Korrosionsschutz von Aluminium 

Korrosionsschutz von Aluminium

Aluminium und, in unterschiedlichen Graden, seine Legierungen sind auch ohne spezielle Schutzbeschichtung sehr korrosionsbeständig.

Natürliche Oxidbeschichtung

Natürliche Aluminiumoberfläche, die bei der Herstellung eines Aluminiumprodukts auftritt, z.B, drückend, Walzen oder Gießen, hat eine hohe Korrosionsbeständigkeit in den meisten Umgebungen. Das ist weil, dass die frische Aluminiumoberfläche spontan und sofort eine dünne, aber sehr effektive Oxidschicht, was eine weitere Oxidation des Metalls verhindert.

Dieser Oxidfilm ist undurchlässig und, im Gegensatz zu Oxidschichten anderer Metalle, z.B, Drüse, sehr fest mit dem Grundmetall "verbunden". Bei mechanischen Beschädigungen wird dieser Film sofort wiederhergestellt, heilt.

Die natürliche Oxidschicht ist der Hauptgrund für die gute Korrosionsbeständigkeit von Aluminium.. Diese Beschichtung ist beständig in Umgebungen mit Säure - pH-Wert - von 4 zu 9.

Drei Hauptarten der Aluminiumkorrosion

Die häufigsten Arten von Aluminiumkorrosion sind:

  • galvanische (Kontakt-) Korrosion;
  • Lochfraß (Lochfraß) Korrosion;
  • Spaltkorrosion.

Korrosion unter Belastung, was zum knacken führt, ist eine spezifischere Art von Korrosion. Es kommt hauptsächlich in hochfesten Aluminiumlegierungen vor., z.B, AlZnMg-Legierungen, wenn sie in einer korrosiven Umgebung längerer Zugbelastung ausgesetzt sind. Diese Art von Korrosion tritt bei Legierungen der Serie 6xxx normalerweise nicht auf., also AlMgSi-Legierungen.

Galvanische Korrosion von Aluminium

Dann kann es zu galvanischer Korrosion kommen, wenn zwei verschiedene Metalle in direktem Kontakt stehen und sich zwischen ihnen eine elektrolytische Brücke gebildet hat. Das weniger edle Metall in dieser Kombination wird zur Anode und korrodiert. Das Edelmetall wird zur Kathode und ist vor Korrosion geschützt.

In den meisten Kombinationen mit anderen Metallen ist Aluminium ein weniger edles Metall. Daher besteht bei Aluminium ein höheres Risiko für galvanische Korrosion., als andere Baustoffe. aber, dieses Risiko ist geringer, was wird normalerweise in Betracht gezogen.

Voraussetzungen: Kontakt und Feuchtigkeit

Galvanische Korrosion von Aluminium tritt nur auf, wenn, wenn gleichzeitig:

  • Kontakt mit einem edleren Metall (oder einem anderen elektrischen Leiter mit höherem chemischen Potential), als Aluminium, z.B, Graphit;
  • zwischen den beiden Metallen befindet sich ein Elektrolyt mit guter Leitfähigkeit, am häufigsten, Wasser mit gelösten Salzen.

Galvanische Korrosion tritt in trockener Luft nicht auf, z.B, in einem normalen Wohnraum. Kein hohes Risiko von galvanischer Korrosion und saubere ländliche Atmosphäre. Gleichzeitig, in Atmosphären mit hohem Chloridgehalt muss immer die Gefahr von galvanischer Korrosion berücksichtigt werden, z.B, in Gebieten in der Nähe von Meeren und Ozeanen.

Aluminium und verzinkter Stahl

Es kann zu Problemen mit galvanischer Korrosion und der Paarung von Aluminium mit verzinktem Stahl kommen. Die Zinkbeschichtung von verzinktem Stahl schützt zuerst das Aluminium vor Korrosion. aber, dieser Schutz nimmt ab, wenn die Oberfläche des Stahls durch den Verbrauch von Zink freigelegt wird. Feuerverzinkter Stahl ergibt eine dicke Zinkschicht, als elektrochemische Verzinkung und bietet einen längeren Aluminiumschutz. Daher wird in aggressiver Atmosphäre im Kontakt mit Aluminium nur feuerverzinkter Stahl verwendet..

Galvanische Trennung

Dort, wo verschiedene Metalle in Kontakt aufgetragen werden, galvanische Korrosion kann vermieden werden, indem ein Metall vom anderen elektrisch isoliert wird. Ein Beispiel für eine solche Lösung für eine Schraubverbindung zwischen Aluminium und Stahlblech ist in der Abbildung dargestellt 1. Elektrolyt kann sich zwischen Schraubenkopf und Aluminiumoberfläche ansammeln, aber die Isolierscheibe lässt keinen galvanischen Strom fließen und es tritt keine Korrosion auf. Andererseits besteht keine Möglichkeit des Eindringens von Feuchtigkeit im Kontakt von Aluminium und Stahlblech., es bildet sich kein Elektrolyt und es tritt keine Korrosion auf.

bolzen-alyuminiy-stalBild 1 - Elektrische Isolierung von Aluminium von Stahl

Unterbrechung des Elektrolytkreislaufs

In großen Strukturen, dort, wo die Verwendung von elektrischer Isolierung schwierig ist, eine alternative Lösung wird verwendet - Verhinderung einer elektrolytischen Brücke zwischen zwei Metallen. Die Oberflächenmalerei ist eine Möglichkeit, dies zu tun.. In den meisten Fällen ist es am besten, die Kathodenoberfläche zu lackieren., das heißt, ein edleres Metall.

