Avzinkningshärdiga och blyfria mässingslegeringar används i stor utsträckning för att ersätta blyinnehållande mässingslegeringar som används för dricksvattensapplikationer. På grund av det begränsade antalet korrosionsstudier av dessa legeringar är syftet med denna studie att belysa hur vattensammansättning, temperatur och exponeringstid kan påverka legeringarnas korrosionsegenskaper. Tre avzinkningshärdiga mässingslegeringar studerades i kranvatten; två blyfria mässingslegeringar (CW511L och CW724R) och en blyinnehållande mässingslegering (CW602N) som betraktades som ett referensmaterial. En kombination av elektrokemiska, mikroskopiska och ytanalystekniker användes för att utforska korrosionstyp, mekanismer samt korrosionshastighet. Även om samtliga legeringar visade godkända egenskaper i avzinkningstestet enligt ISO 6509-1:2014 var målet att bedöma deras korrosionsbeteende i kranvatten. Vattenkemin justerades för att undersöka effekten av pH, kloridkoncentration och alkalinitet hos de tre mässingslegeringarna under kortvarig exponeringstid (24 timmar). Vattnets korrosivitet varierade beroende på mässingslegeringens sammansättning. Det visade sig att CW511L var känsligare för höga kloridkoncentrationer (44.7 mg/L) och hög alkalinitet (310 mg/L) än för lågt pH (6.9). Det motsatta observerades dock för både CW724R och CW602N. Testvattnets aggressivitet påverkades också av temperaturen när den ökades från 22 °C till 50 °C under exponering i 24 timmar. Medan ingen tydlig avzinkning upptäcktes observerades en kombination av både allmän och lokal korrosion i varierande utsträckning mellan de olika legeringarna. Initieringen av det lokala korrosionsangreppet varierade både med testvattnets kemi och med legeringssammansättningen. Medan CW724R och CW602N bägge uppvisade hög känslighet för lokal korrosion i vattnet med högst pH (8.2), var CW511L mer känslig i det vatten med lågt pH (6.9) vid 50 °C. Effekten av exponeringstid undersöktes i vattnet med högst pH (8.2) för de tre mässingslegeringarna upp till 72 dagar. Korrosionshastigheten baserad på viktminskning visade en förväntad hög korrosionshastighet som minskade med kontinuerlig exponeringstid, vilket ledde till en låg korrosionshastighet för alla tre mässingslegeringarna efter 72 dagar. De blyfria mässingslegeringar uppvisade ur detta perspektiv goda korrosionsegenskaper som är konkurrenskraftiga med mässing som innehåller bly. / Dezincification resistant (DZR) and lead-free brass alloys continue to be widely applied replacing lead containing brasses in the drinking water sector. Due to the limited number of corrosion studies of these alloys in tap water, the present thesis was initiated with the aim to understand how the water type, its temperature and exposure duration can affect the corrosion behavior. Three DZR brass alloys were studied in order to evaluate their corrosion behavior in tap water of varying characteristics. The alloys included were two lead-free brasses (CW511L and CW724R) and a leaded brass alloy (CW602N) considered as a reference material. A combination of electrochemical, microscopic and surface analytical techniques were adopted to explore the corrosion form, mechanisms and corrosion rate. While these alloys passed the dezincification test as per ISO 6509-1:2014, the aim was to assess their corrosion performance in tap water. The influence of water chemistry parameters including pH, chloride concentration and alkalinity on the corrosion resistance of the three DZR alloys was investigated in short-term exposures (24 h). Depending on the brass alloy, the corrosivity of the test waters varied. The results show grade CW511L to be more sensitive in tap water of higher chloride concentration (44.7 mg/L) and alkalinity (310 mg/L) compared with low pH (6.9). However, opposite results were obtained for both CW724R and CW602N. The corrosivity of the test water was also affected by the temperature when increased from 22°C to 50°C during 24 h of immersion. While no dezincification features were observed on the surfaces, a combination of general and localized corrosion was observed to a largely variable extent between the alloys. The extent of initiation of localized corrosion varied with test water and alloy composition. While CW724R and CW602N showed similar high susceptibility to localized corrosion in the alkaline (pH 8.2) tap water, CW511L was more prone to pitting corrosion in tap water of low pH (6.9). The effect of exposure duration was explored in the alkaline test water for the three brasses up to 72 days. Corrosion rates based on weight loss showed an expected initial high corrosion rate which declined with continuous immersion, leading to low and similar corrosion rates for all three brass alloys after 72 days. Thus, at given test conditions, the lead-free brasses showed good corrosion behavior being competitive to the performance of lead containing brass. Therefore, lead-free brass alloys are good candidates to substitute lead-containing brasses in tap water applications.

