Galvanische Beschichtungen von Eisenwerkstoffen mit Zink und Zinklegierungen zählen zu den wichtigsten Verfahren zur Erhöhung des Korrosionsschutzes. Zink hat hierbei die Aufgabe, sich bei einem Korrosionsangriff aufzulösen und dadurch den Angriff des Grundwerkstoffs zu verhindern - bekannt als kathodischer Korrosionsschutz. Um die Auflösung der Zinkoberfläche gering zu halten, wird diese mittels einer Passivierung geschützt. Je nach Art der Zinkbeschichtung (Reinzink, Zink-Nickel, Zink-Eisen) sowie farblicher oder technischer Anforderung stehen unterschiedliche Arten von Passivierungen zur Verfügung, beispielsweise Dünn- oder Dickschichtpassivierungen in Farbvarianten wie Blau, Gelb, Schwarz oder als transparente Schicht.
Prozessbedingt gehen bei der Passivierungsbehandlung zur Bildung einer schützenden Deckschicht aus schwerlöslichen Verbindungen (eine Mischung unterschiedlicher Zinkverbindungen) Eisen und Zink in Lösung. Der Anteil an gelöstem Zink und gelöstem Eisen steigt im Laufe der Zeit kontinuierlich an und verschlechtert die Qualität der hergestellten Passivschichten. So sind bereits ab Gehalten von 30 mg/l gelöstem Eisen deutliche Verschlechterungen des Korrosionsverhaltens der Zinkoberfläche festzustellen. Gegenüber gelöstem Zink ist die Toleranz deutlich höher; erst bei Gehalten von mehr als 10 g/l können Qualitätseinbußen oder Beeinträchtigungen beim Prozessablauf auftreten.
Um ein Verwerfen der Passivierungslösung mit zu hohen Gehalten an Eisen und Zink zu vermeiden, bietet sich die Metallentfernung mittels Ionenaustauschern an. Hierbei ist allerdings darauf zu achten, dass die wichtigen Bestandteile einer Passivierungslösung wie gelöstes Chrom (als Chrom(III)ion), Kobalt oder Nickel nicht entfernt werden. Die aqua plus GmbH bietet zu diesem Zweck spezielle Ionenaustauschersysteme an, die genau diese Anforderungen in hohem Maße erfüllen.
Eine weitere Herausforderung ergibt sich aus dem Umstand, dass Beschichtungsunternehmen in der Regel mehrere unterschiedliche Arten an Passivierungsverfahren betreiben müssen. Die aqua plus GmbH hat zu diesem Zweck eine Ionenaustauscheranlage entwickelt, bei der mit einer Ionenaustauschersäule unter Einsatz geeigneter Regenerierungsmedien und einer Strömungsregelung verschiedene Passivierungslösungen gepflegt werden können. Eine solche Anlage kommt unter anderem bei der Knoblauch Galvanotechnik GmbH in Geislingen zum Einsatz, in der sechs verschiedene Passivierungssysteme gleichzeitig betreut werden. Der Anlagenbediener aktiviert hier die Fremdmetallentfernung auf Basis eines Analysenergebnisses oder auf Basis des Durchsatzes der Beschichtungsanlage. Die Steuerung und Verschaltung der Anlage ist so eingestellt, dass keine Gefahr einer Durchmischung der verschiedenen Typen der Passivierungen besteht. Es können also sowohl chrom(III)haltige, kobalthaltige als auch kobaltfreie Lösungen mit der selben Effizienz behandelt werden. Mit der bei der Knoblauch Galvanotechnik vorliegenden Anlagenausstattung werden so pro Beladungszyklus bis zu 2,5 Kilogramm Metall entfernt. Bei vollständiger Beladung des Ionenaustauschers wird automatisiert die Regenerierung gestartet, so dass die Anlage stets im betriebsbereiten Zustand ist, ohne dass Mitarbeiter mit zusätzlichen Aufgaben belastet werden.
Durch den Einsatz der Anlage wird die Nutzungsdauer der Passivierungen erheblich erhöht. Dies bedeutet eine drastische Kostenreduzierung für den Beschichtungsprozess, verbunden mit einer erheblichen Senkung des Ressourcenverbrauchs an Wasser und Chemikalien sowie einer Reduzierung des Schlammanfalles in der Abwasseranlage. Die kontinuierliche Entfernung der Fremdmetalle garantiert zudem, dass die Passivierung auf einem konstant hohen Niveau gehalten wird, da die Schwankungen der Fremdmetallgehalte in den Passivierungen gering sind, also kein sägezahnartiger Konzentrationsverlauf mit negativen Auswirkungen auf das Passivierungsergebnis auftreten kann. Im Übrigen kann das System auf jeden speziellen Anwendungsfall – Art der Passivierung, Anzahl der unterschiedlichen Verfahren, Volumen der Passivierungslösungen, Ansteuerung des Regenerationsprozesses – angepasst werden.
- www.aqua-plus.de
Text zum Titelbild: Ionenaustauscheranlage zur Wartung von sechs Passivierungssystemen, wie sie seit einiger Zeit bei der Knoblauch Galvanotechnik GmbH in Geislingen mit sehr gutem Ergebnis in Betrieb ist
