Warum versagen Edelstahl-Lager in Salzwasser? Lochkorrosion und galvanische Korrosion verstehen

Nichtrostender Stahl gilt seit jeher als besonders korrosionsbeständig.

Umso überraschender ist es, wenn Lager aus nichtrostendem Stahl in Salzwasserumgebungen versagen – mitunter schon innerhalb einer einzigen Einsatzsaison.

Ein fundiertes Verständnis ihres Verhaltens ist der erste Schritt, um das geeignete Lagerwerkstoff auszuwählen, realistische Wartungsintervalle festzulegen und Ausfälle zu vermeiden, die Anlagen im ungünstigsten Moment außer Betrieb setzen.

Warum ist Salzwasser für Metall so aggressiv?

Meerwasser ist nicht einfach nur Salzwasser.

Es handelt sich um einen hoch leitfähigen Elektrolyten mit einer Chloridionen-(Cl⁻)-Konzentration von etwa 19.000 mg/L – also ungefähr 55-mal höher als der Grenzwert, ab dem chloridinduzierte Lochfraßkorrosion für Standard-Edelstahl ein erhebliches Risiko darstellt.

Dieser Unterschied ist in der Praxis von enormer Bedeutung.

Neben der Chloridkonzentration wirken in maritimen Umgebungen noch weitere Belastungsfaktoren zusammen:

• Schwankende Gehalte an gelöstem Sauerstoff – an der Oberfläche höher, in untergetauchten Spalten deutlich verringert

• Mikrobielle Aktivität, einschließlich sulfatreduzierender Bakterien, die korrosive Nebenprodukte bilden

• Hohe mechanische Belastungen in Verbindung mit dauerhafter Feuchtigkeit

• Unterschiedliche Metalle in engem elektrischem Kontakt, wodurch Bedingungen für galvanische Korrosion entstehen

Einzeln betrachtet ist jeder dieser Faktoren beherrschbar.

Gemeinsam beschleunigen sie die Korrosion auf eine Weise, die Ingenieure oft überrascht – insbesondere dann, wenn das Lagerwerkstoff anhand von Daten aus Süßwasser- oder nur schwach belasteten Umgebungen ausgewählt wurde.

Wie Lochkorrosion Lageroberflächen zerstört

Lochkorrosion ist ein lokaler Angriff. Statt die Oberfläche gleichmäßig abzubauen, entstehen kleine, tiefe Vertiefungen, die mechanische Spannungen konzentrieren und als Ausgangspunkte für Ermüdungsrisse dienen.

Warum die Passivschicht versagt

Nichtrostender Stahl widersteht Korrosion dank seiner Passivschicht – einer selbstheilenden Chromoxidschicht, typischerweise 1 bis 5 Nanometer dick, die sich beim Kontakt des Metalls mit Sauerstoff spontan bildet.

In den meisten Umgebungen ist diese Schicht äußerst stabil.

Chloridionen sind ihre größte Schwachstelle.

Sie lagern sich an der Oberfläche der Schicht an und dringen in Gefügedefekte ein – an Korngrenzen, nichtmetallischen Einschlüssen und Oberflächenkratzern.

Sobald ein Chloridion an einer solchen Schwachstelle die Schicht durchdringt, beginnt das darunterliegende Eisen in die Lösung überzugehen. Es bildet sich eine anodische Vertiefung.

Die Bedeutung von PREN – Pitting Resistance Equivalent Number

Bei der Werkstoffauswahl von nichtrostendem Stahl für korrosive Umgebungen ist PREN die aussagekräftigste Einzelkennzahl: das Pitting Resistance Equivalent Number.

Es wird wie folgt berechnet:
PREN = %Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N

Je höher der PREN-Wert, desto widerstandsfähiger ist der Stahl gegen chloridinduzierte Lochkorrosion.

In Salzwasser wird ein PREN über 40 für vollständig eingetauchte Bauteile in der Regel empfohlen.

Die meisten gängigen austenitischen Werkstoffe liegen deutlich unter diesem Grenzwert.

