20. Wie korrodiert die Zinkbeschichtung in kaltem Leitungswasser?

Wasser-gasverzinkte Stahlrohre (in der neuen nationalen Norm GB3091-82 als „verzinkte geschweißte Stahlrohre für den Niederdruck-Flüssigkeitstransport“ bezeichnet) werden hauptsächlich als Wasserversorgungsrohre verwendet. Daher ist es wichtig, das Korrosionsverhalten der Zinkbeschichtung in Leitungswasser zu untersuchen. Um diesen Korrosionsprozess zu verstehen, müssen wir zunächst die Zusammensetzung des Leitungswassers untersuchen. Typischerweise enthält 1 Liter Leitungswasser 10 Milligramm gelösten Sauerstoff. Dieser Sauerstoff reagiert mit der Zinkbeschichtung unter Bildung von Zinkhydroxid, das als korrosives Nebenprodukt und nicht als Schutzschicht vorliegt. Weiches Wasser, das einen höheren Anteil an gelöstem Sauerstoff, Kohlendioxid und Natriumsalzen (aus chemischen Enthärtungsprozessen) enthält, beschleunigt die Korrosion der Zinkbeschichtung. Im Gegensatz dazu enthält hartes Wasser Aluminiumhydroxid, Kieselsäure, Phosphate, Magnesiumsalze und Calciumcarbonat, die Schutzschichten auf der Zinkschicht bilden. Folglich weisen verzinkte Stahlrohre in hartem Wasser eine bessere Korrosionsbeständigkeit auf als in weichem Wasser.
Der pH-Wert von Leitungswasser liegt im Allgemeinen im Bereich von 7,5–9,5. Wenn Calciumbicarbonat, Sulfid, Chlorid und Nitrid innerhalb des zulässigen Gehalts liegen, befindet sich die Zinkschicht in einem stabilen Zustand und ist aufgrund der Bildung einer unlöslichen Carbonatschicht geschützt.
Leitungswasser wird zur Desinfektion mit flüssigem Chlor behandelt, das Zinkbeschichtungen stark angreift. Wenn Zinkbeschichtungen mehr als 0,28 % Zinn enthalten, kann es im Leitungswasser zu Lochfraß kommen. Deshalb sollten feuerverzinkte Stahlrohre, die für die Wasserversorgung verwendet werden, nicht absichtlich Zinn in ihre Beschichtungen einarbeiten. Im Allgemeinen korrodieren zinnfreie Zinkbeschichtungen in kaltem Leitungswasser mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,66 mg/dm²·d, während zinnhaltige Zinkbeschichtungen mit einer Geschwindigkeit von etwa 2,03 mg/dm²·d korrodieren.