Korrosionsverhalten von Nickel-Aluminium-Bronzen in Süßwasser

Abstract

In der vorliegenden Arbeit sollte das Korrosionsverhalten von Nickel-Aluminium- Bronzen (NAB) in Süßwasser untersucht werden. Anstoß zu den Untersuchungen wurde durch einen Korrosionsfall an Laufrädern einer Gussbronze des Typs CuAl10Fe5Ni5-C in einem Wasserkraftwerk gegeben. Der Angriff äußerte sich in Form grüner Pusteln aus Malachit mit der Zusammensetzung Cu2CO3(OH)2.<br />NAB ist ein widerstandsfähiges Material und findet vor Allem in marinen Anwendungen weiten Einsatz. Trotz umfangreicher Literatur bezüglich seines Korrosionsverhaltens in Salzwasser werden seine Süßwasseranwendungen und damit verbundene Problemstellungen nicht diskutiert. Die Turbinen wurden in Form absenkbarer Module konstruiert, in denen die Laufräder mit dem umgebenden Laufradring aus nicht rostendem Stahl leitend kontaktiert waren.<br />Die angestellten Versuche korrelieren mit im Kraftwerk gewonnenen Daten und zeigen an, dass ein mikrobielles Ennoblement des Laufradringes aus nicht-rostendem Stahl zu einem Anstieg dessen Potentials führte. Diese Potentialerhöhung gegenüber der NAB war zur Ausbildung eines effektiven Kontaktelements (Bimetallkorrosion) ausreichend, in welchem die Auflösung der NAB-Turbinen in relevanten Zeiträumen (Wochen) vorangetrieben wurde.<br />

In the present work the corrosion behaviour of nickel aluminium bronzes (NAB) in freshwater was investigated. Motivation was given due to the occurrence of corrosion on turbine runners made of cast nickel-aluminium bronze of the type CuAl10Fe5Ni5-C in a hydroelectric power plant. On turbine blades, the formation of green pustules composed of malachite with the chemical formula Cu2CO3(OH)2 was observed in river water under standing conditions.<br />NAB is a robust material widely used in marine applications with numerous literature related to its corrosion behaviour. However, no literature concerning fresh water applications could be found. The components in the power plant were constructed in a modular structure, constituting a contact element with a runner ring made of stainless steel.<br />Experimental results coincide with direct measurements in the power plant indicating that microbial ennoblement of the runner ring results in a rise of its potential relative to the runner made of NAB, sufficing observable progress in corrosion at the runner in moderate time frames (weeks).