Verhinderung galvanischer Korrosion an dynamischen Fassadenfugen

Statische Gelenke korrodieren langsam. Bewegliche Gelenke korrodieren schneller. Und sie verbergen es.

Bei einer festen Fassade kann eine Edelstahlschraube, die durch eine Aluminiumhalterung verläuft, jahrzehntelang ohne größere Probleme bestehen bleiben, sofern sie ordnungsgemäß isoliert ist. Bei einer beweglichen Fassade dreht sich die gleiche Verbindung jedoch tausende Male im Jahr, und jede Bewegung reibt an den Beschichtungen, Unterlegscheiben und Isolierschichten, die die beiden Metalle eigentlich voneinander trennen sollten.

Sobald sie sich in Gegenwart von Wasser berühren, bildet sich eine Batterie. Aluminium verliert.

Dies ist das Kernproblem bei der kinetischen Fassadenplanung im Hinblick auf galvanische Korrosion . Es ist lösbar.

Wichtigste Erkenntnisse

• Für galvanische Korrosion sind zwei unterschiedliche Metalle, elektrischer Kontakt und Feuchtigkeit erforderlich; das Wegfallen eines dieser Faktoren stoppt den Prozess.

• Bewegung führt zu Verschleiß an Beschichtungen und Isolierungen an Scharnieren, sodass statische Isolierungsdetails bei kinetischen Gelenken oft versagen.

• Polymerbuchsen können Metalle isolieren und gleichzeitig als reibungsarme Lager fungieren.

• PVDF nach AAMA 2605 schützt Gesichter gut, bietet aber an Stellen, die häufig Reibung ausgesetzt sind, keinen zuverlässigen Schutz.

Wie Korrosion an Fassaden aus unterschiedlichen Metallen funktioniert

Jedes Metall hat seinen Platz in der galvanischen Spannungsreihe. Bringt man zwei verschiedene Metalle in einer leitfähigen Flüssigkeit in Kontakt, so korrodiert das unedlere Metall, um das edlere zu schützen.

Aluminium ist reaktionsfreudiger als Edelstahl, daher ist bei Fassadenkorrosion ungleicher Metalle das Aluminium dasjenige, das betroffen ist. Regenwasser, Kondenswasser und insbesondere salzhaltige Küstenluft bilden den Elektrolyten, und je größer der Unterschied zwischen den Metallen ist, desto schneller schreitet die Korrosion voran.

Die Fläche ist genauso wichtig wie das Material. Ein kleines Aluminiumteil, das eine große Edelstahlfläche berührt, korrodiert schnell. Ein kleines Edelstahlbefestigungselement in einer großen Aluminiumplatte korrodiert das Aluminium um das Loch herum langsam.

MIL-STD-889, der US-Militärstandard für unterschiedliche Metalle, wird oft als Referenz für kompatible Paarungen verwendet und ist ein nützlicher Ausgangspunkt für Fassadeningenieure.

Warum bewegliche Gelenke anders sind

Eine Isolierung, die an einer festen Halterung funktioniert, versagt oft an einem Scharnier.

Verschleißbeschichtungen

Der Verschleiß der Beschichtung an kinetischen Gelenken ist das erste Problem. Wenn sich ein Drehzapfen an einer beschichteten Aluminiumbohrung dreht oder zwei beschichtete Teile an einem Stillstand reiben, nutzt sich die Beschichtung an der Kontaktstelle ab und legt blankes Metall genau dort frei, wo das andere Metall anliegt.

Abgenutzte Isolierscheiben

Dünne Kunststoffscheiben und -hülsen werden unter Last zusammengedrückt, kriechen mit der Zeit und scheuern sich bei jedem Schwung ab, und weil sie im Inneren des Gelenks verborgen sind, bemerkt niemand den Moment, in dem sie durchgescheuert sind und die beiden Metalle schließlich aufeinandertreffen.

Eingeschlossene Feuchtigkeit

Drehpunkte und Scharniere erzeugen Spalten. Dort sammelt sich Wasser und bleibt stehen, insbesondere wenn Feuchtigkeits- und Frostzyklen an den Gelenken Immer wieder kleine Lücken öffnen.

