Analyse des Korrosionsausfallprozesses und Gegenmaßnahmen an einem dreiteiligen Weißblechtank

Analyse des Korrosionsausfallprozesses und Gegenmaßnahmen an einem dreiteiligen Weißblechtank
Korrosion von Weißblechdosen

Die Korrosion von Metallverpackungen wird durch die elektrochemische Instabilität des Materials im korrosiven Inhalt verursacht. Die wichtigsten korrosionsbeständigen Materialien des dreiteiligen Weißblechbehälters sind die Beschichtung des Behälterkörpers, die Weißblech- und Eisenschicht sowie der beschichtete Deckel und Boden. Da Metallverpackungen eine begrenzte Haltbarkeit aufweisen, muss die Korrosionsbeständigkeit der Dosen die Haltbarkeitsdauer überschreiten, um die Produktionsanforderungen zu erfüllen und die Qualität und Sicherheit von Lebensmitteln und Getränken während der Haltbarkeitsdauer zu gewährleisten. Ein zu großer Korrosionsspielraum führt zu Qualitätseinbußen und erhöhten Produktkosten. Um sowohl die Anforderungen an eine angemessene Haltbarkeit als auch an Wirtschaftlichkeit zu erfüllen, gelten für die Herstellung dreiteiliger Weißblechdosen präzise Anforderungen an Rohstoffe und Prozesse, um die Produktqualität zu sichern.

Die experimentellen Untersuchungen zeigen, dass die Beschichtung, die Zinnschicht und die Eisenschicht des Weißblechs die wichtigsten Korrosionsschutzbarrieren des Tanks darstellen. Stabile Rohstoffe und eine angemessene Technologie können die Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit der meisten Feststofftankprodukte erfüllen. Weiterführende Untersuchungen ergaben außerdem, dass die Korrosion in den Tanks einiger Produkte aufgrund der unterschiedlichen Korrosionsarten und -orte früher einsetzt und sich daher unterschiedlich schnell entwickelt. Einige Feststofftanks weisen bereits nach wenigen Wochen Rostflecken auf, bei starker Korrosion kommt es selbst nach einigen Monaten zu Korrosionsdurchbrüchen, während die Korrosion bei anderen Feststofftanks bis zum Ende der Lagerdauer anhält, ohne dass es zu Durchbrüchen kommt. Bei der Herstellung und Lagerung von Weißblechdosen tritt häufig Tankkorrosion auf, bevor die Lagerdauer der Dosen erreicht ist. Die Hauptkorrosionsformen lassen sich in gleichmäßige und lokale Korrosion unterteilen. Lokale Korrosion beeinträchtigt die Qualität und Sicherheit des Tanks und kann während der Lagerdauer zu Korrosion und Leckagen durch Durchbrüche führen.

1. Gleichmäßige Korrosion

Gleichmäßige Korrosion, auch als flächendeckende Korrosion bekannt, ist ein Korrosionsphänomen, das sich über die gesamte Metalloberfläche erstreckt. Die Korrosionsrate ist in allen Bereichen der Oberfläche annähernd gleich, die Metalloberfläche wird gleichmäßiger abgetragen und weist keine deutlichen Unterschiede in der Korrosionsmorphologie auf. Da diese Korrosion die gesamte Oberfläche betrifft, ist sie leicht zu erkennen und zu kontrollieren. Das häufigste Korrosionsphänomen bei Weißblechdosen ist die gleichmäßige Korrosion, die vorwiegend im Halsbereich am oberen Rand des Dosenkörpers, im Verformungsbereich am Boden und im Bereich der Schweißnaht auftritt.

2. Lokale Korrosion

Lokale Korrosion, auch ungleichmäßige Korrosion genannt, entsteht durch die Bildung lokaler Korrosionsstellen aufgrund ungleichmäßiger elektrochemischer Eigenschaften, wie sie beispielsweise durch unterschiedliche Metalle, Oberflächenfehler, Konzentrationsunterschiede, Spannungskonzentrationen oder ungleichmäßige Umgebungsbedingungen verursacht werden. Lokale Korrosion kann an der negativen und der positiven Elektrode auftreten. Sie konzentriert sich auf einen bestimmten Bereich, verläuft schnell und führt zu rascher Materialkorrosion. Bei Weißblech kann lokale Korrosion leicht zu Durchbruch und Leckagen führen. Lokale Korrosion weist verschiedene Merkmale auf. Je nach Schadensform lässt sie sich in elektrische Korrosion, Porenkorrosion, Nahtkorrosion, interkristalline Korrosion, Verschleißkorrosion, Spannungsrisskorrosion, Ermüdungskorrosion und selektive Korrosion unterteilen.

Die lokale Korrosion von Weißblechdosen konzentriert sich hauptsächlich auf den Schweißbereich oder den Dehnungsring des Bodendeckels des Behälters, wobei die Bodenkorrosion den Hauptbereich der Korrosionsperforation darstellt, wie in der Abbildung unten gezeigt. In der Mitte des schwarzen, gleichmäßigen Korrosionsbereichs treten Korrosionslöcher auf, die im Vergleich zum gleichmäßigen Korrosionsbereich sehr klein sind. Dies ist ein typisches Phänomen der lokalen Korrosion. Die weitere Entwicklung der Korrosion wird zur Korrosionsperforation des Behälters führen.
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