Alumíniumkorrózió megakadályozása

Miért érdekelhet engem az alumíniumkorrózió?

Az általunk kezelt rendszerek között sok olyan van, amely tartalmaz alumínium alkatrészeket. Ezek az alkalmazások általában ipari folyamatok rendszerei, pl. a fröccsöntésnél használt rendszerek. Ilyen alkatrészeket gyakran találhatóak a nagy tisztaságú vizzel működő alkalmazásokban; olyan iparágakban, mint a gyógyszerek vagy a vegyi termékek gyártása. Amikor az alumínium korrodálódik, komoly lyukkorrózió következik be és ez a korrózió gyakran a berendezések meghibásodását eredményezi. Az meghibásodásokkal járó állásidő és a berendezések cseréjének költsége rendkívül drága, mert a termelés csökken, a karbantartási költségek növekednek, és veszélybe kerülhet a termék minősége is.

Hogyan korrodálódik az alumínium? Azt hittem, az alumínium nem korrodálódik.

Az alumínium a felületén kialakuló oxidréteg jelenléte miatt áll ellen a korróziónak. Bármilyen alumínium alapú ötvözet korrózióállósága ennek a rétegnek a stabilitásától függ. Az alumínium felületén stabil oxidréteg alakul ki a 4,0 és 9,0 közötti pH tartományban. Ennek a rétegnek a felszakadása gyors lyukkorróziót eredményez. Nagy tisztaságú és semleges, lágy vízben az alumínium korrózióállósága kiváló. A lúgos, kemény vizek azonban növelik a lyukkorrózió esélyét.

Azt gondoltam, csak arról kell gondoskodnom, hogy a rendszer pH értékét 8,0-on tartsam

Kívánatos a pH értéket 7,0 és 8,5 között tartani. Mind alacsony (6,0-nál alacsonyabb), mind pedig magas (9,0-nél nagyobb) pH-jú környezetben felgyorsul az alumínium korróziója. A vízben nagy koncentrációban jelen levő agresszív ionok (Cl-, SO42-, stb.) is rontják a felületi réteg stabilitását.

Mi legyen azokkal a vízkezelési programokkal, amelyek a pH értékét pufferrel 9,0 fölött tartják?

A pH-t 8,5-nél magasabb értéken tartó szabályozóprogramok elkerülhetetlenek lehetnek. A vizsgálatok kimutatták, hogy a felszíni lerakódásoknak nagyobb a hatása a felületi oxidréteg folytonosságának szétrombolásában, mint a pH-nak. Több különböző fémet tartalmazó rendszerek esetében meg kell határoznia, hogy melyik rendszer a kritikus; nem lehet a körülményeket az alumíniumra és a vasra is optimalizálni. Ha a legfontosabb cél az alumínium védelme, akkor a pH-t a javasolt tartományba kell állítani.

Felületi lerakódások – Milyen típusúak ezek a lerakódások?

Az oldott réz, vagy vas, és azok a szuszpendált szilárd anyagok, amelyek leülepednek az alumíniumfelületre, szétrombolják a védőréteget. A legnagyobb problémát az oldott réz okozza. Ez ténylegesen kiválhat az alumíniumfelületre, és egy mikro-galvanikus korróziós cellát hoz létre. Az alumíniumcsövekre történő vaslerrakódás eredménye az 1. ábrán látható.

Mi az a rézmennyiség, ami elfogadható a keringő vízben, és mit tehetünk ezügyben?

Az alumínium nem kompatibilis a rézzel és a keringő vízben 0,1 mg/l rézkoncentrációt fogadnak el küszöbkoncentrációként. Az oldatban levő réz leválasztására Azolt kell használni, megvédve a rendszer minden sárga fémből készült komponensét.

Ha biocid anyagként halogént használnak, akkor halogénnek ellenálló Azolt (Halogen Resistant Azole™) kell használni.

Befolyásolja a rendszerben használt alumíniumötvözet típusa a korrózió sebességét?

Mindenképpen! Elkészítettünk egy referencia útmutatót a különböző sorozatokba tartozó alumíniumötvözetekről. (lásd az „Alumíniumötvözetek referencia útmutatója” című részt). Ha ismeri, hogy pontosan milyen alumíniumötvözet van az Ön rendszerében, akkor jobban megértheti a korróziós problémákat. A 3000-es sorozatba tartozó ötvözetek a leginkább elterjedtek alkalmazásainkban, és ezeket is javasoljuk általánosan jó korróziós tulajdonságaik miatt. Recirkuláltatott vízrendszerekben a 6000-es sorozatba tartozó ötvözeteket is alkalmaznak.

