Warum rosten galvanisierte Rohre?

Galvanisierte Röhre ist ein verbreitetes Rohrmaterial für den Bau- und Industriegebrauch. Seine Oberfläche ist mit einer Zinkschicht versehen, um die Eisenbestandteile im Stahlrohr vor dem Kontakt mit Luft und Feuchtigkeit zu schützen und so eine korrosions- und rostschützende Wirkung zu erzielen. Viele Benutzer haben jedoch festgestellt, dass galvanisierte Stahlrohre im Laufe ihrer Nutzung trotzdem rosten können. Warum rostet also ein galvanisiertes Rohr? Welche Gründe liegen hinter dem Rostbildung von galvanisierten Rohren? Und welche Auswirkungen hat diese Rostbildung auf die tatsächliche Verwendung? Dieser Artikel wird diese Fragen detailliert erklären, und ich hoffe, dass er Ihnen hilfreich ist.

Was ist ein galvanisiertes Rohr?

Ein galvanisierter Rohr ist ein Rohr, das eine anti-korrosive Schicht bildet, indem eine Zinkschicht auf der Oberfläche des Stahlrohres angewendet wird, um die Korrosionsbeständigkeit des Rohres zu verbessern. Das Galvanisieren dient dazu, das Rohr selbst vor oxider Korrosion zu schützen, die durch den Kontakt mit Medien wie Luft und Wasser entsteht. Insbesondere in strengen Umgebungen wie Feuchtigkeit und Salz bietet die galvanisierte Schicht einen hervorragenden Schutz.

Je nach verschiedenen Galvanisierungsverfahren können galvanisierte Rohre in hot-dip galvanisierte Rohre und elektro-galvanisierte Rohre unterteilt werden.

• Hot-dip galvanisiertes Rohr: Das hot-dip Galvanisierungsverfahren besteht darin, das Stahlrohr auf eine bestimmte Temperatur zu erhitzen und es in einen flüssigen Zinktank einzutauchen. Durch chemische Reaktionen verbindet sich die Zinkschicht mit der Oberfläche des Stahlrohres und bildet eine Zink-Eisen-Legierungsschicht. Die Zinkschicht eines hot-dip galvanisierten Rohres ist dicker, normalerweise bis zu 60-80 Mikron, und hat eine gute Korrosionsbeständigkeit.
• Elektro-galvanisierter Rohr: Die Zinkschicht wird auf die Oberfläche der Stahlröhre durch Elektroplattierung oder Sprühen aufgetragen. Die Zinkschicht eines elektro-galvanisierten Rohrs ist relativ dünn, normalerweise zwischen 5-15 Mikron. Obwohl der Korrosionsschutz nicht so gut ist wie bei der Hot-Dip-Galvanisierung, kann die Gleichmäßigkeit der Zinkschicht während der Verarbeitung kontrolliert werden.

Das Anti-Korrosions-Prinzip der Galvanisierung

Das Anti-Korrosions-Prinzip des galvanisierten Rohrs basiert auf dem „Opferanoden“-Effekt von Zink. Die Metallaktivität der Zinkschicht ist stark. Wenn die Oberfläche des Rohrs dem äußeren Umfeld ausgesetzt ist, oxidiert das Zink zuerst und bildet Zinkrost (ZnO). Diese Schicht Zinkrost isoliert weiteren Sauerstoff- und Feuchtigkeitseinsatz und schützt den Stahlrohrkörper vor Korrosion.

Warum rosten galvanisierte Rohre s ?

Obwohl die Zinkschicht von galvanisierten Rohren theoretisch effektiv Korrosion verhindern kann, tritt in der Praxis trotzdem Rostbildung auf. Die Ursachen für das Rosten von galvanisierten Rohren sind normalerweise folgende:

Zinkschicht beschädigt:

Die oberflächliche Schutzschicht von galvanisierten Rohren besteht aus einer Zinkschicht. Wenn diese durch mechanische Einwirkungen, Verschleiß, Kratzer oder andere Faktoren während der Nutzung beschädigt wird, kann es vorkommen, dass die Zinkschicht abblättert oder bricht und die darunterliegende Stahlrohroberfläche dem äußeren Umfeld ausgesetzt ist und anfällig für Korrosion wird. Diese Situation tritt häufiger während der Rohrleitungsmontage auf, insbesondere an Stellen wie Rohrbogen und Verbindungen, wo die Zinkschicht durch häufige Bearbeitung beschädigt wird.

Qualitätsprobleme bei der Galvanisierung:

Der antikorrosive Effekt von galvanisierten Rohren hängt direkt von der Dicke und Gleichmäßigkeit des Zinkschichtes ab. Wenn das Herstellungsverfahren des galvanisierten Rohres nicht qualifiziert ist, was zu einer ungleichmäßigen Zinkschichtdicke oder schlechter Zinkschichthaftung führt, kann dies dazu führen, dass in einigen Bereichen die Oberfläche des Stahlrohres freigelegt wird, wodurch das Korrosionsrisiko zunimmt.