* Der Molybdängehalt von 440C liegt in der Regel nahe null; der Höchstwert nach ASTM A276 beträgt 0,75 %. Für Lebensdauerberechnungen darf dieser Maximalwert nicht angesetzt werden.

Wie Pitting an einem ausgefallenen Lager aussieht

Auf einer Laufbahn oder einem Wälzkörper zeigt sich Pitting-Schaden wie folgt:

• Kleine Krater oder raue Stellen auf der Kontaktfläche, unter Vergrößerung sichtbar

• Ungewöhnliche Vibrationen oder Geräusche unter Last – häufig das erste im Betrieb feststellbare Anzeichen

• Abplatzungen: Metallschuppen lösen sich von den Rändern bereits vorhandener Grübchen

• Vorzeitiger Ermüdungsausfall bei Lasten deutlich unterhalb der Nenntragfähigkeit des Lagers

Eine über 24 Monate durchgeführte Felduntersuchung an Pumpenlagern im Offshore-Einsatz ergab, dass Lager aus 316-Edelstahl in vollständig eingetauchten Meerwasserkühlsystemen im Durchschnitt bereits nach 14 Monaten messbare Laufbahnausbrüche zeigten — gegenüber mehr als 36 Monaten bei Hybrid-Keramiklagern unter identischen Bedingungen.

Galvanische Korrosion: Wenn zwei Metalle zur Batterie werden

Galvanische Korrosion entsteht, wenn zwei Metalle mit unterschiedlichen elektrochemischen Potenzialen elektrisch miteinander verbunden und einem leitfähigen Medium ausgesetzt sind.

Meerwasser ist aufgrund seiner Ionenkonzentration ein hervorragender Elektrolyt.

Der Strom fließt vom unedleren Metall (der Anode) zum edleren Metall (der Kathode).

Die Anode korrodiert. Die Kathode bleibt geschützt.

Die galvanische Spannungsreihe und ihre Bedeutung für Lagerbaugruppen

Die galvanische Spannungsreihe ordnet Metalle nach ihrem elektrochemischen Potenzial in Meerwasser ein.

Je größer der Abstand zweier Metalle auf dieser Skala ist, desto aggressiver fällt der galvanische Angriff auf das anodische Material aus.

Die Potenzialdifferenz zwischen aktiven Aluminiumlegierungen und passivem Edelstahl kann beispielsweise 0.5–0.8 V erreichen — mehr als genug, um eine rasche Korrosion auszulösen.

Zu den typischen Paarungen mit hohem Risiko in maritimen Lagerbaugruppen zählen:

• Laufbahnen aus 316-Edelstahl in Aluminiumgehäusen — das Aluminiumgehäuse wirkt als Anode und korrodiert schnell

• Wellen aus Kohlenstoffstahl mit Laufbahnen aus Edelstahl — der Kohlenstoffstahl ist anodisch, neigt zum Fressen und korrodiert schneller als erwartet

• Bronzebuchsen in unmittelbarer Nähe zu Wälzkörpern aus rostfreiem Stahl – zunächst nur ein mäßiges galvanisches Paar, über längere Einwirkdauer jedoch von erheblicher Bedeutung.

• Verzinkte Verbindungselemente in Kontakt mit Lagersitzen aus rostfreiem Stahl – das Zink wird rasch opferanodisch verbraucht, was zum Ausfall der Verbindungselemente führt.

Spaltkorrosion: Geometrie als Risikofaktor

Spaltkorrosion setzt keine zwei unterschiedlichen Metalle voraus.

Entscheidend ist die Geometrie.

Enge Spalte – etwa an der Schnittstelle zwischen Außenring und Gehäuse oder im Bereich von Sicherungsringen und Dichtungen – halten stehendes Meerwasser zurück.

Der im Spalt gelöste Sauerstoff wird verbraucht und kann von außen nicht nachgeliefert werden.

Es entsteht ein lokal sauerstoffarmes, chloridreiches Milieu, das dem Inneren eines Lochfraßangriffs nahezu entspricht.