På grund av nya riktlinjer för användning av mässing i kontakt med dricksvatten har nya blyfria mässingslegeringar utvecklats. Det är därför av stort intresse att undersöka deras korrosionsegenskaper, såsom avzinkningshärdighet. Ett accelererat standardtest, SS-EN ISO 6509–1:2014, har använts för att bestämma avzinkningshärdighet hos mässingslegeringar. Eftersom detta standardtest utvecklades för bly-innehållande mässingslegeringar har det ännu inte fastställts huruvida denna metod också kan appliceras för fastställandet av avzinkningshärdigheten hos blyfria mässingslegeringar.  Syftet med detta examensarbete var att fylla denna kunskapslucka. Detta gjordes genom att undersöka hur avzinkningsegenskaperna för tre mässingslegeringar, varav två var blyfria och en bly-innehållande, påverkades genom att ändra standardtestets parametrar. Resultaten jämfördes sedan med deras beteende i kranvatten för att bestämma testresultatens tillförlitlighet. Det visade sig att majoriteten av de erhållna resultaten för de blyfria mässingslegeringarna var i överensstämmelse med de resultat som erhölls för den blyinnehållande mässingen. Slutsatsen som kunde dras var därför att standardtestet kan användas för att bestämma avzinkningshärdighet även av blyfri mässing samt att resultaten visar på samma rangordning gällande deras egenskaper i tappvatten. / Due to new regulations for the use of brass in contact with drinking water, new lead-free brass alloys have been developed. It is therefore of great interest to investigate their corrosion properties in terms of dezincification resistance. An accelerated standard test, SS-EN ISO 6509-1:2014 is used to determine the dezincification resistance of brass alloys. However, as this standard test was developed for leaded brass alloys, it has not yet been established whether this method also is suitable to assess the dezincification resistance of lead-free brass alloys.  This master thesis study aimed to expand this knowledge gap by investigating how the dezincification properties of three different brass alloys, two newly developed lead-free alloys and one lead-containing alloy, were affected by changing the parameters of the standard test. The results were compared with their behaviour in tap water to determine the reliability of the ISO test. Most of the obtained results of the lead-free brass alloys were in accordance with the results obtained for the leaded brass alloy. It could therefore be concluded that the standard test can be used to assess the dezincification resistance of brass alloys and also reflect their ranking at tap water conditions.

På grund av nya riktlinjer för användning av mässing i kontakt med dricksvatten har nya blyfria mässingslegeringar utvecklats. Det är därför av stort intresse att undersöka deras korrosionsegenskaper, såsom avzinkningshärdighet. Ett accelererat standardtest, SS-EN ISO 6509–1:2014, har använts för att bestämma avzinkningshärdighet hos mässingslegeringar. Eftersom detta standardtest utvecklades för bly-innehållande mässingslegeringar har det ännu inte fastställts huruvida denna metod också kan appliceras för fastställandet av avzinkningshärdigheten hos blyfria mässingslegeringar.  Syftet med detta examensarbete var att fylla denna kunskapslucka. Detta gjordes genom att undersöka hur avzinkningsegenskaperna för tre mässingslegeringar, varav två var blyfria och en bly-innehållande, påverkades genom att ändra standardtestets parametrar. Resultaten jämfördes sedan med deras beteende i kranvatten för att bestämma testresultatens tillförlitlighet. Det visade sig att majoriteten av de erhållna resultaten för de blyfria mässingslegeringarna var i överensstämmelse med de resultat som erhölls för den blyinnehållande mässingen. Slutsatsen som kunde dras var därför att standardtestet kan användas för att bestämma avzinkningshärdighet även av blyfri mässing samt att resultaten visar på samma rangordning gällande deras egenskaper i tappvatten. / Due to new regulations for the use of brass in contact with drinking water, new lead-free brass alloys have been developed. It is therefore of great interest to investigate their corrosion properties in terms of dezincification resistance. An accelerated standard test, SS-EN ISO 6509-1:2014 is used to determine the dezincification resistance of brass alloys. However, as this standard test was developed for leaded brass alloys, it has not yet been established whether this method also is suitable to assess the dezincification resistance of lead-free brass alloys.  This master thesis study aimed to expand this knowledge gap by investigating how the dezincification properties of three different brass alloys, two newly developed lead-free alloys and one lead-containing alloy, were affected by changing the parameters of the standard test. The results were compared with their behaviour in tap water to determine the reliability of the ISO test. Most of the obtained results of the lead-free brass alloys were in accordance with the results obtained for the leaded brass alloy. It could therefore be concluded that the standard test can be used to assess the dezincification resistance of brass alloys and also reflect their ranking at tap water conditions.

Det här examensarbetet är baserat på en uppdragsbeskrivning från ventiltillverkaren ESBE. Företaget önskar utveckla livslängdsprovning av ventiler utifrån kemisk sammansättning hos tappvattnet och det finns ett intresse hos företaget kunna identifiera de faktorer som kan leda till haveri eller på annat vis inverka på ventilernas funktion. Syftet med arbetet har varit att sammanställa och utvärdera vilka kemiska komponenter och fysikaliska förhållanden som är relevanta för livslängdsprovning av blandningsventiler. Arbetet har annars främst grundat sig på litteraturstudier av vetenskapliga artiklar, relevant facklitteratur, diverse beräkningsmodeller samt en experimentell del. De två vanligaste problemen som kan uppstå i samband med att metall är i kontakt med vatten är: korrosion och bildning av oxider. I samband med accelererad korrosionsprovning har faktorer som temperatur, löst syre, pH, alkalinitet, hårdhet, klorid och sulfat visat sig vara de vattenparametrar som haft störst inverkan. Två olika förslag på testlösningar har tagits fram under arbetet. Båda optimerade för att vara effektiva för en accelererad provningsmetod. Den ena anpassad för att påskynda avzinkning, den andra för att påskynda oxidbildning. Det recept som har getts som förslag i detta arbete bör i ett nästa steg användas i nya enklare experiment och sedan utvärderas.