Lochfraß an Edelstahl: Ursachen an der Schweißnaht und PREN-Wert

Was ist Lochfraß an Edelstahl?

Nichtrostender Stahl ist laut ISER-Merkblatt 821 passiv, weil er mindestens 10,5 % Chrom enthält; wird die Passivschicht mechanisch beschädigt, bildet sie sich spontan wieder aus. Lochkorrosion kann nach demselben Merkblatt auftreten, wenn die Passivschicht örtlich durchbrochen wird: Liegen Chloridionen vor, besonders bei erhöhten Temperaturen, können an diesen Stellen Löcher entstehen, häufig nur nadelstichartig. Merkblatt 823 nennt neben Chlorid auch andere Halogenionen und spricht von Grübchen oder Löchern.

Ist ein Loch einmal entstanden, kann es laut SSINA verhältnismäßig schnell wachsen und tiefe Hohlräume bis zum Durchbruch der Wand bilden (SSINA, Pitting and Crevice Corrosion, sinngemäß aus dem Englischen).

Was ist die Ursache für Lochfraßkorrosion?

Chloridionen sind laut ISER-Merkblatt 824 die häufigste Ursache für Lochkorrosion an nichtrostenden Stählen; sie müssen dazu in einem wässrigen Elektrolyten vorliegen. Der Angriff beginnt nach diesem Merkblatt erst, wenn ein kritisches Potential überschritten wird, das Lochkorrosionspotential. Es hängt vom Werkstoff und vom Elektrolyten ab; mit steigenden Gehalten an Chrom und Molybdän sinkt die Wahrscheinlichkeit für Lochkorrosion.

Die Merkblätter nennen außerdem diese verstärkenden Umstände:

• Ablagerungen, Fremdrost, Schlackenreste und Anlauffarben auf der Oberfläche (MB 821 und MB 823),
• steigende Temperatur — die Lochkorrosionsbeständigkeit nimmt damit laut MB 830 generell ab,
• oxidierend wirkende Wasserinhaltsstoffe, etwa durch Chlorung (MB 830),
• Stagnation: In strömenden Wässern ist die Beständigkeit laut MB 830 relativ hoch, in Stillstandsphasen kann Lochkorrosion eingeleitet werden.

Lochkorrosion an Schweißnaht und Wärmeeinflusszone

Merkblatt 823 nennt als typischen Defekt der Passivschicht die beim Schweißen entstehenden Anlauffarben und Zunder im Bereich der Wärmeeinflusszonen. Merkblatt 830 wird deutlicher: Oxidfilme mit dunkleren Farben als strohgelb erhöhen die Wahrscheinlichkeit für Lochkorrosion, unter kritischen Bedingungen auch strohgelbe — das Merkblatt beruft sich dabei auf DIN EN 12502-4. In einer dort abgebildeten Messung genügen bereits gelbe Anlauffarben, um die Lochkorrosionsbeständigkeit des Stahls 1.4571 auf die von 1.4301 zu senken. Ob gelbe Anlauffarben noch zulässig sind, hängt laut MB 830 allein von der Korrosionsbeanspruchung ab. Wie Normen Anlauffarben behandeln, steht unter Anlauffarben an Edelstahl.

Weitere Stellen an der Naht nach MB 830:

• Heftschweißstellen sind Bereiche erhöhter Korrosionswahrscheinlichkeit, sofern nach dem Schweißen nicht ausreichend gebeizt wird.
• Erfahrungsgemäß sind mechanisierte Schweißungen mit ausreichender Schutzgashinterführung und ohne Kantenversatz korrosionsbeständiger als Handschweißungen. Zum Wurzelschutz siehe Formieren von Edelstahl.
• Eine Sensibilisierung durch Chromkarbide an den Korngrenzen kann in chloridhaltigen Wässern auch Lochkorrosion in den korngrenzennahen Bereichen begünstigen — Hintergrund unter interkristalline Korrosion.
• Mikrobiologisch beeinflusste Korrosion setzt in chloridhaltigen Wässern in der Regel dort ein, wo Anlauffarben auf und neben den Schweißverbindungen die Beständigkeit schwächen.

Wirksumme und PREN-Wert

Für die Beständigkeit gegen Loch- und Spaltkorrosion ist laut ISER-Merkblatt 821 die Wirksumme maßgebend. Merkblatt 823 nennt sie eine Möglichkeit zur Abschätzung der Korrosionsbeständigkeit, im englischen Sprachraum PREN (pitting resistance equivalent number), und gibt sie an als:

Wirksumme (WS) = % Cr + 3,3 × (% Mo + 0,5 × % W) + (0 bis 30) × % N

Für Stickstoff nennt MB 823 den Faktor 16 bei austenitisch-ferritischen Duplex-Stählen und 30 bei sehr hoch nickellegierten Stählen; bei einfachen austenitischen Stählen mit kleinen δ-Ferrit-Gehalten bleibt Stickstoff unberücksichtigt. Merkblatt 821 führt die Kurzform W = % Cr + 3,3 × % Mo und dieselben Stickstofffaktoren. Die SSINA gibt die gleiche Beziehung mit einem Stickstofffaktor von typischerweise 16 oder 30 an. Für die Standard-Austenite der Typen 18/8-CrNi und 17/12/2-CrNiMo ließ sich laut MB 830 kein nutzbarer Stickstoffeffekt feststellen. Was Duplex-Stähle beim Schweißen verlangen, steht unter Duplex-Stahl.