Mik a javasolt legjobb gyakorlati módszerek az alumíniumot tartalmazó rendszerek esetében:

  • Tartsák a pH értékét 7,0 és 8,5 közötti tartományban. Ha nyitott rendszerek esetében sav beadagolása szükséges, inkább kénsavat és ne sósavat használjanak. Zárt rendszerekben a pH-t valószínűleg be kell állítani, hogy kompenzálni lehessen a tipikus inhibitorcsomagok puffer jellegű hatását. Citromsav alkalmazását javasoljuk; zárt rendszerekben el kell kerülni az ásványi savak használatát.
  • Az elektrokémiai korrózió megakadályozására ne használjanak réztartalmú ötvözeteket olyan rendszerben, amelynek vannak alumíniumból készült alkatrészei. Ha mégis vannak a rendszerben réztartalmú ötvözetek, adjanak a rendszerhez azol inhibitorokat bőséges mennyiségben. Halogénnek ellenálló azol (Halogen Resistant Azole™) alkalmazását javasoljuk, ha halogént használnak a mikroorganizmusok elszaporodásának megakadályozására.
  • El kell kerülni a nem oxidáló jellegű, rézzel stabilizált biocid anyagok használatát. Az izotiazolint általában rézzel stabilizálják.
  • Tartsák a rendszert tisztán. Szűréssel minimalizálják a vízben szuszpendált szilárd anyag mennyiségét. Nyitott rendszerek esetében tartsanak fenn egy szigorú üledékkirakódás megakadályozó programot. Continuum AEC™-et, foszfonátokat és/vagy polimereket kell használni. Zárt rendszereknél, ahol az utántöltésre használt víz nagyon kemény, vizsgálják meg a vízlágyítás vagy a részleges vízlágyítás lehetőségét a kicsapódási hajlam csökkentésére.

Tipikus korróziós sebességek alumínium esetében


< 1 mils/év     Tipikus érték rezet nem tartalmazó tiszta rendszerekben

(0,025 mm/év)

1-5 mils/év  Mérsékelt korróziósebesség

> 5 mils/év Komoly korróziósebesség


 Alumíniumötvözetek referencia útmutatója

A recirkulációs hűtőrendszerekben jelen levő konkrét alumíniumötvözet minősége rendkívül fontos korróziógátló képessége szempontjából. Az alumíniumötvözeteket sorozatokba csoportosítják.

1000-es sorozatba tartozó alumíniumötvözetek: 99 %-ban, vagy ennél nagyobb arányban tartalmaznak tiszta alumíniumot. Ennek a sorozatnak kiváló a korrózióállósága, de gyengék a mechanikai tulajdonságai. Az 1100-as számú alumíniumötvözetet elterjedten használják a villamosiparban és a feldolgozóiparban.

2000-es sorozatba tartozó alumíniumötvözetek: Réztartalmú ötvözetek. Nagy a szilárdságuk és hőkezelhetők, de általában gyenge a korrózióállóságuk, a szemcsék határfelületein korrózió léphet fel és nehéz a korrózió megakadályozása. A 2024-es ötvözetet széles körben használják a repülőgépgyártásban.

3000-es sorozatba tartozó alumíniumötvözetek: Mangán tartalmú ötvözetek. Ezt a csoportot jó általános korrózióállóság és mérsékelt szilárdság jellemzi. A sorozat legelterjedtebb tagja, a 3003-as számú ötvözet alakítható, könnyen hegeszthető és széles körben használják tartályok, hőcserélő alkatrészek és ipari folyamatok csővezetékei gyártására. Ennek az ötvözetnek a felhasználását javasoljuk recirkulációs hűtővíz rendszerekhez.

 4000-es sorozatba tartozó alumíniumötvözetek: Szilícium tartalmú ötvözetek. Alacsonyabb olvadáspontjuk miatt hegesztésre használják őket.

Ez az ötvözetcsalád jó korrózióállósággal rendelkezik és korróziója gátolható (inhibeálható).

5000-es sorozatba tartozó alumíniumötvözetek: Magnézium tartalmú ötvözetek. Korrózióállók és korróziójuk gátolható. Ezeket az anyagokat elterjedten használják tengeri környezetben, ahol jól ellenállnak az ott jelentkező hatásoknak. Bizonyos körülmények között azonban hajlamosak a feszültségkorrózió okozta megrepedésre.

6000-es sorozatba tartozó alumíniumötvözetek: Szilícium és magnézium tartalmú ötvözetek. A szilícium és a magnézium olyan arányban van jelen bennük, hogy magnézium-szilicidet alkossanak. Emiatt ezek az ötvözetek hőkezelhetők. Az ilyen ötvözetek, mint pl. a 6061-es ötvözet, jól alakíthatók, könnyen hegeszthetők és mérsékelten szilárdak. Ennek a sorozatnak az ötvözeteit szintén javasoljuk szerkezeti anyagként recirkulációs hűtővíz rendszerekhez.

7000-es sorozatba tartozó alumíniumötvözetek: Cinktartalmú ötvözetek. Hőkezelhetők és nagyon nagy a szilárdságuk. Korróziójukat nehéz meggátolni, és emiatt általában 3004-es ötvözettel burkolják be őket a lyukkorrózióval szembeni ellenállásuk javítására.