Die Passivschicht bricht zusammen, und die Korrosion im Spalt beschleunigt sich.

Sowohl ISO 15156 als auch NACE MR0175 behandeln Spaltkorrosion als eigenständigen Schadensmechanismus in sauren und maritimen Einsatzumgebungen – sie ist nicht bloß eine Unterform der Lochkorrosion.

Praxisbeispiele für Lagerausfälle

Diese Schadensbilder treten nicht nur unter Laborbedingungen auf, sondern auch in gut dokumentierten Anwendungen.

Lager von Propellerwellen

Propellerwellenlager sind dauerhaft unter Wasser und nehmen erhebliche dynamische Lasten aus Propellerschub und Vibration auf.

Eine Schadensanalyse eines Betreibers kommerzieller Fischereifahrzeuge ergab, dass Cutlass-Lagerschalen aus 304 Edelstahl bereits nach nur einer Fangsaison (ca. 1.200 Betriebsstunden) in pazifischem Meerwasser sichtbare Lochkorrosion aufwiesen.

Die Welle aus Kohlenstoffstahl zeigte im Kontaktbereich eine beschleunigte Korrosion, wie sie für galvanische Kopplung typisch ist.

Der Wechsel auf ein mit Glasfasern verstärktes Polymerlager beseitigte beide Schadensmechanismen.

Lager in Deckwinden und Beschlagteilen

Lager in Winden auf Offshore-Fahrzeugen sind Salzsprühnebel, UV-bedingter Alterung der Dichtungen sowie hohen stoßartigen Wechsellasten ausgesetzt.

Diese Kombination begünstigt Spannungsrisskorrosion (SCC) – einen Schadensmechanismus, bei dem Edelstahl unter anhaltender Zugspannung in chloridhaltiger Umgebung versprödet.

SCC kann zu einem plötzlichen Bruch ohne sichtbare vorherige plastische Verformung führen und ist daher besonders gefährlich.

ASTM A276 Type 316 weist eine mittlere SCC-Beständigkeit auf; Duplex-Werkstoffe schneiden deutlich besser ab.

Lager für Seewasserpumpen in Offshore-Anwendungen

In Seewasser-Förderpumpensystemen von Offshore-Öl- und Gasplattformen sind die Wechselintervalle der Lager ein wesentlicher Kostentreiber der Instandhaltung.

Ein Betreiber in der Nordsee berichtete, dass Kugellager aus 316L-Edelstahl in Kühlwasserpumpen unter normalen Seewasser-Betriebsbedingungen im Durchschnitt alle 18 Monate ersetzt werden mussten.

Nach der Umstellung auf Hybrid-Keramiklager aus Si₃N₄ mit Doppellippendichtungen verlängerte sich das durchschnittliche Wechselintervall auf 52 Monate.

Der Unterschied bei den Investitionskosten amortisierte sich innerhalb von zwei Austauschzyklen.

Ausrüstung für Aquakultur und Fischverarbeitung

In Meerwasser-Käfiganlagen und Fischverarbeitungsbetrieben sind Lager nahezu dauerhaft Chloriden ausgesetzt und werden zusätzlich durch aggressive Reinigungszyklen mit Hypochloritlösungen belastet.

Hypochlorit greift Passivschichten noch stärker an als reines Seewasser.

Aus diesem Grund haben Polymerlager (PEEK oder glasfaserverstärktes Nylon) in Direktkontaktanwendungen Edelstahl weitgehend ersetzt.

Schnellübersicht

• 316L-Edelstahl (PREN ~26) eignet sich für Spritzwasserbereiche und zeitweise Exposition – nicht für vollständiges Eintauchen

• Duplex 2205 (PREN ~35) ist die praxisgerechte nächsthöhere Wahl für anspruchsvolle maritime Umgebungen

• Super Duplex 2507 (PREN ~43) oder Keramiklager sind die richtige Wahl für dauerhafte Unterwasseranwendung

• Prüfen Sie stets den PREN-Wert und nicht nur die Werkstoffbezeichnung – zwei Stähle mit der Bezeichnung „316“ können unterschiedliche Mo-Gehalte aufweisen

• Das galvanische Risiko hängt von der gesamten Baugruppe ab: Gehäuse, Welle, Befestigungselemente und Elektrolytpfad

Das richtige korrosionsbeständige Lager für Salzwasser auswählen

Die Werkstoffauswahl für Marine-Lager ist keine einmalige Einzelentscheidung.

