Die Korrosionsschutztechnologie von Aluminiumlegierungen

Vorteile von Aluminiumlegierungen im Schiffbau

Die Vorteile der Aluminiumlegierung sind ein geringes spezifisches Gewicht, eine hohe spezifische Festigkeit, eine gute Korrosionsbeständigkeit gegenüber Meerwasser, nichtmagnetische Eigenschaften und eine gute Leistung bei niedrigen Temperaturen, was im Schiffbau immer mehr Beachtung findet.

Schiffe, die Aluminiumlegierungen als Rumpfmaterial verwenden, können das Gewicht effektiv reduzieren, die Stabilität und die Geschwindigkeit erhöhen und die technische und taktische Leistung des Schiffes verbessern. Aluminiumlegierungen eignen sich besonders für Hochgeschwindigkeits-Tragflächenboote, Luftkissenboote, kleine Überwasserfahrzeuge und einige Spezialschiffe. Mit der Entwicklung der Schutzgasschweißtechnik für Aluminiumlegierungen konnten die Produktionskosten gesenkt und die Vorteile von Aluminiumlegierungen und ihre Anwendung in der Schifffahrt kontinuierlich erweitert werden.

Beschichtungssysteme für Meeresumgebungen

Die Meeresumwelt ist relativ rau, so dass die Anforderungen an den Korrosionsschutz von Aluminiumlegierungen in der Arbeitsumgebung höher sind. Die korrosive Umgebung von Aluminiumlegierungen am Schiffsboden und oberhalb der Wasserlinie ist unterschiedlich. Der Schiffsboden ist hauptsächlich der Erosion durch das Eindringen von natürlichem Meerwasser und der Anhaftung von Wasserorganismen ausgesetzt, während oberhalb der Wasserlinie hauptsächlich Salzsprühkorrosion und atmosphärische Alterung auftreten. Daher sind die Anforderungen an den Korrosionsschutzanstrich für den Schiffsboden und für den Bereich oberhalb der Wasserlinie nicht identisch.

• Unterhalb der Wasserlinie: Die Anstriche müssen gegen Infiltrationserosion und Biofouling beständig sein. In der Regel werden Polyurethan-Decklacke, Epoxid-Grundierungen und spezielle Antifouling-Anstriche verwendet.
• Oberhalb der Wasserlinie: Beschichtungen müssen witterungsbeständig sein, ihren Glanz behalten und mit Grundierungen kompatibel sein. Üblicherweise werden Polyurethan-Decklacke, Alkyd-Decklacke und Acryl-Decklacke verwendet. Moderne Fluorkohlenstoffbeschichtungen, die mit Epoxy oder Acryl modifiziert sind, bieten eine verbesserte Leistung.

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Korrosionsschutztechnologien für Aluminiumlegierungen

Um die Korrosion zu mindern, werden andere Schutztechnologien und -methoden eingesetzt:

1. DasEloxieren verbessert die natürliche Oxidschicht auf Aluminium und sorgt für eine erhöhte Korrosions- und Verschleißbeständigkeit. Es gibt verschiedene Arten des Eloxierens, darunter das Schwefelsäure-Eloxieren, das Hart-Eloxieren und das Chromsäure-Eloxieren, die jeweils unterschiedliche Schutzniveaus und spezifische Anwendungen bieten.

1. DieChromatierungsbeschichtung bildet eine schützende Chromatierungsschicht auf der Aluminiumoberfläche, die eine gute Korrosionsbeständigkeit bietet und als Grundlage für weitere Beschichtungen dient.
2. Organische Beschichtungen wie Farben, Lacke und Pulverbeschichtungen bilden eine physikalische Barriere gegen korrosive Elemente. Zu den gebräuchlichen Arten gehören Polyurethanbeschichtungen, die eine gute UV-Beständigkeit bieten, Epoxidbeschichtungen, die eine starke Haftung und chemische Beständigkeit bieten, und Pulverbeschichtungen, die eine dauerhafte Oberfläche ergeben.
3. Beimkathodischen Schutz werden Opferanoden wie Zink oder Magnesium verwendet, die Aluminium schützen, indem sie anstelle der Legierung korrodieren. Fremdstromsysteme verwenden eine externe Stromquelle, um den Schutz zu gewährleisten.
4. Bei derGalvanisierung wird eine Metallschicht, z. B. Nickel oder Chrom, auf die Aluminiumoberfläche aufgetragen, um die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen.
5. Inhibitoren sind Chemikalien, die der Umgebung zugesetzt werden, um den Korrosionsprozess zu verlangsamen. Dabei kann es sich entweder um organische oder anorganische Inhibitoren handeln.
6. Oberflächenbehandlungen wie Laserschmelzen, Ionenimplantation und Kugelstrahlen verändern die Oberfläche von Aluminium, um seine Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.

Diese Technologien und Methoden tragen gemeinsam dazu bei, Aluminiumlegierungen vor Korrosion zu schützen und ihre Haltbarkeit und Langlebigkeit in verschiedenen Anwendungen zu gewährleisten, insbesondere in rauen Meeresumgebungen.

Fazit

Aluminiumlegierungen bieten erhebliche Vorteile für den Schiffbau, wie z. B. geringeres Gewicht, verbesserte Leistung und gute Korrosionsbeständigkeit. Wirksame Korrosionsschutzstrategien, die auf die spezifischen Umweltbedingungen zugeschnitten sind, denen die verschiedenen Teile eines Schiffes ausgesetzt sind, gewährleisten die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit von Schiffen aus Aluminiumlegierungen. Der Einsatz einer Kombination aus Eloxierung, Beschichtungen, kathodischem Schutz und anderen Technologien maximiert die Korrosionsbeständigkeit von Aluminiumlegierungen in Schiffsanwendungen. Weitere Informationen finden Sie bei Stanford Advanced Materials (SAM).

Referenz:

[1] Ahmad, Hafiz Imran & Sharif, Muhammad & Hussain, Safdar & Badar, M. & Afzal, H. (2013). Spectroscopic Study of a Radio-Frequency Atmospheric Pressure Dielectric Barrier Discharge with Anodic Alumina as the Dielectric. Plasma Science and Technology. 15. 900. 10.1088/1009-0630/15/9/13.