Heute sind Ethanol-Benzin-Gemische (wie E10 und E85) und Biodiesel in Nordamerika und Europa zu Standardkraftstoffen geworden. Diese Gemische reduzieren zwar die Emissionen und verbessern die Oktanzahl, stellen aber auch eine Reihe von Herausforderungen hinsichtlich der Materialverträglichkeit dar, die die Integrität von Kraftstofftanksystemen aus Metall direkt beeinträchtigen.
Ethanol ist hygroskopisch; es zieht leicht Feuchtigkeit aus der Luft an und enthält korrosive Ionen wie Chloridionen. Auch Biodiesel weist einen hohen Sauerstoff- und Feuchtigkeitsgehalt auf, und die Fettsäuren sowie deren Abbauprodukte verstärken die Korrosion von Kohlenstoffstahl zusätzlich.
Stahltanks, die Ethanol in Kraftstoffqualität ausgesetzt sind, neigen zu Spannungsrisskorrosion. Auch Q235-Kohlenstoffstahl zeigt messbare Korrosion bei Kontakt mit Ethanol-Benzin-Gemischen. Die Folgen reichen über Oberflächenrost hinaus: Es entstehen Partikel, die Pumpen und Einspritzdüsen verstopfen können; in schweren Fällen kann es zu Perforationen kommen, die Leckagen und Sicherheitsrisiken verursachen.
Für Hersteller von Metallkraftstofftanks und Beschaffungsingenieure ist die Auswahl von Werkstoffen für Metallkraftstofftanks, die Korrosion an der Quelle verhindern, die wichtigste Entscheidung in der Entwurfsphase.
Dieser Artikel bietet eine vergleichende Analyse zweier in der Praxis bewährter Lösungen – aluminiumbeschichteter Stahl und die seewasserbeständige Aluminiumlegierung 5052 – auf Basis wichtiger Leistungsindikatoren (Korrosionsbeständigkeit, Umformbarkeit, Schweißbarkeit und Lebenszykluskosten).
Herkömmliche Kraftstofftanks aus Kohlenstoffstahl sind anfällig für Korrosion.
Herkömmlicher kaltgewalzter Kohlenstoffstahl ist chemisch unverträglich mit modernen Kraftstoffen. Ethanol zieht aufgrund seiner hygroskopischen Eigenschaften Feuchtigkeit und korrosive Ionen – wie beispielsweise Chloridionen – in den Kraftstofftank, während bei der Zersetzung von Biodiesel organische Säuren entstehen, die die Metalloberfläche aktiv angreifen.
Die daraus resultierende Korrosion äußert sich in Lochfraßkorrosion, gleichmäßiger Korrosion und Spannungsrisskorrosion (SCC), wie an Kohlenstoffstahl-Kraftstofftanks und -Pipelines, die mit Ethanol-Kraftstoff verwendet werden, bestätigt wurde.
Korrosionsmechanismen in Ethanol- und Biodieselumgebungen
In modernen Kraftstoffumgebungen versagen Kraftstofftanks aus Kohlenstoffstahl aufgrund mehrerer gleichzeitig wirkender Mechanismen. Ethanol ist hygroskopisch – es zieht Feuchtigkeit aus der Atmosphäre an und enthält korrosive Ionen wie Chloridionen –, was die Polarität und Hydrophilie des Kraftstoffs verändert und somit seine Korrosivität erhöht. Biodiesel hat einen hohen Sauerstoff- und Feuchtigkeitsgehalt; die darin enthaltenen Fettsäuren und deren Abbauprodukte korrodieren aktiv die Oberfläche von Metallkraftstofftanks.
Neben allgemeiner Korrosion stellt Spannungsrisskorrosion (SRK) eine noch heimtückischere Gefahr dar. Bereits 1995 wurde SRK an den Böden von Tanks und Anlagen zur Lagerung von Ethanol in Kraftstoffqualität nachgewiesen; seither wurde SRK auch an Kraftstofftanks aus Kohlenstoffstahl, Rohrleitungssystemen und Anlagen im gesamten Ethanolverteilungsnetz beobachtet.