• Ungleiche Zinkschichtdicke: Wenn die Zinkschichtdicke während des Galvanisierungsprozesses ungleichmäßig ist, sind schwache Stellen anfällig für Korrosion.
• Schlechte Haftung der Zinkschicht: Die galvanisierte Schicht ist nicht fest mit der Oberfläche des Stahlrohres verbunden und kann leicht unter dem Einfluss äußerer Kräfte abfallen, was zu Rost am Rohr führt.
• Mängel im Galvanisierungsprozess: Während des Wärmebadgalvanisierungsprozesses kann die Qualität der Zinkschicht sinken und es können sogar Mängel auf der Oberfläche des Rohres entstehen, wenn die Temperatur des Zinkbades instabil ist, die Tauchzeit zu lang oder zu kurz ist.

Einfluss von Umweltfaktoren:

Die Rostbildung an galvanisierten Rohren hängt auch eng mit der Umgebung zusammen, in der sie sich befinden.

• Feuchtigkeit und Klima: Hohe Feuchtigkeit und feuchte Klimabedingungen beschleunigen den Oxidationsprozess der Zinkschicht, insbesondere bei häufigen Temperaturschwankungen. Auf der Oberfläche des Rohres kann sich Kondenswasser bilden und Wassertröpfchen entstehen, was die Korrosion weiter beschleunigt.
• Salzspray-Korrosion: Rohre in der Nähe des Meeres oder in salzhaltigen-basischen Gebieten sind besonders anfällig für Salzspray-Korrosion. Salzspray haftet an der Oberfläche des Rohres und bildet eine elektrolytische Umgebung, wodurch die Zinkschicht leicht korrodiert und das Basismetall freigelegt wird, das dann rostet.
• Säure- und basische Umgebung: Umgebungen, die säure- und basische Gase wie in Industriegebieten und Chemiewerken enthalten, beschleunigen ebenfalls die Korrosion von galvanisierten Rohren. Korrosive Substanzen wie saure Gase, Schwefelverbindungen und Chloride haben einen starken Korrosionseinfluss auf galvanisierte Rohre.

Einfluss der Wasserqualität:

Die Qualität des Wassers ist direkt mit der Korrosionsrate von galvanisierten Rohren verbunden. In einigen hochkorrosiven Wasserumgebungen (wie Wasserquellen, die mehr saure Substanzen enthalten), können selbst galvanisierte Rohre Schwierigkeiten haben, Rost zu vermeiden.

• Wasser-pH: Der pH-Wert des Wassers beeinflusst direkt die Korrosionsrate von galvanisierten Rohren. Säuerisches Wasser (pH-Wert unter 7) hat eine starke korrosive Wirkung auf die Zinkschicht und führt zur Auflösung der Zinkschicht.
• Hartes und weiches Wasser: Hartes Wasser enthält mehr Mineralstoffe (wie Calcium- und Magnesiumionen). Eine langfristige Transportierung durch galvanisierte Rohre kann leicht Schuppenbildung auf der Innenseite des Rohrs verursachen, was die Korrosion fördert. Weiches Wasser ist normalerweise aktiver und reagiert leichter mit Zink, was die Auflösung des Zinks beschleunigt.  
• Korrosive Stoffe: Wenn das Wasser korrosive Stoffe wie Schwefelwasserstoff und Ammoniak enthält, wird die Korrosionsrate von galvanisierten Rohren beschleunigt, was sogar zu schwerwiegenden Lecks im Rohr führen kann.

Elektrochemische Korrosion:

Das elektrochemische Korrosionsphänomen wird durch die Potentialdifferenz verursacht, die entsteht, wenn verschiedene Metalle in einem elektrolytischen Umfeld in Berührung kommen, was zur Metallkorrosion führt. Im galvanisierten Rohrsystem tritt die elektrochemische Korrosion hauptsächlich in folgenden Situationen auf:

• Kontakt verschiedener Metalle: Wenn das galv Rohr in direktem Kontakt mit anderen Metallen (wie Kupfer, Aluminium usw.) kommt, korrodiert Zink wegen der Potentialdifferenz als Opferanode vor anderen Metallen, was zu einer beschleunigten Korrosion des galvanisierten Rohres führt.
• Rohrbuchsen: An den Verbindungen der Leitungen, Kabelschützen und anderen Stellen sammelt sich oft Strom oder eine Potentialdifferenz, was die Korrosionsreaktion verschärft.

