Korrosion af aluminium
Aluminium kan holde til meget – det er kendt for sit naturligt beskyttende oxidlag. Men som alle andre metaller har aluminium også svagheder, som du skal tage højde for.
Her får du et overblik over, hvordan du undgår korrosion af aluminium. Hvis du skal i gang med et konkret projekt, er du altid velkommen til at kontakte os for rådgivning.
Aluminium kan sagtens anvendes i maritime miljøer. Selvom fugt og salt som udgangspunkt kan nedbryde aluminium, er det et langt mindre problem ved de søvandsbestandige legeringer.
Se eksempler på aluminium i offshore-produkter.
De søvandsbestandige legeringer er, i henhold til EN13195:2009, en stor del af 5xxx- og 6xxx-serierne. 5083, 5754, 6060 og 6082 er typiske eksempler på legeringer, der kan være søvandsbestandige.
Derudover anbefales det i EN1999-1-1 (Eurocode 9) at bruge skruer, bolte og andre samlingselementer i rustfrit stål A4 1.4404/316L (syrefast) for at undgå galvanisk korrosion.
Sammenlignet med mange andre metaller har aluminium en god korrosionsbestandighed. Det skyldes det tynde oxidlag, som aluminium danner, når det kommer i kontakt med oxygen fra luften. Hvis oxidlaget bliver beskadiget, gendanner det sig selv inden for få millisekunder – hvis der er oxygen til stede.
Oxidlaget er meget hårdt og svært at trænge igennem, og derfor er det en god beskyttelse mod udefrakommende farer.
I et tørt miljø uden store temperatursvingninger er oxidlaget i sig selv nok til at beskytte aluminium mod korrosion. Der behøves ikke yderligere overfladebehandling.
Læs om den ubehandlede facade på VUC Odense her.
Når man anodiserer/elokserer aluminium, fremprovokerer man et endnu tykkere oxidlag. Derfor beskytter anodisering også mod korrosion, samtidig med at det kan have et æstetisk formål.
Ubehandlet aluminium bevarer ikke sin blanke overflade, fordi oxidlaget med tiden giver en naturlig patinering af overfladen. Derfor kan du være nødt til at overfladebehandle metallet, hvis du har specifikke krav til overfladen.
Syrer og baser
Den optimale pH-værdi for oxidlaget er mellem 4 og 9. Det betyder, at sure og basiske miljøer uden for dette interval nedbryder oxidlaget og forårsager grubetæring i den rå aluminiumsoverflade.
Baser nedbryder aluminium hurtigere end syrer. Fx reagerer koncentreret kaustisk soda så voldsomt med aluminium, at det kan begynde at koge.
Våd beton er et typisk materiale, som du skal være opmærksom på. Beton har en pH-værdi på 12,5-13,5, langt over oxidlagets tolerance. Derfor skal man fx på byggepladser være opmærksom på at afskærme aluminium fra våd beton. Anodisering kan ikke forebygge denne type korrosion.
Galvanisk korrosion
Galvanisk korrosion opstår, når metaller nedbryder hinanden. Hvis aluminium kommer i kontakt med et mere ædelt metal (fx kobber, zink og visse typer stål) via en elektrolyt (fx saltvand), vil aluminiummet blive nedbrudt.
Galvanisk korrosion sker kun, hvis der er en elektrolyt til stede. Det er derfor primært i maritime eller kystnære miljøer, at man skal tage sine forholdsregler. I et tørt indendørsmiljø eller et ikke-kystnært udendørsmiljø er det som udgangspunkt ikke et problem at kombinere aluminium med et mere ædelt metal.
Forebyggelse af galvanisk korrosion
Der er forskellige metoder til at forebygge galvanisk korrosion. En enkel metode er at isolere de forskellige metaller med elektrisk isolering. Det bryder den elektriske kontakt, som elektrolytten skaber.
Man kan også overfladebehandle, fx lakere, det mest ædle metal og dermed beskytte mod galvanisk korrosion. Her er det vigtigt, at lakeringen er tætsluttende – selv små ridser kan være nok til at sætte korrosionsreaktionen i gang.
Læs mere om overfladebehandling som korrosionsbeskyttelse her.
En anden metode er at bruge offeranoder. Her ”ofrer” man et andet metal, der er mindre ædelt end aluminium. Man placerer metallet på aluminiummet, som nu ikke længere er det mindst ædle metal, og derfor vil korrosionen angribe offeranoden.
Ved mekanisk overfladebehandling af aluminium er det meget vigtigt, at værktøjerne ikke indeholder kobber eller stål, som kan reagere med aluminium.
Det er også vigtigt, at værktøjerne ikke bruges på andre metaller. Hvis værktøjet overfører partikler eller spåner fra andre metaller til aluminiumoverfladen, er der en stor risiko for galvanisk korrosion. Derfor skal man også sørge for at have fysisk afstand fra aluminiumsemner, når man bearbejder andre metaller, så spånerne ikke lander på aluminiummet.
Grubetæring
Grubetæring er mindre alvorlig end galvanisk korrosion. Grubetæring er oftest en lokal skade, som primært er æstetisk.
Ligesom galvanisk korrosion sker grubetæring på grund af en elektrolyt – dvs. saltholdigt vand eller fugt.
Derfor er aluminium i fugtige, salte miljøer udsat for grubetæring. Snavs og skidt, som dækker metallet og holder fugt inde, kan også være en god grobund for grubetæring.