Laboruntersuchungen zeigen, dass Sauerstoff der wichtigste Faktor für Spannungsrisskorrosion ist, gefolgt von Zunder, Chloriden und Methanol. Die selektive Auflösung von Ferrit innerhalb der Perlitstruktur beschleunigt die Rissausbreitung zusätzlich. Mikrobiell induzierte Korrosion (MIC) bringt eine weitere Komplexitätsebene mit sich: Acetobacter aceti wandelt Ethanol in Essigsäure um, die stark korrosiv auf normalen Kohlenstoffstahl wirkt.
Das Ergebnis ist nicht ein einzelner Ausfallmechanismus, sondern vielmehr die kombinierte Wirkung von elektrochemischen, mechanischen und biologischen Abbauprozessen; diese Faktoren bedrohen gemeinsam jeden aus unbeschichtetem Kohlenstoffstahl hergestellten Metallkraftstofftank.
Auswirkungen der inneren Korrosion in metallischen Treibstofftanks auf den Betrieb
Die Folgen der inneren Korrosion reichen weit über den Kraftstofftank selbst hinaus. Mit zunehmender Korrosion lösen sich Eisenoxid und Reaktionsprodukte von den Innenwänden und bilden Partikel, die im gesamten Kraftstoffsystem zirkulieren. Diese Partikel – in Feldberichten oft als dunkle, metallische Substanz ähnlich Kaffeesatz beschrieben – lagern sich an den Sieben der Kraftstoffpumpe und an den Düsen der Einspritzdüsen ab, wodurch der Durchfluss eingeschränkt und das Einspritzmuster verändert wird. Die daraus resultierende ungenauere Kraftstoffzufuhr beeinträchtigt direkt die Verbrennungseffizienz und die Motorleistung.
Insbesondere Lochfraßkorrosion kann lokale Perforationen verursachen, die zu Kraftstofflecks führen. Bei maßgefertigten Metallkraftstofftanks können selbst mikroskopisch kleine Perforationen die Systemintegrität beeinträchtigen, Sicherheitsrisiken bergen und einen vorzeitigen Austausch erforderlich machen.
Branchenuntersuchungen zeigen, dass Korrosionserscheinungen, deren Auftreten früher 10 bis 20 Jahre dauerte, bei der Verwendung von Ethanol-Kraftstoffgemischen bereits nach 30 bis 60 Tagen sichtbar werden können. Das Prüfverfahren SAE J1747 bewertet Korrosion, Lochfraß, Gewichtsverlust, die Bildung von Reaktionsprodukten und deren Auswaschung in den Prüfkraftstoff für metallische Kraftstofftank-Grundmaterialien – all diese Messgrößen zeigen übereinstimmend, dass Kohlenstoffstahl die Anforderungen nicht erfüllt.
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Bewertungskriterien für metallische Kraftstofftankmaterialien
Die Auswahl von Werkstoffen für kundenspezifische Metallkraftstofftanks erfordert ein systematisches Bewertungsverfahren, das über die reine Korrosionsbeständigkeit hinausgeht. Die Norm SAE J1747 bietet eine branchenübliche Methode für die Korrosionsprüfung durch Eintauchen in Kohlenwasserstoffkraftstoffe mit sauerstoffhaltigen Zusätzen wie Ethanol und Biodiesel.
Gemäß diesem Prüfverfahren müssen die Kandidatenmaterialien anhand mehrerer Kriterien bewertet werden: Substratkorrosion, Lochfraßanfälligkeit, Massenverlust, Bildung von Reaktionsprodukten und deren Auslaugungsverhalten im Prüfkraftstoff. Zusätzlich muss die Bewertung die Umformbarkeit und Schweißbarkeit der metallischen Kraftstofftankmaterialien berücksichtigen.