Sie hängt von Eintauchtiefe, Betriebstemperatur, Strömungsgeschwindigkeit, angrenzenden Werkstoffen und dem zulässigen Wartungsintervall ab.

Diese Einflussgrößen wirken zusammen, sodass pauschale Empfehlungen unzuverlässig sind.

Ein praxisorientierter Bewertungsrahmen hilft jedoch dabei, die Auswahl einzugrenzen:

316L-Edelstahl — Ausgangspunkt für moderate Beanspruchung

Für Spritzwasserbereiche, Deckbeschläge und den zeitweisen Kontakt mit Seewasser ist 316L-Edelstahl die praxisgerechte Basis.

Sein Molybdängehalt (typischerweise 2–2,5 %) ergibt einen PREN von etwa 26, was für nicht eingetauchte Anwendungen ausreichend ist.

Der geringere Kohlenstoffgehalt im Vergleich zu Standard-316 reduziert zudem das Risiko von Chromkarbidausscheidungen in der Wärmeeinflusszone – insbesondere dann, wenn das Lagergehäuse geschweißt wird oder die Betriebstemperaturen über 50°C schwanken.

316L darf jedoch nicht als universell einsetzbarer Werkstoff für den maritimen Bereich betrachtet werden.

In Tiefen unter 1 Meter, in langsam fließendem oder stehendem Wasser sowie bei Temperaturen über 30°C ist die Stabilität der Passivschicht nur noch begrenzt gegeben.

Diese Bedingungen erfordern einen höheren PREN oder eine nichtmetallische Lösung.

Duplex- und Super-Duplex-Edelstahl

Duplex 2205 (PREN ~35) bietet eine deutlich höhere Chloridbeständigkeit als austenitische Werkstoffe und verfügt über eine höhere mechanische Festigkeit – ein entscheidender Vorteil in tragenden maritimen Anwendungen.

Super Duplex 2507 (PREN ~43) überschreitet den für den dauerhaften Betrieb in Seewasser empfohlenen Grenzwert.

Beide Werkstoffe sind zudem deutlich besser gegen Spannungsrisskorrosion beständig als Stähle der 316er-Reihe.

Der Nachteil liegt in der Zerspanbarkeit und den Kosten. Duplex-Werkstoffe lassen sich schwieriger auf die für Präzisionslager erforderlichen Oberflächentoleranzen bearbeiten.

Am Markt verfügbare Lagerkomponenten in Duplex-Ausführung sind seltener als 316-Varianten; dies kann sich auf Lieferzeiten und Standardisierung auswirken.

Vollkeramik- und Hybrid-Keramiklager

Siliziumnitrid (Si₃N₄) besitzt keine angreifbare Passivschicht und ist elektrisch nicht leitfähig – dadurch werden sowohl Lochkorrosion als auch galvanische Korrosion gleichzeitig vermieden.

In der oben zitierten Pumpenuntersuchung aus der Nordsee verlängerten Hybrid-Keramiklager (Keramikkugeln, Laufbahnen aus 316L-Edelstahl) die Lebensdauer gegenüber reinem Edelstahl um nahezu das Dreifache.

Vollkeramiklager sind die richtige Wahl, wenn ein hohes Risiko galvanischer Kopplung besteht, wenn die benachbarte Struktur aus einem unedlen bzw. abweichenden Metallwerkstoff besteht oder wenn die Anwendung keine durch Inspektionsintervalle bestimmten Wartungsmaßnahmen zulässt.

