Galvanisk korrosion

Galvanisk korrosion er en kemisk proces, der er godt forstået

For mere end 200 år siden mistede den britiske flådefrigalarm dens kobberplader på grund af den hurtige korrosion af jernspikene, der blev brugt til at fastgøre kobberet til skroget. Denne hurtige korrosion opstod på grund af en kemisk proces kaldet galvanisk korrosion.

Galvanisk korrosion kan kun forekomme, når to elektrokemisk forskellige metaller ligger tæt på hinanden og også nedsænkes i en elektrolytisk væske (såsom saltvand).

Når dette sker, skaber metallerne og elektrolytten en galvanisk celle. Cellen har den virkning at korrodere et metal på bekostning af den anden.

I tilfælde af alarmen blev jernen korroderet på bekostning af kobberet. Bare to år efter, at kobberpladerne blev fastgjort, blev jernjernene, der blev brugt til at holde kobberet til skibets underside, allerede alvorligt korroderet, hvilket fik kobberpladerne til at falde af.

Hvordan galvanisk korrosion virker

Metaller og metallegeringer har alle forskellige elektrodepotentialer. Elektrodepotentialer er en relativ måling af et metals tendens til at blive aktiv i en given elektrolyt. Jo mere aktive eller mindre ædle et metal er, desto mere sandsynligt er det at danne en anode (positiv ladet elektrode) i et elektrolytisk miljø. Jo mindre aktiv eller ædelere et metal er, desto mere sandsynligt er det at danne en katode (negativt ladet elektrode), når det er i samme miljø.

Elektrolytten virker som en kanal til ionemigration, der flytter metalioner fra anoden til katoden. Anodemetallet korroderer derfor hurtigere, end det ellers ville, mens katodemetoden korroderer langsomt og i nogle tilfælde måske ikke korroderer overhovedet.

I tilfælde af alarm fungerede metallet af større adel (kobber) som en katode, mens det mindre ædelstjernen virkede som en anode.

Jernioner blev tabt på bekostning af kobberet, hvilket resulterede i den hurtige forringelse af neglene.

Sådan beskytter du mod galvanisk korrosion

Med vores nuværende forståelse af galvanisk korrosion er metalskrogede skibe nu forsynet med "offeranoder", som ikke spiller nogen direkte rolle i skibets drift, men tjener til at beskytte skibets strukturelle komponenter. Offeranoder er ofte lavet af zink og magnesium , metaller med meget lave elektrodepotentialer. Da offeranoderne korroderer og forringes, skal de udskiftes.

For at forstå, hvad metal bliver en anode og som vil fungere som en katode i elektrolytiske miljøer, skal vi forstå metallernes adel eller elektrodepotentiale. Dette måles generelt med hensyn til Standard Calomel Electrode (SCE).

En liste over metaller, der er arrangeret efter elektrodepotentiale (adel) i flydende havvand, ses i tabellen nedenfor.

Det skal også påpeges, at galvanisk korrosion ikke kun forekommer i vand. Galvaniske celler kan danne i enhver elektrolyt, herunder fugtig luft eller jord og kemiske miljøer.

Galvanisk serie i flydende havvand

Steady State Electrode Materiale potentiale, volt
(Mættet Calomel Half-Cell)
Grafit 0,25
platin 0,15
Zirconium -0,04
Type 316 rustfrit stål (passiv) -0,05
Type 304 rustfrit stål (passiv) -0,08
Monel 400 -0,08
Hastelloy C -0,08
Titanium -0,1
Sølv -0,13
Type 410 rustfrit stål (passiv) -0,15
Type 316 rustfrit stål (aktiv) -0,18
Nikkel -0,2
Type 430 rustfrit stål (passiv) -0,22
Kobberlegering 715 (70-30 Cupro-Nickel) -0,25
Kobberlegering 706 (90-10 Cupro-Nickel) -0,28
Kobberlegering 443 (Admiralty Brass) -0,29
G Bronze -0,31
Kobberlegering 687 (Aluminium Messing) -0,32
Kobber -0,36
Legering 464 (Naval Valset Messing) -0,4
Type 410 rustfrit stål (aktiv) -0,52
Type 304 rustfrit stål (aktivt) -0,53
Type 430 rustfrit stål (aktiv) -0,57
Carbon Steel -0,61
Støbejern -0,61
Aluminium 3003-H -0,79
Zink -1,03

Kilde: ASM Handbook, Vol. 13, korrosion af titanium og titanium legeringer, s. 675.