MULTICORR: Galvanische Corrosie bij Multimateriaalverbindingen
Galvanische corrosie door contact van aluminium met koper na 6 weken zoutneveltest
Verschillende oplossingen zijn beschikbaar om galvanische corrosie te vermijden, maar afhankelijk van de toepassing en specifieke eisen naar de componenten zijn niet alle oplossing werkbaar.
Doel van het project
Dit project beoogt om het risico op galvanische corrosie bij combinaties van verschillende materialen (in hoofdzaak metalen) te onderzoeken. Het project werd opgestart in 2019 met een uitgebreide gebruikersgroep die zich in diverse sectoren situeert: bedrijven in transportsector en in de metaalconstructie en maakbedrijven die toestellen of gebruiksvoorwerpen produceren voor agressieve omgevingen (bijvoorbeeld offshore).
Concrete interesse bestaat in hoofdzaak uit bout- en andere schroefverbindingen, met specifieke focus op volgende metalen:
- Verzinkt staal (zink en zink-aluminium-magnesium verzinking)
- Andere beschermingsmethodes met zink: zinc flake coatings, zinkverven
- Roestvast staal
- Aluminium
Daarnaast zal ook onderzoek uitgevoerd worden naar het risico op galvanische corrosie bij verbinden van metalen met koolstofvezelversterkte composieten.
Enkele voorbeelden die onderzocht kunnen worden
- Contact van koper en aluminium in batterijen of warmtewisselaars
- Boutverbindingen
- Contact van staal en aluminium voor lichtgewichttoepassingen (vb. transportsector)
- Zwart-witverbindingen (staal met roestvast staal)
- Contact van metalen met composieten voor lichtgewichttoepassingen (vb. transportsector)
De onderzoeksvragen voor dergelijke cases kunnen omvatten
- Bestaat het risico op galvanische corrosie in mijn toepassing? Welk effect heeft galvanische corrosie op de levensduur van installaties?
- Welke codes van goede praktijk bestaan reeds om galvanische corrosie te vermijden voor mijn toepassing?
- Welke technieken zijn voor mijn toepassing beschikbaar om galvanische corrosie te vermijden en welke techniek is meest geschikt voor de levensduur van mijn component?
Projectomschrijving
De onderzoeken omvatten vertaalonderzoek van beschikbare informatie in publicaties, korte corrosieproeven (polarisatietesten), cyclische corrosieproeven en atmosferische proeven. Een voorbeeld van testmonster met een verzinkt onderdeel (ZM 310) in combinatie met verzinkte bouten en RVS bouten wordt getoond in de onderstaande Figuur. Deze labotesten worden gecombineerd met simulaties om galvanische corrosie te voorspellen.
In een eerste fase worden actuele toepassingen bij bedrijven onderzocht op hun risico voor galvanische corrosie. Vervolgens worden beschermingsmethodes om galvanische corrosie te voorkomen in deze toepassingen eveneens getest.
Voorbeeld testmonster: verschillende boutverbindingen worden getest op een verzinkt onderdeel (ZM310 verzinking)
Is galvanische corrosie een actueel probleem in uw bedrijf of heeft u vragen over dit thema? Vul hieronder uw gegevens in !
Resultaten
Het project werd in het voorjaar van 2022 beëindigd. In totaal werden meer dan 20 materiaalcombinaties in diverse omgevingen beproefd. Voornamelijk combinaties tussen verzinkt staal, roestvast staal en aluminium werden onderzocht. Het collectief onderzoek omvatte elektrochemische polarisatietesten, cyclische corrosieproeven en atmosferische expositieproeven en een onderzoek naar toepasbaarheid van simulatie in het voorspellen van galvanische corrosie. Het blijkt dat deze modellen geschikt zijn om inzicht te geven in welke materialen eerst zullen aangetast worden.
Uit het collectief onderzoek en uit het toepassingsgericht onderzoek blijkt dat galvanische corrosie sterk afhankelijk is van de materiaalcombinatie en de omgeving. Voornamelijk transportomgevingen houden risico’s in gezien het gebruik van strooizouten.
Voor de combinaties tussen verzinkt staal, roestvast staal en aluminium kan besloten worden dat:
- RVS galvanische corrosie veroorzaakt op verzinkt staal, maar dat de versnellingsfactor beperkt is.
- RVS galvanische corrosie veroorzaakt op aluminium, die wel ernstiger kan zijn, gezien deze een lokale vorm aanneemt.
- Verzinkt staal en aluminium compatibel zijn en onderling geen galvanische corrosie veroorzaken. Echter wanneer de zinklaag geconsumeerd is, zal het staal wel voor ernstige galvanische corrosie zorgen bij het aluminium.
Voor de uitgevoerde testen kan besloten worden dat:
- Polarisatietesten (galvanische reeks) tonen de onderlinge verhoudingen edel en onedel. Deze testen geven geen inzicht in te verwachten lokale corrosiefenomenen.
- De cyclische corrosieproef (VDA 233-102) toont correlatie met reële omgeving in de vastgestelde fenomenen: lokale aantasting aluminium en versnelde aantasting van zink in contact met RVS. Deze correlatie was het best voor de meest agressieve atmosferische omgeving. Voor de weinig agressieve omgevingen kon de correlatie nog niet gemaakt worden, gezien de corrosie in deze omgevingen traag verloopt. Langere testduren zijn nodig om dit verder te onderzoeken.
- De atmosferische expositieproeven geven een 1 op 1 beeld van te verwachten fenomenen in een bepaalde omgeving. Deze testen vragen echter tijd, zeker in omgevingen die weinig agressief zijn.