Der Preisaufschlag gegenüber Edelstahl beträgt bei vergleichbaren Lagerabmessungen typischerweise das 3- bis 5-Fache; bei den meisten Anwendungen mit dauerhaftem Eintauchen sprechen die Gesamtbetriebskosten jedoch für Keramik.

Polymer- und Kunststofflager

Lager aus PEEK, Delrin und glasfaserverstärktem Nylon sind gegenüber Lochfraß und galvanischer Korrosion vollständig unempfindlich.

Sie sind die geeignete Lösung für Anwendungen mit geringer Belastung – etwa Käfigsysteme in der Aquakultur, Wellen kleiner Pumpenlaufräder, Angelrollen und leichte Förderanlagen im Marinebereich.

Die Tragfähigkeit ist der begrenzende Faktor: Die dynamischen Tragzahlen der meisten Polymerlager liegen 60–80 % unter denen vergleichbarer Stahllager.

Beschichtete und stromlos vernickelte Lager

Die stromlose Vernickelung erzeugt eine Sperrschicht mit einem PREN, das ungefähr dem von 316er Edelstahl entspricht.

Für die Nachrüstung bestehender Konstruktionen ist dieses Verfahren kosteneffizient, die Qualitätskontrolle ist jedoch entscheidend.

Jede Porenstelle, jeder Randspalt und jede zu dünne Beschichtungszone wird zur bevorzugten Angriffsstelle für Lochfraß, an der der Werkstoffuntergrund konzentrierter Chloridbelastung ausgesetzt ist – und die Korrosion mitunter beschleunigt statt verhindert.

* Geschätzt unter normalen Einsatzbedingungen in Seewasser bei fachgerechter Montage und planmäßiger Wartung. Die tatsächliche Lebensdauer hängt von Temperatur, Strömungsverhältnissen, Lastzyklus und Dichtungsintegrität ab.

Wartungsmaßnahmen zur Verlängerung der Lagerlebensdauer in Salzwasser

Selbst ein Lager mit höchster Spezifikation versagt vorzeitig, wenn Montage und Wartung nicht korrekt ausgeführt werden.

In maritimen Umgebungen sind vier Maßnahmen für den Großteil der vermeidbaren Ausfälle verantwortlich.

Elektrische Isolierung zwischen ungleichen Metallen

Isolierscheiben, Hülsen und Buchsen aus Kunststoff oder Gummi unterbrechen den galvanischen Stromkreis.

Ohne einen elektrischen Strompfad zwischen Anode und Kathode kann keine galvanische Korrosion entstehen — unabhängig davon, wie weit die beiden Metalle in der galvanischen Reihe auseinanderliegen.

Dies ist die Einzelmaßnahme mit dem höchsten Nutzen für Baugruppen, die Materialkombinationen erfordern.

Schiffstaugliches Fett und planmäßige Nachschmierung

Wasserbeständiges Schifffahrtsfett, typischerweise auf Lithium-Komplex- oder Calcium-Sulfonat-Basis und mit einer Wasser-Auswaschbeständigkeit gemäß ASTM D1264, wirkt sowohl als Schmierstoff als auch als Chloridbarriere.

Bei zeitweise untergetauchten Anwendungen ist eine Nachschmierung alle 6 Monate ein üblicher Ausgangswert.

Dauerhaft untergetauchte oder stark durchströmte Anwendungen können eine vierteljährliche Wartung erfordern — der richtige Intervall richtet sich nach Temperatur und Belastung, nicht allein nach dem Kalender.

Abgedichtete Lager mit Doppellippendichtungen oder PTFE-Dichtungen

Offene Lager ermöglichen dem Meerwasser den direkten Zutritt zu den Wälzkörpern.

Einfach wirkende Kontakt-Dichtungen bieten einen mittleren Schutz.

Bei Spritzwasser- oder Unterwassereinsatz bieten Doppellippendichtungen mit PTFE-Lauffläche die beste Kombination aus Eindringschutz und geringem Reibmoment.

