Hvorfor korroderer armaturhuse.

Hvad du faktisk ser i marken

Hvide aflejringer på aluminium, rødbrun rust fra jernholdige dele og belægningsblærer eller afskalning kræver undersøgelse. Udseende alene identificerer ikke aflejringssammensætningen eller årsagen. Efterse samlinger, befæstelser, beskadigede overflader og områder, hvor der kan samle sig vand eller salte.

Synlige ændringer berettiger inspektion af materialet, samlingen og eksponeringsforholdene. Deres udseende alene fastslår ikke, hvornår korrosionen begyndte, hvor hurtigt den skrider frem, eller om husets funktion er påvirket.

Mekanismen — hvad korrosion faktisk kræver

Metallisk korrosion er en elektrokemisk proces, der kræver et lukket kredsløb med fire dele. En anode er et metal, der afgiver elektroner og derved opløses. En katode er en mere ædel metal- eller overfladezone, der modtager disse elektroner. En elektrolyt, oftest fugt, bærer ioner mellem overfladerne. Elektroner har også brug for en ledende bane gennem metallet eller en elektrisk forbindelse mellem forskellige metaller. Processen bliver betydeligt mere aktiv, når fugten indeholder opløste ioner fra salt. Bryd enhver del af kredsløbet, og denne elektrokemiske proces stopper.

Det er også derfor to forskellige metaller i kontakt med hinanden kan være langt værre end begge metal alene. I den galvaniske serie sidder metaller som zink og aluminium mod den reaktive ende, mens rustfrit stål og kobber sidder tættere på den ædle ende.

Når et mindre ædelt metal kommer i elektrisk kontakt med et mere ædelt metal i nærvær af fugt, fungerer parret som et lille batteri. Et uisoleret fastgørelseselement i rustfrit stål direkte i et aluminiumshus er et eksempel. Det mindre ædle metal forbruges hurtigere, end det ville have været alene. (TWI)

Aluminium beskytter normalt sig selv gennem et tyndt, tæt oxidlag, der dannes naturligt ved udsættelse for luft. Chloridioner - fra havsalt eller vejsalt - kan nedbryde dette lag lokalt og igangsætte det, der er kendt som grubetæring, hvor angrebet koncentreres på små punkter i stedet for at sprede sig jævnt. Lignende lokaliseret angreb - sprækkekorrosion - udvikler sig ofte under pakninger, skiver og andre skjulte samlinger, hvor fugt er fanget og ikke kan tørre ud.

Miljøets rolle — og ældning af overfladebelægninger

En elektrolyt i sig selv er ikke nok - den har brug for en vej til metallet. Organiske belægninger som f.eks våd maling og pulverlakering adskiller sig fra anodisering. Deres langsigtede ydeevne kan blive påvirket af UV-stråling, temperaturcyklus, fugt, mekaniske skader og kvaliteten af forbehandling, filmtykkelse og vedhæftning. Hvis en organisk belægning mister kontinuitet, kan det underliggende metal blive udsat for fugt og salt.

Anodisering er et anodisk oxidlag på aluminium, ikke maling. Dens ydeevne afhænger af faktorer, herunder legering, lagtykkelse, tætning, defekter og faktisk eksponering. Miljøet kan derfor påvirke organiske belægninger og anodiske oxidlag gennem forskellige mekanismer; ikke alle overfladelag kan beskrives som uundgåeligt at blive mere skøre, indtil der dannes mikrorevner.

En korrosionstest under ISO 9227 verificerer ikke IP66-klassificeringen for indtrængningsbeskyttelse.

Befæstelsesproblemet

En af de mest oversete korrosionsrisici i gadearmaturer er ikke selve huset, men de fastgørelseselementer og beslag, der bruges til at samle og montere det. En zinkbelagt stålbolt drevet ind i et aluminiumshus skaber en klassisk galvanisk celle i det øjeblik, fugt slår bro over samlingen. Aluminiumet fungerer som anode og forbruges med en accelereret hastighed, hvilket producerer det karakteristiske hvide oxidpulver omkring fastgørelseshovedet - og over tid en strukturel svækkelse af leddet.

