Welche Rolle spielen Unterlegscheiben beim Schutz vor Korrosion?

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Unterlegscheiben spielen eine oft unterschätzte, aber entscheidende Rolle beim Korrosionsschutz von Schraubverbindungen. Ihre Schutzwirkung lässt sich in verschiedene mechanische und chemische Mechanismen unterteilen:

1. Schutz der Oberflächenbeschichtung

Dies ist eine der wichtigsten Funktionen. Wenn eine Schraube oder Mutter direkt auf ein Werkstück festgezogen wird, entstehen durch die Drehbewegung enorme Reibungskräfte. Diese können Schutzschichten (wie Lacke, Eloxal-Schichten oder Verzinkungen) des Werkstücks beschädigen oder wegkratzen.

  • Die Rolle der Scheibe: Die Unterlegscheibe fungiert als Puffer. Sie nimmt die Reibung beim Festdrehen auf, sodass die schützende Beschichtung des Bauteils intakt bleibt. Ohne diese Barriere wäre die beschädigte Stelle ein idealer Angriffspunkt für Rost.

2. Vermeidung von Kontaktkorrosion (Bimetallkorrosion)

Kontaktkorrosion tritt auf, wenn zwei unterschiedliche Metalle (z. B. eine Edelstahlschraube in einem Aluminiumbauteil) in Gegenwart von Feuchtigkeit (einem Elektrolyten) aufeinandertreffen. Das unedlere Metall korrodiert dabei sehr schnell.

  • Die Rolle der Scheibe: Hier werden oft Unterlegscheiben aus isolierenden Materialien (wie Kunststoff/Polyamid) oder aus einem Material verwendet, das als "Vermittler" zwischen den beiden Metallen dient, um den direkten elektrischen Kontakt zu verhindern.

3. Abdichtung gegen Feuchtigkeit

Speziell konstruierte Unterlegscheiben, wie Dichtscheiben (oft mit einer EPDM-Gummischicht unterlegt), verhindern das Eindringen von Wasser in das Bohrloch.

  • Die Rolle der Scheibe: Durch das Festziehen wird das Dichtmaterial in die Fugen gepresst. Da Korrosion Feuchtigkeit benötigt, wird der Prozess gestoppt, bevor er im Inneren der Verbindung (am Gewinde) beginnen kann.

4. Verteilung der Klemmkraft

Korrosion kann auch durch Mikrobewegungen oder extreme Spannungsspitzen begünstigt werden (Spannungsrisskorrosion).

  • Die Rolle der Scheibe: Die Unterlegscheibe vergrößert die Auflagefläche. Dadurch wird die Kraft gleichmäßiger verteilt. Dies verhindert lokale Verformungen oder Risse in der Beschichtung des Werkstücks, in denen sich Feuchtigkeit sammeln könnte.

5. Opferanoden-Prinzip (bei verzinkten Scheiben)

Wenn Unterlegscheiben aus verzinktem Stahl verwendet werden, bieten sie einen sogenannten kathodischen Korrosionsschutz.

  • Die Rolle der Scheibe: Zink ist unedler als Stahl. Wenn die Zinkschicht der Scheibe beschädigt wird, "opfert" sich das Zink und korrodiert anstelle des darunterliegenden Stahls oder der Schraube.

6. Verwendung von Edelstahl (A2/A4)

In korrosiven Umgebungen (Salzwasser, Chemieindustrie) werden Scheiben aus Edelstahl verwendet.

  • Die Rolle der Scheibe: Sie sorgt dafür, dass die Verbindung selbst nicht zum Rostherd wird. Würde man eine einfache Stahlscheibe unter eine Edelstahlschraube legen, würde die Scheibe rosten und den Rost auf die umliegenden Bauteile übertragen ("Fremdrost").

Zusammenfassung

Unterlegscheiben schützen vor Korrosion, indem sie:

  1. Mechanische Schäden an Schutzlacken verhindern.
  2. Elektrochemische Reaktionen zwischen verschiedenen Metallen unterbinden.
  3. Hohlräume versiegeln, damit kein Wasser eindringt.
  4. Fremdrost vermeiden, indem sie materialtechnisch auf die Umgebung abgestimmt sind.

Wichtiger Hinweis: Eine falsch gewählte Unterlegscheibe (z. B. eine verzinkte Scheibe bei einer Edelstahlschraube in feuchter Umgebung) kann die Korrosion sogar beschleunigen. Die Materialwahl muss daher immer auf die gesamte Verbindung abgestimmt sein.