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Jens Lehmann, Andreas Burkert, Adrian Wagner

• Nichtrostende Stähle sind in Tunnelbauwerken weitverbreitete Werkstoffe, die für Konstruktionsteile verschiedenster Art häufig verwendet werden. Von einfachen Hilfsbauteilen wie Kabelkanälen bis hin zu komplexen Konstruktionen von Schilderbrücken. Tunnel sind aus Sicht des Korrosionsschutzes sehr speziell und zählen in Mitteleuropa zu den korrosivsten atmosphärischen Umgebungsbedingungen. Grund hierfür ist die Kombination aus hoher Feuchtigkeit, Abgasen der Fahrzeuge (SO2, NOx) und dem winterlichen Streusalzeinsatz (Cl-). Die daraus entstehen-den feuchten Oberflächenfilme sind hochchloridhaltig und weisen durch Reaktionen mit Schwefeldioxid sehr niedrige pH-Werte auf. Durch die in Tunnelbauwerken gleichzeitige fehlende Abwaschung der Oberflächenfilme durch Regenereignisse können sich die Verunreinigungen an vielen Ausstattungsteilen über die Einsatzzeit aufkonzentrieren. Für metallene Bauteile und insbesondere auch für nichtrostende Stähle ist dadurch eine hohe KorrosionsbeanspruchungNichtrostende Stähle sind in Tunnelbauwerken weitverbreitete Werkstoffe, die für Konstruktionsteile verschiedenster Art häufig verwendet werden. Von einfachen Hilfsbauteilen wie Kabelkanälen bis hin zu komplexen Konstruktionen von Schilderbrücken. Tunnel sind aus Sicht des Korrosionsschutzes sehr speziell und zählen in Mitteleuropa zu den korrosivsten atmosphärischen Umgebungsbedingungen. Grund hierfür ist die Kombination aus hoher Feuchtigkeit, Abgasen der Fahrzeuge (SO2, NOx) und dem winterlichen Streusalzeinsatz (Cl-). Die daraus entstehen-den feuchten Oberflächenfilme sind hochchloridhaltig und weisen durch Reaktionen mit Schwefeldioxid sehr niedrige pH-Werte auf. Durch die in Tunnelbauwerken gleichzeitige fehlende Abwaschung der Oberflächenfilme durch Regenereignisse können sich die Verunreinigungen an vielen Ausstattungsteilen über die Einsatzzeit aufkonzentrieren. Für metallene Bauteile und insbesondere auch für nichtrostende Stähle ist dadurch eine hohe Korrosionsbeanspruchung vorhanden, die bei der Werkstoffauswahl bzw. beim Korrosionsschutz zu berücksichtigen ist. Aufgrund der Gefahr für das Auftreten Spannungsrisskorrosion bei einigen nichtrostenden Stahlsorten in Tunnelatmosphären, sind Regeln für die Werkstoffauswahl in Tunneln aufgestellt worden, die seit vielen Jahrzehnten gültig sind. Diese Regeln waren bis 2015 national in der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung Z-30.3-6 für nichtrostende Stähle festgehalten und werden seit 2015 im europäische Regelwerk DIN EN 1993 1 4 (Eurocode 3) verbindlich genormt. In den ZTV-ING für den Straßenbau wird in Abschnitt 4 auf diese Regelwerke Bezug genommen. Die Entwicklungen des nichtrostenden Stahlmarktes in den letzten Jahren, insbesondere für den Bausektor, gehen hin zu den Duplexstählen, da diese aufgrund ihres legierungsspezifisch abgesenkten Nickelgehaltes häufig kostengünstiger als die vergleichbaren Austenite sind. Neben vorteilhaften mechanisch-technologischen Eigenschaften, wie zum Beispiel höhere Festigkeiten, weisen sie zudem auch ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeiten auf. Hierzu wurden zahlreiche Studien und Forschungsarbeiten durchgeführt, die diese Vorteile bekräftigen konnten. In Tunnelanwendungen sind Duplexstähle bislang wenig untersucht und deren Korrosionsverhalten kann in dieser speziellen Atmosphäre daher nur bedingt eingeschätzt werden. Das Forschungsprojekt soll diese Erkenntnislücke schließen und durch eine breit angelegte Parameterstudie Duplexstähle für Tunnelanwendungen qualifizieren. Dafür wurden die Korrosionsbedingungen in den Tunneln umfassend untersucht, die Korrosivität der Tunnelatmosphäre anhand normativer Regelwerke beschrieben und dem Korrosionszustand der Prüfkörper aus nichtrostenden Stählen gegenübergestellt.…