Reiben

Hinzu kommt die Reibungskorrosion. Windgetriebene Paneele vibrieren den ganzen Tag in winzigen Bewegungen, und unter Last tragen diese Bewegungen die dünne schützende Oxidschicht immer wieder vom Metall ab, sodass die Oberfläche nie die Chance hat, sich zu erholen, und die Korrosion schneller voranschreitet als an einer Verbindung, die stillsteht.

Dielektrische Isolation für Fassadenfugen

Die Fassadenkonstruktion mit dielektrischer Isolierung trennt Metalle durch ein nichtleitendes Material. An beweglichen Fugen muss dieses Material die Bewegungen ebenfalls aushalten.

• Polymerbuchsen in Drehzapfenlöchern, beispielsweise aus Acetal, Nylon oder PTFE-basierten Materialien, isolieren den Stift von der Platte und sorgen für eine reibungsarme Lagerfläche.

• Isolierhülsen auf Bolzen, mit Flanschscheiben auf beiden Seiten

• EPDM- oder ähnliche Dichtungsmatten zwischen festen Halterungen und Rahmen

• Nichtleitende Anschläge und Puffer, wo bewegliche Paneele auf eine Begrenzung stoßen

• Dichtstoffe und Sperrbänder mit festen Überlappungen, kompatibel mit den Beschichtungen

Polymerbuchsen sind der Schlüssel. Eine gut gewählte Buchse löst das Problem der Isolation und des Lagerverschleißes in einem Bauteil, und Lagermaterialien, die dem Verschleiß widerstehen werden in einem separaten Leitfaden ausführlicher behandelt.

Materialwahlmöglichkeiten, die das Problem vermeiden

Die beste Isolation ist manchmal gar nicht nötig.

Durch die Verwendung von Aluminiumstiften und -beschlägen mit Aluminiumplatten wird das galvanische Element beseitigt. Allerdings kann es unter Last zu Fresskorrosion zwischen Aluminium und Aluminium kommen, weshalb üblicherweise eine Polymerbuchse eingesetzt wird. Sind Edelstahlstifte aus Festigkeitsgründen erforderlich, ist eine für die Umgebungsbedingungen geeignete Edelstahlsorte zu wählen und diese vollständig vom Aluminium zu isolieren.

Verwenden Sie niemals Teile aus Kohlenstoffstahl oder kupferhaltigen Teilen im Freien, die in direkten Kontakt mit Aluminium kommen.

AAMA 2605 PVDF an einem dynamischen Scharnier

PVDF-Beschichtungen, die gemäß AAMA 2605 geprüft wurden, gelten als Maßstab für Aluminium im Außenbereich. Sie durchlaufen ein anspruchsvolles Programm, das unter anderem zehn Jahre Witterungseinflüsse in Südflorida umfasst und strenge Grenzwerte für Farbveränderungen, Kreiden und Glanzverlust einhält.

Diese Eigenschaften gelten für unbedeckte Gesichtspartien. An Stellen, die Reibung ausgesetzt sind, sieht die Sache anders aus.

Bei einem dynamischen Scharnierdetail aus PVDF gemäß AAMA 2605 sollte die Beschichtung nicht als Lager- oder Isolationsfläche dienen, da PVDF für Witterungsbeständigkeit und nicht für Abriebfestigkeit bei wiederholter Bewegung ausgelegt ist. Optimal ist es, jegliche Reibung beschichteter Oberflächen zu verhindern, indem Polymerbuchsen eingesetzt und entsprechende Toleranzen so ausgelegt werden, dass die Bewegung ausschließlich von der Buchse aufgenommen wird. Falls an Verschleißstellen eine härtere Oberfläche erforderlich ist, kann für diese Bauteile eine Anodisierung in Betracht gezogen werden.

Unser PVDF-Oberflächenbeschichtung Und eloxierte Oberflächenbeschaffenheit Beide Varianten sind für kinetische Fassadenelemente erhältlich, und die Wahl zwischen ihnen hängt davon ab, wo sich die einzelnen Teile befinden und wie sie sich bewegen.