Für die oben genannte Pumpenanwendung in der Nordsee wurde die Dichtungswahl als der größte Einzelbeitrag zur verlängerten Lebensdauer identifiziert — mit höherem Einfluss als das Lagerwerkstoff allein.

Frühe Inspektion und Zustandsüberwachung

Einlaufspuren und galvanische Korrosion beschleunigen sich nach ihrem Auftreten häufig nichtlinear.

Ein Lager mit leichten Oberflächen-Einlaufspuren nach 12 Monaten kann nach 18 Monaten tiefe Laufbahnschäden aufweisen.

Die Schwingungsüberwachung (ISO 10816 oder gleichwertig) kann die frühen Anzeichen von Oberflächenrauheit erkennen, bevor Ermüdungsausbrüche einsetzen.

Die Temperaturüberwachung per Kontakt- oder Infrarotmessung erfasst einen ansteigenden Reibungszustand infolge von Schmutzpartikelverunreinigungen. Für keine der beiden Methoden muss das Lager ausgebaut werden.

Spülung mit Süßwasser nach Kontakt mit Salzwasser

Bei zugänglichen Komponenten — Deckbeschläge, demontierbare Baugruppen, zeitweise im Salzwasser eingesetzte Anlagen — entfernt eine Spülung mit Frischwasser verbliebene Chloride, bevor sie sich beim Abtrocknen der Oberfläche anreichern.

Diese einfache Maßnahme kann die Stabilität der Passivschicht auf 316L-Bauteilen zwischen den planmäßigen Wartungsintervallen spürbar erhöhen.

Häufig gestellte Fragen

Ist Edelstahl 316 für vollständig untergetauchte Marine-Lager ausreichend?

Das hängt von den konkreten Einsatzbedingungen ab. Edelstahl 316 (PREN ~26) bewährt sich zuverlässig in Spritzwasserzonen und bei zeitweiser Exposition.

Bei vollständiger Unterwasseranwendung hängt die Antwort von der Wassertemperatur, der Strömungsgeschwindigkeit und der Geometrie von Spalten und Hohlräumen ab.

In kaltem, schnell strömendem Wasser mit guter Sauerstoffversorgung kann 316L sich noch recht gut bewähren.

In warmem, stagnierendem Wasser – wie es in Bilgenbereichen, langsam durchströmten Pumpengehäusen oder flachen tropischen Meeresumgebungen typisch ist – ist die Passivschicht deutlich weniger stabil, und Lochkorrosion wird wahrscheinlich.

Im Zweifel sollte auf Duplex 2205 oder Keramik ausgewichen werden.

Kann ich 304-Edelstahllager an beliebiger Stelle auf einem Schiff einsetzen?

Nur in vollständig geschützten Innenbereichen ohne Kontakt zu Salzwasser – beispielsweise in einem abgedichteten, trockenen Elektroschrank.

In der Nähe von Spritzwasser, Kondensat oder Bilgenwasser setzt bei 304 schnell Lochkorrosion ein.

Mit einem PREN von rund 19 liegt es unter der Schwelle, ab der chloridinduzierte Lochkorrosion im Seewasser zu einem dauerhaften Risiko wird.

Für Lageranwendungen gilt es nicht als seewasserbeständige Ausführung.

Was bedeutet PREN, und warum ist es wichtiger als die bloße Werkstoffbezeichnung?

PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) wird aus dem Chrom-, Molybdän- und Stickstoffgehalt eines Stahls berechnet.

Der Kennwert liefert eine einzelne Zahl, mit der sich die Beständigkeit gegen Lochkorrosion zuverlässiger abschätzen lässt als mit der Werkstoffbezeichnung allein.

Zwei Stähle mit der Bezeichnung „316“ können unterschiedliche tatsächliche Mo-Gehalte und damit unterschiedliche PREN-Werte aufweisen.

Bei der Auslegung von Lagern für den Einsatz in Salzwasser sollte der chargenspezifische PREN gefordert werden – nicht nur die nominelle Werkstoffqualität.

Halten Keramiklager in Salzwasser länger als Edelstahllager?