Leistungsanforderungen an Werkstoffe für metallische Kraftstofftanks – über die Korrosionsbeständigkeit hinaus.
Korrosionsbeständigkeit allein reicht nicht aus, um die Anforderungen an ein Material für die Herstellung von Metalltanks zu erfüllen. Der Herstellungsprozess erfordert hervorragende Tiefzieheigenschaften – Metalltanks werden typischerweise durch ein mehrstufiges Tiefziehverfahren zu komplexen, einteiligen Gehäusen geformt. Dabei darf das Material bei starker plastischer Verformung weder reißen noch eine Ablösung der Beschichtung aufweisen.
Die Schweißbarkeit ist ebenso entscheidend: Die Herstellung von Metallkraftstofftanks beruht auf Widerstandswalznahtschweißen oder Laserschweißen, um eine luftdichte Verbindung an den Außenflanschen herzustellen. Selbst wenn ein Werkstoff eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit aufweist, wird sein praktischer Wert in der Produktion gemindert, wenn er sich schlecht umformen oder schweißen lässt.
Bei aluminiumbeschichtetem Stahl muss die Aluminiumbeschichtung beim Tiefziehen intakt bleiben, um ihre schützende Funktion zu gewährleisten. Bei der Aluminiumlegierung 5052 muss bei Umformprozessen eine Kornvergröberung vermieden werden, die zu „Orangenhaut“-Defekten an der Oberfläche führt.
Daher müssen Ingenieure die Werkstoffe für metallische Kraftstofftanks anhand dieser drei Kriterien bewerten – Korrosionsbeständigkeit, Umformbarkeit und Schweißbarkeit –, die alle gleichermaßen wichtig sind, um die Eignung eines Werkstoffs für die Massenproduktion zu bestimmen.
Branchenübliche Prüfstandards und -methoden
Standardisierte Prüfverfahren bieten einen objektiven Rahmen für die Materialzertifizierung. SAE J1747 legt ein standardisiertes Prüfverfahren für die Korrosionsprüfung von Kohlenwasserstoffkraftstoffen oder deren Ersatzstoffen mit sauerstoffhaltigen Zusätzen wie Ethanol und Methanol fest.
Gemäß diesem Verfahren werden die Testproben in korrosive Ethanol-Kraftstoffgemische eingetaucht; diese Mischungen sind so konzipiert, dass sie Verunreinigungen simulieren, die in realen Umgebungen vorkommen, und liefern beschleunigte Korrosionsdaten.
Die Norm DIN 50905/4 ergänzt die oben genannte Methode durch die Bewertung von gleichmäßiger Korrosion, Lochfraßkorrosion, Spannungsrisskorrosion und Spaltkorrosion mittels im Labor durchgeführter Tauchversuche unter kontrollierten Bedingungen.
Die in diesen Normen festgelegten Grenzwerte sind eindeutig: Die gleichmäßige Korrosionsrate darf 0.1 mm/Jahr nicht überschreiten, und es darf keine lokale Korrosion auftreten. Werkstoffe, die diese Normen erfüllen, geben nachweislich keine Partikel in den Kraftstoffstrom ab und entwickeln während der gesamten Nutzungsdauer eines Metallkraftstofftanks keine Perforationen.
Für jede kundenspezifische Anwendung von Metallkraftstofftanks stellen SAE J1747 und DIN 50905/4 die Mindeststandards für die Sorgfaltspflicht bei der Materialauswahl dar.
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Empfohlene Werkstoffe für Kraftstofftanks aus Metall
Gemäß den in SAE J1747 und DIN 50905/4 festgelegten technischen Bewertungskriterien erfüllen zwei Werkstoffarten durchgängig die Anforderungen moderner Kraftstoffanwendungen. Feuerverzinnter Stahl, der sich in der Produktion über ein Jahrzehnt bewährt hat, hat in einer Reihe von Laborkorrosionstests seine Korrosionsbeständigkeit gegenüber Methanol und Biodiesel (Rapsmethylester) unter Beweis gestellt.