Entwässerung und Detailplanung

Wasser, das nicht stehen bleiben kann, kann nicht korrodieren.

Jedes Gelenk- und Scharniergehäuse sollte so konstruiert sein, dass Wasser ablaufen kann. Dazu gehören Entwässerungsöffnungen an den tiefsten Stellen und keine Hohlräume, in denen sich Regen, Kondenswasser oder Spritzwasser ansammeln können. Denn eine Verbindung, die zwischen den Regenschauern austrocknen kann, korrodiert deutlich langsamer als eine, die tagelang feucht bleibt. Filz und Schaumstoff sollten vermieden werden, da sie Wasser speichern.

Inspektion und Wartung

Kinetische Gelenke sollten regelmäßig überprüft werden.

• Weißes Pulver oder Schwellungen um Aluminium herum an Befestigungselementen oder Drehpunkten

• Abgenutzte oder fehlende Buchsen und Unterlegscheiben

• Beschichtungsverlust an den Kontaktstellen

• Rostflecken durch verunreinigte oder falsche Befestigungselemente

• Erhöhtes Spiel oder Geräusche an den Scharnieren

Ersatzbuchsen sind billig. Bleche nicht.

Kosteneinsparungen, die es zu vermeiden gilt

Details zur Isolation sind Kleinigkeiten in einem großen Budget. Sie werden oft als Erstes gekürzt.

Kostensenkungen, die Befestigungselemente niemals betreffen sollten Dazu gehören der Einsatz günstigerer, nicht näher spezifizierter Schrauben, das Entfernen von Isolierhülsen und der Wechsel zu nicht rostfreien Beschlägen. Die Reparaturkosten einer korrodierten kinetischen Fassade übersteigen die Einsparungen bei Weitem. ein Überblick über kinetische Fassadensysteme Siehe unseren Hauptleitfaden.

Häufig gestellte Fragen

1. Warum sind kinetische Fassadenfugen anfälliger für galvanische Korrosion?

Die Bewegung führt zum Abrieb von Beschichtungen und Isolierschichten an Scharnieren und Drehpunkten, wodurch unterschiedliche Metalle miteinander in Kontakt kommen. An den Drehpunkten sammelt sich zudem Feuchtigkeit an, die als Elektrolyt für Korrosion dient.

2. Wie kann man Edelstahl von Aluminium an einer beweglichen Verbindung isolieren?

Verwenden Sie Polymerbuchsen in den Drehzapfenlöchern, Isolierhülsen und Flanschscheiben an den Schrauben sowie nichtleitende Anschläge. Die Buchse isoliert die Metalle und dient gleichzeitig als Auflagefläche.

3. Kann eine PVDF-Beschichtung galvanische Korrosion an Scharnieren verhindern?

Nein, nicht zuverlässig. PVDF schützt zwar exponierte Oberflächen vor Witterungseinflüssen, verschleißt aber an Reibungsstellen. Buchsen und Spaltmaße sollten verhindern, dass beschichtete Oberflächen Bewegungen übertragen.

4. Ist der Kontakt von Aluminium auf Aluminium bei kinetischen Fassaden unbedenklich?

Ja, aus galvanischer Sicht. Aluminium auf Aluminium kann jedoch unter Last zu Fressverschleiß führen, daher wird an beweglichen Gelenken üblicherweise eine Polymerbuchse eingesetzt.

5. Woran erkennt man galvanische Korrosion an einer Fassade?

Weiße, pulverförmige Ablagerungen oder Schwellungen um Aluminium in der Nähe von Befestigungselementen und Drehpunkten, Verlust der Beschichtung, erhöhtes Spiel an den Scharnieren und, bei Verunreinigung von Kohlenstoffstahl, Rostflecken.

Isolieren, Entleeren, Prüfen

Galvanische Korrosion ist vorhersehbar. Genauso wie ihre Vorbeugung.

Trennen Sie die Metalle mit Materialien, die Bewegungen standhalten, halten Sie die Fugen wasserdicht und führen Sie regelmäßige Kontrollen durch. Senden Sie uns Ihre Fugendetails und Korrosionsschutz-Designprüfung anfordern für Ihre kinetische Fassade.

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