Forebyggelse af grubetæring
Grubetæring er typisk overfladisk og påvirker ikke styrken af materialet. Men hvis man vil undgå grubetæring, er det vigtigt at holde aluminiumoverfladen tør og nogenlunde ren.
Det betyder, at det er en god idé at skylle overfladen med vand jævnligt (1-2 gange om året) og sørge for, at overfladen kan tørre. Derfor skal overfladen designes, så vand og fugt kan løbe væk og ikke samler sig i kroge og hjørner.
En ganske almindelig overfladebehandling som anodisering eller lakering er også en god beskyttelse mod grubetæring.
Risikofaktorer for ubehandlet aluminium
På grund af oxidlaget kan aluminium i mange tilfælde bruges uden yderligere overfladebehandling, også udendørs. Ubehandlet aluminium har været brugt i flere historiske konstruktioner uden problemer.
Men som beskrevet ovenfor er der grænser for, hvad oxidlaget kan holde til.
Derfor skal du være opmærksom på at vælge den rette legering til det konkrete miljø og undgå risikofaktorer som stærke syrer og baser.
Risikofaktorer
Som udgangspunkt bør du undgå, at ubehandlet aluminium kommer i direkte kontakt med følgende stoffer og materialer:
- Andre metaller, fx kobber, bly og jern. Dette er specielt vigtigt under fugtige forhold.
- Uorganiske syrer, fx saltsyre og svovlsyre.
- Myresyre, oxalsyre og klorerede opløsningsmidler.
- Kviksølv og kviksølvsalte.
- Kloridopløsninger.
- Vand, der indeholder tungmetaller.
- Syreholdigt træ, fugtigt træ og imprægneret træ med kobberholdige salte.
- Basiske bygningsmaterialer, fx våd beton.
Med den rigtige legering eller overfladebehandling kan du dog minimere risikoen ved de fleste af ovennævnte faktorer. Du kan ikke nødvendigvis undgå korrosion, men du kan begrænse skaden.
Rengøring af aluminium
Hvis der samler sig skidt og snavs på en aluminiumoverflade, kan det holde på fugten. Derfor er det en god idé at rengøre snavsede aluminiumoverfalder 1-2 gange om året for at undgå korrosion.
Læs mere om metoder og anbefalede rengøringsmidler her.
Korrosionsklasser
Der findes ikke en standard for korrosionsklasser for aluminium. Korrosionsklassen skal beregnes for hver enkelt situation.
Bemærk at et givent miljø kan have forskellige korrosionsklasser for forskellige metaller. Fx vil et maritimt miljø typisk være C5 for stål men kun C3 for aluminium.
Korrosionsklassen for et givent miljø bestemmes i tre trin:
- Definér følgende fire parametre for det givne klima:
- T = gennemsnitstemperatur
- RH = gennemsnitlig luftfugtighed
- Pd = gennemsnitligt indhold af SO2 i luften (typisk højere nær industri)
- Sd = gennemsnitligt indhold af klorid (Cl-) i luften (typisk højere nær saltvand)
- Indsæt parametrene i formlen og beregn korrosionshastigheden (rcorr)
- Find korrosionsklassen i tabellen:
| Corrosivity category | Corrosion rates of metals | ||||
| Unit | Carbon steel | Zinc | Copper | Aluminium | |
| C1 | g/(m2∙a) | rcorr ≤ 10 | rcorr ≤ 0,7 | rcorr ≤ 0,9 | Negligible |
| µm/a | rcorr ≤ 1,3 | rcorr ≤ 0,1 | rcorr ≤ 0,1 | _ | |
| C2 | g/(m2∙a) | 10 < rcorr ≤ 200 | 0,7 < rcorr ≤ 5 | 0,9 < rcorr ≤ 5 | rcorr ≤ 0,6 |
| µm/a | 1,3 < rcorr ≤ 25 | 0,1 < rcorr ≤ 0,7 | 0,1 < rcorr ≤ 0,6 | _ | |
| C3 | g/(m2∙a) | 200 < rcorr ≤ 400 | 5 < rcorr ≤ 15 | 5 < rcorr ≤ 12 | 0,6 < rcorr ≤ 2 |
| µm/a | 25 < rcorr ≤ 50 | 0,7 < rcorr ≤ 2,1 | 0,6 < rcorr ≤ 1,3 | _ | |
| C4 | g/(m2∙a | 400 < rcorr ≤ 650 | 15 < rcorr ≤ 30 | 12 < rcorr ≤ 25 | 2 < rcorr ≤ 5 |
| µm/a | 50 < rcorr ≤ 80 | 2,1 < rcorr ≤ 4,2 | 1,3 < rcorr ≤ 2,8 | _ | |
| C5 | g/(m2∙a) | 650 < rcorr ≤ 1500 | 30 < rcorr ≤ 60 | 25 < rcorr ≤ 50 | 5 < rcorr ≤ 10 |
| µm/a | 80 < rcorr≤ 200 | 4,2 < rcorr ≤ 8,4 | 2,8 < rcorr≤ 5,6 | _ | |
| CX | g/(m2∙a) | 1500 < rcorr ≤ 5500 | 60 < rcorr ≤ 180 | 50 < rcorr ≤ 90 | rcorr > 10 |
| µm/a | 200 < rcorr ≤ 700 | 8,4 < rcorr ≤ 25 | 5,6 < rcorr ≤ 10 | _ | |
Kilde: EN ISO 9223