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Modellierung und Simulation von Korrosionsprozessen für Schadensvorhersagen

Abstract

„Korrosion vorherzusagen ist wie Kaffeesatz lesen“, so oder ähnlich ist oftmals zu hören. Da ist sicherlich viel Wahres dran, zumal Korrosion und Statistik einhergehen. Dennoch ist es unter definierten Bedingungen möglich, Korrosionsinitiierung und –fortschritt zu berechnen, sowie Schadensvorhersagen zu treffen. Die Gültigkeit der Vorhersage ist dann letztendlich eine reine Frage der Bewertung und der Evaluierungskriterien. Computerbasierte Modellierung und Simulation sind in diesem Zusammenhang eine gute Wahl und eröffnen aufgrund der schnellen technologischen Entwicklungen neue Möglichkeiten. Entsprechende Vorhersagen sind aber nicht trivial und bedingen einen systematischen Ansatz, der oftmals über die Extrapolation einer physiochemischen Gesetzmäßigkeit hinausgeht. Korrosionsprozesse und deren mathematische Beschreibung stellen generell eine interdisziplinäre Herausforderung dar. Die Vielfältigkeit der treibenden kritischen Größen (Reaktionskinetik, Diffusion usw.) sowie das mehrfache Umschalten untereinander, macht Berechnungen sehr komplex. Dazu kommen methodische Anforderungen, die insbesondere mit der Skalenvielfalt zeitlich als auch örtlich einhergehen. Das Motto lautet also: Den richtigen Prozess auf der richtigen Skala erfassen, mathematisch disziplinenübergreifend modellieren, methodisch effizient lösen sowie das Gültigkeitsfenster eindeutig definieren und auch validieren. Dieser Beitrag zeigt Einblicke in dieses Thema und hilft, sich in der digitalen Korrosionsforschung zu orientieren. Der Schwerpunkt liegt dabei auf metallischen Substraten exponiert zu Elektrolytumgebungen.
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