Die seewasserbeständige Aluminiumlegierung 5052-H32 bietet eine Alternative; ihre natürliche Oxidschicht schützt wirksam vor Korrosion durch ethanolhaltige Kraftstoffe und schwefelhaltige Verbindungen. Beide Werkstoffe benötigen keine Innenbeschichtung und erfüllen die Anforderungen an Korrosionsbeständigkeit, Umformbarkeit und Schweißbarkeit, die für alle Anwendungen mit Metallkraftstofftanks erforderlich sind.
Aluminiumbeschichteter Stahl
Feuerverzinnte, aluminiumbeschichtete Stahlbleche kombinieren speziell entwickelten, tiefgezogenen IF- Stahl mit der außergewöhnlichen Korrosionsbeständigkeit einer Aluminiumbeschichtung.
Beim Feuerverzinkungsverfahren reagiert geschmolzenes Aluminium mit Sauerstoff und bildet eine schützende Al₂O₃-Schicht, die die Stahloberfläche passiviert. Diese Aluminium-Silizium-Legierungsbeschichtung – typischerweise mit 5 bis 10 % Silizium – bietet sowohl Barriere- als auch Opferanodenschutz gegen Korrosion. Wird die Beschichtung beschädigt, korrodiert das Aluminium bevorzugt, um den darunterliegenden Stahl zu schützen. Diese Selbstheilungseigenschaft ist besonders wichtig für Kraftstofftanks aus Metall, die den mechanischen Belastungen beim Tiefziehen und Schweißen ausgesetzt sind.
Eine Reihe von Korrosionsprüfungen im Labor hat gezeigt, dass diese Metallwerkstoffe für Kraftstofftanks eine ausgezeichnete Kraftstoffbeständigkeit aufweisen, einschließlich der Toleranz gegenüber methanol- und rapsmethylesterhaltigen Kraftstoffen (Biodiesel). Gemäß DIN 50905/4 lagen die Korrosionsraten von aluminisiertem Stahl in E10-, E85- und Biodieselgemischen in einem vierwöchigen Test bei 50 °C deutlich unter dem Grenzwert von 0.1 mm/Jahr. Für Anwendungen mit extrem hohen Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit kann eine dünne organische Beschichtung (1–2 μm) aufgebracht werden, die in Salzsprühnebeltests 2,000 Stunden ohne Rotrostbildung erreicht.
Aus Sicht der Fertigung von Metallkraftstofftanks ist aluminiumbeschichteter Stahl speziell für anspruchsvolle Stanzprozesse konzipiert. Aktuell haben sich zwei Verfahren zum Verbinden der oberen und unteren Hälfte von Metallkraftstofftanks etabliert: Widerstandswalznahtschweißen mit Schweißdraht und Laserstrahlschweißen . Dieses Material verwendet ein IF- Stahlsubstrat, das sicherstellt, dass die Aluminiumbeschichtung beim Tiefziehen intakt bleibt und weder reißt noch abblättert. Diese Kombination aus Umformbarkeit und Schweißbarkeit macht aluminiumbeschichteten Stahl zu einer bewährten Produktionslösung für alle Anwendungen im Bereich Metallkraftstofftanks, die eine kosteneffiziente Fertigung in großen Stückzahlen erfordern.
5052 Marine-Aluminiumlegierung
5052-H32 ist eine mittelfeste Aluminium-Magnesium-Legierung mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit, hoher Dauerfestigkeit und hervorragender Schweißbarkeit. Durch den Magnesiumzusatz bildet sich eine stabile, selbstpassivierende Oxidschicht auf der Oberfläche, die einen zuverlässigen Schutz in sauren und alkalischen Medien sowie in Kraftstoffumgebungen bietet. Im Vergleich zu normalem Stahl und den meisten anderen Aluminiumlegierungen weist dieses Material für Kraftstofftanks eine überlegene Beständigkeit gegenüber Sulfiden und Ethanol auf.