Merkblatt 830 listet gerundete Wirksummen, errechnet aus mittleren Zusammensetzungen, zum Beispiel 19 für 1.4301, 25 für 1.4404, 34 für 1.4462 und 42 für 1.4410. Die Werkstoffnummern dahinter schlüsselt die Werkstoffnummern-Tabelle für Stahl auf.

Was der PREN-Wert nicht aussagt

Merkblatt 830 betont, dass die Wirksumme eine empirisch gefundene Regel ist, von der Abweichungen möglich sind — eine Orientierungshilfe, keine Gesetzmäßigkeit. Sie gilt nur für Werkstoffe mit üblichem homogenem Gefüge ohne Defekte oder Ungänzen und setzt einen geringen Schwefelgehalt voraus. Die SSINA schreibt sinngemäß, der Wert beschreibe die Beständigkeit unter idealen Bedingungen und erfasse weder intermetallische Phasen noch eine falsche Wärmebehandlung oder einen schlechten Oberflächenzustand; bei Werkstoffentscheidungen sei deshalb Vorsicht geboten.

Merkblatt 821 fasst den Grundsatz so: „Auch im Fall von Edelstahl Rostfrei ist die Korrosionsbeständigkeit keine Werkstoffeigenschaft, sondern ein Werkstoffverhalten“, das aus der Wechselwirkung der Oberfläche mit dem Medium unter den jeweiligen Betriebsbedingungen entsteht.

Einordnung: An einer Schweißnaht mit Anlauffarben sind Gefüge und Oberfläche nicht mehr im Lieferzustand. Die Wirksumme des Grundwerkstoffs allein beschreibt dort die Beständigkeit nicht. Einen PREN-Mindestwert je Medium nennen die zitierten Quellen nicht übereinstimmend; auf dieser Seite steht deshalb keiner.

Was tun bei Lochfraß?

Die Quellen beschreiben, wie die Ursachen an der Naht beseitigt werden. Laut ISER-Merkblatt 830 gilt:

• An Schweißverbindungen sind Anlauffarben, Verzunderungen, Spritzer und Schlackenreste sorgfältig zu entfernen; die Bildung von Oxid- und Zunderschichten ist durch angepasste Schutzgaszufuhr möglichst zu verhindern.
• Entfernt werden können Oxidfilme durch Beizen mit Beizmitteln ohne Salzsäure, durch Feinschleifen oder durch Kugelstrahlen, zum Beispiel mit Glasperlen.
• Metallabrieb vom Werkzeug und fest haftende Ablagerungen wie Fremdrost sind ebenfalls sorgfältig zu entfernen; Art und Umfang der Reinigung hängen von der Art der Beeinträchtigung ab.
• Grobes Schleifen erzeugt Zugeigenspannungen in der Oberfläche und erhöht damit in chloridhaltigen Wässern die Wahrscheinlichkeit für Spannungsrisskorrosion.

Die SSINA nennt zwei grundsätzliche Wege: eine beständigere Sorte wählen oder das Medium weniger aggressiv machen, etwa durch niedrigere Temperatur oder weniger Chlorid. Welche Methode für die Naht passt, ordnet Edelstahl-Schweißnaht reinigen ein; Beizen und Passivieren behandelt Edelstahl beizen und passivieren.

Einordnung: Eine Anleitung zur Reparatur bereits entstandener Löcher enthält keine der zitierten Quellen. Auf dieser Seite steht deshalb auch keine. Ob ein Spalt statt einer freien Oberfläche betroffen ist, klärt Spaltkorrosion.

Wo das im Fertigungsnachweis steht

Einordnung: Die Wirksumme folgt aus der chemischen Zusammensetzung, also aus der Werkstoffnummer von Grund- und Zusatzwerkstoff und deren Prüfbescheinigungen. Schutzgas und Wurzelschutz stehen in der Schweißanweisung, die Nachbehandlung der Naht in den Fertigungs- und Prüfvorgaben des Auftrags. Wie Edelstähle in Werkstoffgruppen eingeteilt werden, zeigt Werkstoffgruppen nach ISO 15608. Zum Ausdrucken für die Werkstatt: die Edelstahl-Nachbehandlungskarte.

EdelstahlNorm bewertet keine Korrosionsbeständigkeit und berechnet keine Wirksumme. Die Software führt die Nachweise der Schweißtechnik — Schweißanweisungen, Verfahrensprüfungen mit Werkstoffgruppen nach ISO 15608, Schweißerqualifikationen, Zusatzwerkstoffe und Prüfmittel.

Dieser Text ist eine Einordnung, keine Rechtsberatung und kein Normersatz. Grundlage sind die ISER-Merkblätter 821 (5. Auflage 2014), 823 (5. Auflage 2019), 824 (2. Auflage 2024) und 830 (3. Auflage 2012) sowie die SSINA-Seite „Pitting and Crevice Corrosion“ (Abruf 05.10.2026); maßgeblich ist der Wortlaut der jeweils gültigen Fassung.