Geschwächte Opferanodeneffekte der Zinkschicht:

Obwohl der Opferanodeneffekt von Zink die Korrosion effektiv verhindern kann, wird dieser Effekt geschwächt, wenn die Zinkschicht zu dünn ist oder im korrosiven Umfeld vorzeitig aufgebraucht wird. Dadurch wird das Stahlrohr-Material freigelegt und das Rostgefahr erhöht.

• Unzureichende Dicke der Zinkschicht: Wenn die Zinkschicht des galvanisierten Rohrs zu dünn ist, wird der schützende Effekt von Zink schnell unwirksam, und der Korrosionsprozess des Stahlrohres wird beschleunigt.
• Frühes Verbrauchen der Zinkschicht: Bei langfristiger Nutzung, insbesondere in einem hochkorrosiven Umfeld, wird die Zinkschicht zu schnell aufgebraucht, der Opferanodeneffekt wird geschwächt und das Stahlrohr-Material wird allmählich freigelegt.

Auswirkungen von Rost auf galvanisierte Rohre

1). Verringerte Haltbarkeit der Rohre: Einmal galv pipes sind verrostet, wird ihre Tragfähigkeit, Druckwiderstand und Schlagfestigkeit verringert, und ihre Lebensdauer wird erheblich verkürzt. Durch Alterung der Leitungen aufgrund von Korrosion können sie den Belastungen unter hohem Wasserdruck oder anderen Betriebsbedingungen nicht mehr standhalten, wodurch ein Riss oder eine undichte Stelle leicht entstehen kann.

2).Wasserverschmutzung: Zinkverschmutzung durch die Korrosion von vergalvanisierten Rohren kann möglicherweise negative Auswirkungen auf die Umwelt haben. Insbesondere in kommunalen Wasserversorgungssystemen kann Zinkaustritt zu Wasserverschmutzung führen und die Sicherheit des Trinkwassers beeinträchtigen. Darüber hinaus kann Versickerung aus rostigen Leitungen die umliegende Boden- und Pflanzenwelt kontaminieren und so die Ökologie beeinträchtigen.

3).Bedrohung für die Strukturensicherheit: Die Korrosion von galvanisierten Rohren betrifft nicht nur die Rohre selbst, sondern kann auch die Tragstruktur der Rohre beeinträchtigen. Zum Beispiel werden in den Bereichen Elektrizität und Telekommunikation oft galvanisierte Rohre verwendet, um Kabel zu tragen und zu schützen. Wenn galvanisierte Rohre stark korrodiert sind, kann dies zu Kabelbrüchen oder Schäden an der äußeren Schutzschicht führen, was wiederum die Stabilität und Sicherheit des gesamten Systems beeinträchtigt.

Antikorrosionsmaßnahmen für galvanisierte Rohre

Verbesserung der Galvanisierungsgüte

Sicherstellen, dass die Gleichmäßigkeit, Dicke und Haftfähigkeit der Zinkschicht den Standards entsprechen, kann die Korrosionsbeständigkeit von galvanisierten Rohren erheblich steigern. Während des Produktionsprozesses sollten Temperatur, Konzentration und andere Prozessparameter der Galvanisierungslösung streng kontrolliert werden, um die Qualität der Zinkschicht sicherzustellen.

Vermeidung von mechanischen Beschädigungen

Maschinelles Beschädigung und Verschleiß sollten während des Transports, der Installation und dem Gebrauch der Pipeline vermieden werden. Wenn die Oberfläche des galvanisierten Rohres gestoßen, gerieben oder kollidiert ist, wird die Zinkschicht leicht beschädigt, wodurch das Stahlrohrbasismetall freigelegt wird, was Korrosion begünstigen kann. Daher sollte man während des Installationsprozesses vorsichtig sein, um Schäden an der Zinkschicht zu vermeiden. Maschinelles Beschädigung kann durch folgende Maßnahmen reduziert werden:

• Verwendung von weichen Verpackungsmaterialien: Während des Transports und der Handhabung sollten weiche Schutzmaterialien wie Schaumstoff oder Plastikfolie verwendet werden, um das Rohr zu umwickeln und Kollisionen sowie Reibungen zu minimieren.
• Vermeiden direkter Schläge während der Installation: Verwenden Sie professionelle Installationswerkzeuge wie Rohrbänder und -klammern, um direkte Schläge auf das Rohr zu vermeiden.

Antikorrosionsschicht und nachträgliche Galvanisierung

Für Stellen, wo die vergalzanierte Metallröhre wird in einer rauen Umgebung eingesetzt, können zusätzliche antikorrosive Beschichtungen auf die Außenseite der Röhre angewendet werden. Diese Beschichtungen bestehen normalerweise aus Materialien wie Epoxyharz, Polyurethan, Polyethylen usw., die die antikorrosiven Eigenschaften weiter verbessern und die Lebensdauer des galvanisierten Rohres verlängern können.