Im Gegensatz zur Aluminiumlegierung 3003, die zwar auch für Kraftstofftanks aus Metall verwendet wird, aber eine geringere Korrosionsbeständigkeit aufweist, bietet die Legierung 5052 die optimale Balance für jeden maßgefertigten Kraftstofftank aus Metall, der Ethanol-Kraftstoffgemischen, Streusalzen oder Küstenumgebungen ausgesetzt ist.
5052-H32 bietet hervorragende Bearbeitbarkeit und gute Umformbarkeit für Biegen, Walzprofilieren und die Herstellung komplexer Behälterwände. Diese Legierung lässt sich problemlos mit allen gängigen Schweißverfahren (GMAW (MIG) und GTAW (TIG)) und den üblichen Zusatzwerkstoffen 4043 oder 5356 schweißen.
Da 5052 keiner Wärmebehandlung bedarf, verändert das Schweißen seine Festigkeitseigenschaften nicht, was einen erheblichen Vorteil für die gleichbleibende strukturelle Integrität der Schweißnaht bietet. Bei der Herstellung von Metallkraftstofftanks liefert 5052-H32 zuverlässige und reproduzierbare Ergebnisse und vermeidet gleichzeitig die mit wärmebehandelbaren Legierungen verbundenen Prozesskomplexitäten.
5052-H32 ist das Material der Wahl für eine Vielzahl anspruchsvoller Anwendungen, darunter Treibstoff- und Ölleitungen sowie Treibstofftanks in Flugzeugen, Schiffstreibstofftanks, die Meerwasser und Salznebel ausgesetzt sind, und Geländewagen sowie Allradfahrzeuge, die ein optimales Verhältnis von Festigkeit, Gewicht und Korrosionsbeständigkeit erfordern. Dieses Metall für Treibstofftanks ist leicht – mit einer Dichte von etwa einem Drittel der von Stahl – was die Kraftstoffeffizienz und das Fahrverhalten eines Fahrzeugs verbessert.
Für alle Anwendungen im Bereich kundenspezifischer Metallkraftstofftanks, bei denen Gewichtsreduzierung, Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit entscheidende Faktoren sind, ist 5052-H32 eine praxiserprobte, spezifikationskonforme Ideallösung.
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Vergleichende Analyse von Werkstoffen für metallische Kraftstofftanks
Auf Grundlage von Bewertungen gemäß dem SAE J1747-Protokoll und der DIN 50905/4-Norm erfüllen sowohl feuerverzinkter Stahl als auch Aluminium 5052-H32 die Anforderungen für den Einsatz in metallischen Kraftstofftanks. Die Wahl zwischen den beiden hängt jedoch von drei praktischen Überlegungen ab: Korrosionsbeständigkeit, Umformbarkeit und Lebenszykluskosten.
Aluminierter Stahl vereint die Festigkeit und Umformbarkeit von Stahl mit dem Schutz einer Aluminiumschicht. Die Aluminiumlegierung 5052 bietet einen inhärenten Oxidschutz, hat eine Dichte von nur einem Drittel der von Stahl und ist hervorragend schweißbar; allerdings sind die Materialkosten höher.
Im Folgenden werden die Eigenschaften dieser beiden metallischen Kraftstofftankmaterialien anhand verschiedener Kriterien verglichen.
Korrosionsbeständigkeit
Beide Werkstoffe für Metallkraftstofftanks erfüllen den in der DIN 50905-4 festgelegten Schwellenwert für gleichmäßige Korrosion von 0.1 mm/Jahr, aber ihre Schutzmechanismen unterscheiden sich grundlegend.
Feuerverzinnte Stahlbleche verfügen über einen doppelten Schutzmechanismus: Die Aluminiumbeschichtung bietet einen Barriere-Schutz und wirkt gleichzeitig als Opferanoden-Korrosionsinhibitor, wenn Kratzer auftreten.