Kathodenschutz

Der kathodische Korrosionsschutz kann auf zwei Arten erreicht werden. Am häufigsten ist dies der Einbau einer Anode aus einem weniger edlen Metall in direktem Metallkontakt mit Aluminium.. Dieses weniger edle Metall opfert sich, d.h. korrodiert statt Aluminium. Daher wird sie als Opferanode bezeichnet..

Damit eine solche Opferanode funktioniert, es muss in Flüssigkeitskontakt mit der geschützten Aluminiumoberfläche stehen. Zum Schutz von Aluminium werden am häufigsten Zink und Magnesium als Opferanoden verwendet.. Ein Beispiel für einen kathodischen Schutz ist in der Abbildung dargestellt. 2.

Eine andere Möglichkeit, einen kathodischen Schutz zu erreichen, besteht darin, das Aluminiumobjekt an den Minuspol des Gleichrichters anzuschließen..

alyuminiy-zhertvennyy-anodBild 2 - Kathodischer Schutz des Aluminiumpropellers des Schiffes

Lochkorrosion von Aluminium

Bei Aluminium ist Lochfraß die häufigste Korrosionsart.. Es passiert auch nur in Gegenwart eines Elektrolyten (Wasser oder Feuchtigkeit), die gelöste Salze enthält, normalerweise Chloride.

Diese Korrosion sieht normalerweise wie sehr kleine Löcher aus., die im Freien die maximale Tiefe eines unbedeutenden Teils der Metalldicke erreichen. Die Tiefe dieser Gruben kann tiefer in Wasser und Boden sein..

Lochkorrosionsschutz

Lochfraß ist hauptsächlich ein ästhetisches Problem, weil, im praktischen Sinne, verringert nie die Festigkeit von Aluminiumprodukten.

Lochfraßkorrosion, sicher, bei Aluminium mit natürlicher Oberfläche ist es ernster, d.h. eine Oberfläche ohne jegliche Schutzbehandlung. Oberflächenschutzbehandlung von Aluminium (eloxieren, Lackierung oder andere Beschichtungsverfahren) schützt es erfolgreich vor Lochfraßkorrosion.

Zur Vermeidung von Lochfraß wird zusätzlich ein kathodischer Korrosionsschutz verwendet (siehe. Oben).

Entwässerungsdesign

Es ist sehr wichtig, Aluminiumprofile und andere Aluminiumprodukte so zu konstruieren, dass sie die Fähigkeit hatten, Sedimente abzuleiten und die Oberfläche schnell zu trocknen. Profile, die Feuchtigkeit ausgesetzt sein können, darf keine Ecken oder Taschen haben, wo sich Wasser ansammelt. Jedes Profil, wo sich Wasser ansammeln kann, muss Ablauflöcher haben (Abbildung 3).

alyuminievye-profili-bez-drenazhaBild 3 - Strukturentwässerung in Aluminiumprofilen

Effektive Entwässerung (Bild 4) und Belüftung von "nassen" Aluminiumprofilen reduziert die Gefahr von Lochfraß an diesen deutlich.

alyuminievye-profili-drenazhBild 4 - Entwässerungslöcher im Aluminiumprofil

Spaltkorrosion von Aluminium

Die Essenz der Spaltkorrosion

Spaltkorrosion kann in engen, flüssigkeitsgefüllte Spalten. Bei Aluminiumprofilen ist eine solche Korrosion unwahrscheinlich.. aber, In der Meeresatmosphäre oder an der Außenfläche von Fahrzeugkarosserien kann es zu erheblicher Spaltkorrosion kommen. Beim Transport und der Lagerung von Aluminiumprofilen kann sich manchmal Wasser in den Spalten zwischen benachbarten Aluminiumflächen ansammeln., die Oberflächenkorrosion in Form von "Wasserflecken" verursacht (Abbildung 4).

schchelevaya-korroziyaBild 5 - Die Essenz der Spaltkorrosion

Die Quelle dieses Wassers ist Regen oder Feuchtigkeitskondensation. Dieses Wasser wird durch einen Kapillarmechanismus buchstäblich in den Raum zwischen zwei Metalloberflächen gesaugt.. Dann kann es zu Feuchtigkeitskondensation kommen, wenn kaltes Material in einen warmen Raum gestellt wird. Auch der Unterschied zwischen Nacht- und Tagestemperatur kann zu Kondensation führen, wenn Aluminium draußen unter einer dicken Plane gelagert wird, was die Belüftung verhindert.

Verhinderung von Spaltkorrosion

Auf die zu verbindenden Flächen werden Dichtstoffe oder doppelseitiges Klebeband aufgetragen.. Dies verhindert das Eindringen von Wasser in den Spalt zwischen ihnen und verhindert Spaltkorrosion..

In einigen Fällen wird anstelle einer Verbindung mit Nieten und Schrauben eine Klebeverbindung verwendet.. Es wirkt auch Spaltkorrosion entgegen.

soedinenie-alyuminievyx-profiley-germetikBild 6 - Abdichtung der Fuge verhindert Spaltkorrosion

Quelle: Materialien des Unternehmens SAPA

Cm. Fortsetzung: Wann und wie man Aluminium vor Korrosion schützt