In den meisten Unterwasseranwendungen deutlich länger.

Siliziumnitrid-Keramik bildet keine Passivschicht, sodass Chloridionen keinen Angriffspunkt haben.

Zudem ist das Material elektrisch nicht leitfähig, wodurch eine galvanische Kopplung mit benachbarten Metallen vermieden wird.

In dokumentierten Offshore-Pumpenanwendungen haben Keramik- oder Hybridkeramiklager unter denselben Bedingungen eine 2,5–4x längere Lebensdauer erreicht als vergleichbare 316L-Edelstahllager.

Wie lässt sich feststellen, ob ein Lager durch Korrosion oder durch mechanische Ermüdung ausgefallen ist?

Ein durch Korrosion eingeleiteter Ausfall zeigt an der Laufbahn typischerweise zunächst Oberflächenfraß oder Verfärbungen, bevor sich Ermüdungsausbrüche bilden.

Mechanische Ermüdung ohne Korrosion äußert sich in der Regel in einer unterirdischen Rissausbreitung, die zu Ermüdungsausbrüchen führt – ohne sichtbare Oberflächenfraßstellen.

Das entscheidende diagnostische Merkmal: Befinden sich Fraßstellen am Rand oder im Zentrum von Ausbruchsbereichen, ist Korrosion mit hoher Wahrscheinlichkeit der auslösende Mechanismus und nicht nur ein Sekundäreffekt.

Ein metallographischer Querschliff der Ausbruchszone kann die Abfolge bestätigen.

Welche Normen gelten für die Werkstoffauswahl von Wälzlagern im maritimen Umfeld?

Je nach Anwendungsfall sind mehrere Normen und Regelwerke relevant.

NACE MR0175 / ISO 15156 behandelt korrosionsbeständige Werkstoffe im Sour Service (relevant für Offshore-Öl- und Gasanwendungen).

ASTM A276 und ASTM A484 regeln die Spezifikationen für Stab- und Formprodukte aus nichtrostendem Stahl. ISO 281 behandelt die Berechnung der Tragzahlen von Wälzlagern.

Für Marine- und Verteidigungsanwendungen hat MIL-B-17931 historisch die Anforderungen an maritime Lager definiert.

Keines dieser Regelwerke ersetzt eine fundierte Korrosionsbewertung für den konkreten Anwendungsfall – sie definieren lediglich Mindestanforderungen.

Zusammenfassung

Nichtrostende Wälzlager fallen in Salzwasser aus, weil Chloridionen den Passivfilm angreifen, der ihre Korrosionsbeständigkeit gewährleistet.

Lochfraßkorrosion verursacht tiefe, lokal begrenzte Schädigungen, die Ermüdungsrisse bereits bei Lasten weit unterhalb der Nenntragfähigkeit auslösen.

Galvanische Korrosion greift Lager oder benachbarte Bauteile an, wenn ungleiche Metalle über Meerwasser elektrisch miteinander verbunden sind.

Für den Vergleich nichtrostender Stähle im maritimen Einsatz ist der PREN-Wert die geeignete Kennzahl. Werkstoffe mit einem PREN unter 25 – darunter 304 und 440C – sind für den direkten Kontakt mit Meerwasser nicht geeignet.

316L ist ein sinnvoller Ausgangswerkstoff für Anwendungen im Spritzwasserbereich und bei zeitweisem Kontakt.

Bei vollständigem Eintauchen bieten Duplex 2205 (PREN ~35), Super Duplex 2507 (PREN ~43) oder Keramiklager eine deutlich bessere Langzeitperformance.

Neben der Werkstoffauswahl hängt die Lebensdauer in hohem Maß von der Dichtungsqualität, der Schmierungspraxis, der elektrischen Trennung unterschiedlicher Metalle und der Prüfhäufigkeit ab.

Dokumentierte Fälle aus Offshore- und Marineanwendungen zeigen übereinstimmend, dass Instandhaltungsentscheidungen die Lagerlebensdauer ebenso stark beeinflussen wie die Werkstoffgüte selbst.