• Epoxybeschichtung: Sie hat eine gute Haftung und Korrosionsbeständigkeit und ist für anspruchsvolle industrielle Umgebungen geeignet.
• Polyethylenbeschichtung: Für vergrabene Rohre kann eine Polyethylenbeschichtung effektiv das Eindringen von Feuchtigkeit, sauren und basischen Stoffen verhindern und Korrosion bekämpfen.

Darüber hinaus kann in einigen speziellen Fällen, wenn die Zinkschicht teilweise beschädigt ist, die Methode der erneuten Galvanisierung verwendet werden, um das beschädigte Gebiet zu reparieren und die antikorrosiven Eigenschaften des Rohres wiederherzustellen.

Stärkung der Umweltkontrolle

Beim Auswählen von galvanisierten Rohren muss deren Installationsumgebung berücksichtigt werden. Für Rohre, die feuchten, salzhaltigen Dunst, sauren oder basischen Bedingungen ausgesetzt sind, sollten möglichst Rohre mit höherer Korrosionsbeständigkeit ausgewählt werden oder Maßnahmen zur Kontrolle der Umgebung ergriffen werden.

• Verringern Sie die Aussetzung gegenüber feuchten Bereichen: Zum Beispiel in feuchten Gebieten oder im Freien sollten Maßnahmen ergriffen werden, um die Dauer und den Bereich der Rohraussetzung zu reduzieren, wie das Errichten von Unterschlupfen oder Dächern.
• Verbessern Sie die Belüftungsbedingungen: Durch verstärkte Luftzirkulation kann die Feuchtigkeitshalte auf der Oberfläche des Rohres reduziert und die Korrosionsreaktion verlangsamt werden.

Regelmäßige Inspektion und Wartung

Durch regelmäßige Inspektionen können Korrosionsprobleme rechtzeitig entdeckt und Reparaturmaßnahmen ergriffen werden. Der Inspektionsinhalt umfasst die Integrität der Zinkschicht, ob die Oberfläche ablöscht oder rissig ist, und ob es Wasseransammlungen oder Verkalkungen im Inneren des Rohres gibt.

• Regelmäßige Inspektion: Für freiliegende galvanisierte Rohre können Inspektionen alle sechs Monate oder jährlich durchgeführt werden, insbesondere an den Rohrbügeln, Ellen, Flanschen und anderen Teilen, um Korrosion oder Schäden zu überprüfen.
• Interne Inspektion: Für galvanisierte Rohre, die vergraben sind oder nicht direkt beobachtet werden können, kann der Zustand der Innenseite des Rohres durch Endoskopie, Ultraschallprüfung und andere Methoden ermittelt werden.

Verwendung von Korrosionsinhibitoren

In einigen Rohrsystemen, insbesondere in Wasserröhren oder Gasleitungen, können Korrosionsinhibitoren verwendet werden, um das Auftreten von Korrosion zu reduzieren. Diese Inhibitoren hemmen normalerweise den Fortschritt von Korrosionsreaktionen, indem sie die chemische Umgebung innerhalb und außerhalb des Rohres ändern.

• Wasserbehandlung: Für galvanisierte Rohre in Wasserröhren können Methoden wie Wasserweichung, Entfernung von gelöstem Sauerstoff und korrosiven Ionen im Wasser verwendet werden, um die Möglichkeit von Korrosion zu verringern.
• Gasenschutz: In Gasübertragungsleitungen kann man einige Schutzgase injizieren, um die Zusammensetzung oder den Druck des Gases zu ändern und Korrosion zu verlangsamen.

Wähle geeignete Rohrmaterialien aus

Für Leitungssysteme, die langfristig extremen Umgebungen ausgesetzt sind, stehen neben galvanisierten Rohren auch andere Materialien mit stärkerer Korrosionsbeständigkeit zur Verfügung. Zum Beispiel PVC-Rohre, PE-Rohre, Edelstahlrohre usw. Diese Materialien weisen eine bessere Korrosionsbeständigkeit als galvanisierte Rohre auf und eignen sich insbesondere für spezielle Anwendungen.

• Edelstahlrohre: Edelstahl hat eine starke Korrosionsbeständigkeit und eine lange Lebensdauer und ist für Anwendungen mit außerordentlich hohen Korrosionsanforderungen geeignet.
• PE-Rohre, PVC-Rohre: Diese Kunststoffrohrmaterialien haben eine gute Korrosionsbeständigkeit und eignen sich besonders zur Förderung von Flüssigkeitsmedien wie Wasser und Gas.

Das Rostbildung an verzinnten Rohren ist ein häufiges Problem, aber durch sinnvolle Materialauswahl, Konstruktion und Wartung kann die Lebensdauer von verzinnten Rohren effektiv verlängert werden.

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