Das Aluminium 5052-H32 beruht auf einer stabilen, selbstpassivierenden Oxidschicht, die durch seinen Magnesiumgehalt gebildet wird und einen starken Schutz gegen Sulfide und Ethanolbestandteile bietet.
Hinsichtlich der Beständigkeit gegen äußere Korrosion kann aluminisierter Stahl, der einer Inline-Chromatierung unterzogen oder zusätzlich mit einer 1–2 μm dicken organischen Beschichtung versehen wurde, in Salzsprühtests 2,000 Stunden ohne Rotrost erreichen; Die Legierung 5052 eignet sich aufgrund ihrer inhärenten Beständigkeit gegen Salzwasser besonders gut für maritime und küstennahe Umgebungen.
Mechanische und fertigungstechnische Eigenschaften
Die Verarbeitungseigenschaften von Metallwerkstoffen für Kraftstofftanks bestimmen deren Eignung für die Produktion. Aluminiumbeschichteter Stahl verwendet ein speziell entwickeltes Tiefzieh-IF-Stahlsubstrat, das speziell für anspruchsvolle Stanzprozesse ausgelegt ist. Zwei etablierte Fügeverfahren sind das Widerstandswalznahtschweißen mit Schweißdraht und das Laserstrahlschweißen.
5052-H32 bietet gute Bearbeitbarkeit und hervorragende Umformbarkeit und eignet sich daher zum Biegen und Walzprofilieren. Dieser Werkstoff für Kraftstofftanks kann mit den Schweißzusätzen 4043 oder 5356 mittels MIG- und WIG-Schweißen verschweißt werden. Da 5052 nicht wärmebehandelbar ist, verändert das Schweißen seine Festigkeitseigenschaften nicht – ein wesentlicher Vorteil für die gleichbleibende strukturelle Integrität der Schweißnaht.
5052-H32 weist eine Zugfestigkeit von ca. 228 MPa und eine Streckgrenze von 193 MPa auf, während aluminiumbeschichteter Stahl die höhere absolute Festigkeit seines Stahlsubstrats bietet. Für die Serienfertigung von Metallkraftstofftanks bietet aluminiumbeschichteter Stahl überlegene Tiefzieheigenschaften; bei komplexen Geometrien, bei denen Gewichtsreduzierung entscheidend ist, bietet die Aluminiumlegierung 5052 eine überlegene Umformbarkeit.
Kosten- und Anwendungsüberlegungen
Bei der Bewertung von Anwendungsfällen für metallische Kraftstofftanks müssen in der Wirtschaftlichkeitsanalyse Materialkosten , Herstellungskosten und der Lebenszykluswert berücksichtigt werden.
Aluminiumbeschichteter Stahl ist eine kostengünstige Lösung und hat sich daher in der Pkw-Großserienproduktion als Standard etabliert. Obwohl die Aluminiumlegierung 5052-H32 höhere Materialkosten aufweist, bietet sie im Vergleich zu Stahl eine Gewichtsersparnis von rund 66 % – ein entscheidender Faktor bei Offroad- und Allradfahrzeugen, die ein optimales Verhältnis von Festigkeit, Gewicht und Korrosionsbeständigkeit erfordern, sowie bei Schiffstreibstofftanks, die Meerwasser und Salznebel ausgesetzt sind.
Auch bei den Herstellungskosten gibt es Unterschiede: Aluminiumbeschichteter Stahl profitiert von der etablierten Infrastruktur der Automobilfertigung und Hochgeschwindigkeits-Stanzanlagen, während Aluminium spezielle Schweißtechniken und Überlegungen zum Umformprozess erfordert.
Die endgültige Wahl des Werkstoffs für den Metalltank hängt von den Prioritäten der Anwendung ab – bei Projekten mit hohem Volumen und hohem Kostendruck wird tendenziell aluminiumbeschichteter Stahl bevorzugt, während bei gewichtssensiblen oder maritimen Anwendungen ein Aufpreis für 5052-H32 gerechtfertigt ist.
