mikrobielle Korrosion. Unebene oder rauhe Oberflächen bieten Mikroorganismen einen günstigen Lebensraum, in dem sie Biofilme bilden und die Korrosion beschleunigen können.
Chemische Stoffe
Chemische Stoffe wie Schwefelwasserstoff, der von bestimmten Mikroorganismen gebildet wird, können die Korrosion von Materialien verstärken. Die Anwesenheit bestimmter chemischer Verbindungen kann die Korrosionsrate erhöhen und das betroffene Material weiter schädigen.
Welche Mikroorganismen verursachen mikrobielle Korrosion?
Bakterien
Bakterien sind häufig an der mikrobiellen Korrosion beteiligt. Sowohl sulfatreduzierende Bakterien als auch saure Bakterien können den Korrosionsprozess beschleunigen.
Pilze
Auch Pilze können mikrobielle Korrosion verursachen. Durch die Bildung von Biofilmen auf der Oberfläche des Materials bieten sie einen günstigen Lebensraum für andere Mikroorganismen und beschleunigen so den Korrosionsprozess.
Wie entsteht mikrobielle Korrosion?
Bildung von Schwefelwasserstoff
Ein wichtiger Schritt bei der Entstehung der mikrobiellen Korrosion ist die Bildung von Schwefelwasserstoff durch bestimmte Bakterien. Schwefelwasserstoff ist ein ätzendes Gas, das die Oberflächen von Materialien angreift und zur Beschädigung des Materials führen kann.
Mechanische Schädigung der Oberfläche
Äußere Einflüsse wie mechanische Schädigung der Oberfläche können die Anfälligkeit für mikrobielle Korrosion erhöhen. Eine beschädigte Oberfläche bietet Mikroorganismen eine günstige Umgebung, in der sie Biofilme bilden und den Korrosionsprozess beschleunigen können.
Chemische Stoffwechselprodukte
Die chemischen Stoffwechselprodukte von Mikroorganismen greifen die Oberfläche des Materials an und beschleunigen den Korrosionsprozess. Durch chemische Reaktionen werden Verbindungen gebildet, die die Struktur des Materials schwächen und zu weiteren Schädigungen führen.
Welche Rolle spielt der pH-Wert bei mikrobieller Korrosion?
Einfluss auf den Korrosionsprozess
Der pH-Wert spielt eine wichtige Rolle bei der mikrobiellen Korrosion. Mikroorganismen können den pH-Wert in ihrem Umfeld durch die Freisetzung von sauren oder basischen Verbindungen verändern, was die Korrosionsrate beeinflusst. Eine Änderung des pH-Werts kann den Korrosionsprozess beschleunigen oder verlangsamen. Beispiele für pH-Wert-Änderungen
Ein Beispiel für eine pH-Wert-Änderung ist die Bildung von Schwefelsäure durch sulfatreduzierende Bakterien. Schwefelsäure senkt den pH-Wert und beschleunigt die Korrosion. In anderen Fällen können basische Verbindungen den pH-Wert erhöhen und den Korrosionsprozess verlangsamen.
Folgen für das betroffene Material
Der veränderte pH-Wert kann zu verschiedenen Auswirkungen auf das betroffene Material führen. Eine erhöhte Korrosionsrate kann zu einer schnelleren Materialzerstörung führen und die Lebensdauer von Bauteilen und Strukturen erheblich verkürzen.
Wie kann man mikrobielle Korrosion vermeiden?
Präventive Maßnahmen
Es gibt verschiedene präventive Maßnahmen, um mikrobielle Korrosion zu vermeiden. Eine Möglichkeit besteht darin, die Oberfläche des Materials regelmäßig zu reinigen und auf Beschädigungen zu überprüfen. Durch den Schutz vor äußeren Einflüssen können Mikroorganismen weniger wahrscheinlich Biofilme bilden und den Korrosionsprozess beschleunigen.
Alternative Maßnahme – physikalische Wasseraufbereitung
Die physikalische Wasseraufbereitung mit Aquaenergy beinhaltet den Einsatz von speziellen Geräten, die das Wasser durch physikalische Prozesse behandeln, ohne den Zusatz von chemischen Substanzen. Durch eine Frequenz-Impulstechnologie wird die Struktur des Wassers verändert und seine physikalischen Eigenschaften verbessert. Durch den Einbau eines Aquaenergy Systems im Bypass werden Ablagerungen in Rohrleitungen und Geräten reduziert, die Neubildung verhindert und Mikrobiologie nachweislich abgebaut.
Weiterführende Informationen
Für weitere Informationen über mikrobielle Korrosion und verschiedene Methoden zur Prävention stehen Ihnen Fachexperten, Forschungsinstitute und Literaturquellen wie das Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) zur Verfügung. Diese Quellen bieten spezifische Informationen für verschiedene Materialien und Einsatzgebiete.
