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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-299738 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Alexis, naza |
| Publisher | KTH, Kemi |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-CBH-GRU ; 2021:171 |
Page generated in 0.0156 seconds