Løsningen er enten at bruge fastgørelseselementer af det samme eller kompatibelt metal, eller at isolere uens metaller med ikke-ledende skiver eller belægninger, så der ikke eksisterer en kontinuerlig elektrisk vej mellem dem. I praksis er denne detalje ofte specificeret inkonsekvent: Et hus kan være klassificeret til korrosive miljøer, mens de medfølgende fastgørelseselementer ikke er det.

Hvordan materialevalg ændrer billedet

Hvilket materiale huset er lavet af bestemmer, hvordan denne proces udfolder sig - men intet almindeligt metal er helt upåvirket. Ubehandlet eller beskadiget stål ruster relativt hurtigt uden egen beskyttelse. Varmgalvaniseret stål beskyttes af zinklaget, indtil dette lag er forbrugt, hvorefter det underliggende stål korroderer på samme måde som ubehandlet stål.

Aluminium har et naturligt beskyttende oxidlag, men klorider kan forårsage gruber og kontakt med ædlere materialer kan øge galvanisk angreb. Rustfrit stål kan også lide af grubetæring eller sprækkekorrosion. Sammenlign specificerede legeringer og overfladeforhold under samme eksponering.

Selve det ikke-metalliske SMC-materiale har ingen metallisk gitterstruktur af den slags, der kræves til metalbaseret elektrokemisk korrosion. Galvanisk korrosion og grubetæring kan derfor ikke forekomme i selve SMC-materialet. Denne begrænsning omfatter ikke metalliske fastgørelseselementer eller andre komponenter i det komplette armatur. Egnetheden af SMC-huset afhænger stadig af den nøjagtige materialekvalitet, det komplette design og den faktiske UV-, varme-, fugt-, kemiske og mekaniske eksponering.

Til indkøb er fire spørgsmål mere nyttige end blot at spørge, om huset er "korrosionsbeskyttet":

1. For metalliske underlag med beskyttende malingssystemer inden for rammerne af ISO 12944, hvilken relevante aktuelle korrosivitetskategori er brugt, og er valget af det komplette coatingsystem til det aktuelle underlag dokumenteret?
2. Hvilket materiale er selve huset lavet af, og indeholder det metal, der kan udsættes for galvanisk korrosion?
3. Hvis metalkomponenter er til stede - fastgørelseselementer, hængsler, låse - er de isoleret fra andre metaller eller i direkte elektrisk kontakt med dem?
4. Hvilken testprøve, metodevariant, eksponeringsvarighed, vurderingskriterier og resultat er angivet i testrapporten, når testning efter ISO 9227 citeres?

Resumé

Korrosion er ikke en tilfældig fejl, men en elektrokemisk proces med fire dele: en anode, en katode, en elektrolyt og en elektrisk ledende vej mellem anode og katode. Så længe kredsløbet forbliver lukket, fortsætter processen - og miljøet bestemmer, hvor ofte og hvor længe denne betingelse er opfyldt.

Metaller som zink og aluminium sidder mod den reaktive ende af den galvaniske serie sammenlignet med rustfrit stål, hvilket gør dem mere modtagelige både for nedbrydning og galvanisk korrosion, når de kommer i kontakt med ædle metaller. En termohærdende komposit såsom SMC mangler den metalliske struktur, der kræves til elektrokemisk korrosion. Metallisk, galvanisk og elektrokemisk korrosion kan derfor ikke forekomme i selve SMC-huset; andre ældningsmekanismer skal vurderes ud fra materialekvaliteten og eksponeringen.

For indkøb giver en klar materialedeklaration et betydeligt mere pålideligt grundlag end den vage påstand om "korrosionsbeskyttet" alene. For metalliske underlag inden for rammerne af ISO 12944 skal den relevante korrosivitetskategori knyttes til et dokumenteret udvalg af beskyttende malingssystem til det aktuelle underlag; dette er ikke en generel klassificering af alle armaturhuse. (ISO 12944-2)

Vejbelysning ved kysten: materialevalg og Smögen

Kilder og videre læsning

• TWI — Hvad er galvanisk korrosion, og hvordan kan det forebygges?
• AMPP — Hvad er korrosion? (elektrokemisk celle)
• ISO 9227:2022 — Korrosionstest i kunstige atmosfærer — Saltspraytest
• ISO 12944-2:2017 — Maling og lak — Korrosionsbeskyttelse af stålkonstruktioner ved hjælp af beskyttende malingssystemer — Del 2: Klassificering af miljøer