Bei kundenspezifischen Kraftstofftanksystemen aus Metall bieten beide Werkstoffe eine im praktischen Einsatz bewährte Zuverlässigkeit, sofern die Auswahl gemäß den Anwendungsspezifikationen erfolgt.
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Bewährte Verfahren zur Herstellung korrosionsbeständiger Metallkraftstofftanks
Bei der Herstellung von Kraftstofftanks aus Metall sind Konstruktion und Prozesskontrolle ebenso wichtig wie die Materialien selbst. Die Geometrie des Kraftstofftanks muss einen ungehinderten Wasserablauf in eine Auffangwanne ermöglichen und verhindern, dass sich stehendes Wasser in tieferliegenden Bereichen ansammelt. Stehendes Wasser schafft ein Milieu, das mikrobielles Wachstum begünstigt, und die von diesen Mikroorganismen produzierte Essigsäure kann Metalloberflächen stark korrodieren.
Bei der Auswahl von Metallwerkstoffen sollte eine Elektrolyse zwischen verschiedenen Materialien vermieden werden; wenn die Metallhülle des Kraftstofftanks mit Komponenten unterschiedlicher elektrochemischer Potenziale in Kontakt kommt, bildet sich eine elektrochemische Korrosionszelle, wodurch die lokale Korrosion beschleunigt wird.
In der Fertigung müssen die Schweißparameter präzise gesteuert werden. Für aluminiumbeschichteten Stahl gelten Widerstandsnahtschweißen mit Zusatzdraht oder Laserstrahlschweißen als Standardverfahren . Der Widerstand der beschichteten Oberfläche muss kontrolliert und der Schweißstrom reduziert werden, um eine Elektrodenkorrosion durch Legierungsreaktionen zwischen Elektrode und beschichtetem Metall zu verhindern. Die Optimierung der Elektrodenspitzenform gewährleistet eine gleichbleibende Schweißnahtqualität.
Bei der Aluminiumlegierung 5052 muss die Oberfläche vor dem Schweißen gründlich gereinigt werden, um die Oxidschicht zu entfernen. Unabhängig vom Schweißverfahren (WIG oder MIG) ist ein geeignetes Schutzgas – Argon oder ein Argon-Helium-Gemisch – zu verwenden. Durch eine diagonale Schweißfolge und die Minimierung der Schweißnahtanzahl mittels geeigneter Biegekonstruktion lassen sich thermische Verformungen und potenzielle Korrosionsinitiierungsstellen reduzieren.
Durch diese Verfahren wird sichergestellt, dass die dem Metallwerkstoff innewohnende Korrosionsbeständigkeit von Kraftstofftanks in jeder Phase der Produktion erhalten bleibt, sodass die Produkte ihre erwartete Lebensdauer ohne die Notwendigkeit von Innenbeschichtungen oder Nachbehandlungen erreichen.
Fazit
Die Umstellung auf Ethanol und Biodiesel hat die Materialanforderungen an Kraftstofftanks aus Metall grundlegend verändert. Während kaltgewalzter Kohlenstoffstahl einst für herkömmliches Benzin ausreichte, birgt er aufgrund der chemischen Zusammensetzung moderner Kraftstoffe heute ein inakzeptables Korrosionsrisiko.
Feuerverzinnter Stahl und die seewasserbeständige Aluminiumlegierung 5052-H32 sind nach den Prüfprotokollen SAE J1747 und DIN 50905/4 zertifiziert. Die Wahl zwischen diesen beiden Werkstoffen für Kraftstofftanks hängt von der jeweiligen Anwendung ab: Verzinnter Stahl eignet sich besser für die kostensensible Serienfertigung, während 5052-H32 ideal für Anwendungen mit strengen Gewichtsanforderungen und für den Einsatz in maritimen Umgebungen ist.
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