Langfristige Korrosionsschäden mit unserem Galvanischen Korrosionsdiagramm verhindern

Galvanische Korrosion, auch als Kontaktkorrosion bekannt, ist ein Phänomen, das häufig in der Öl- und Meerindustrie sowie in häuslichen Szenarien mit feuchten Umgebungen auftritt. Galvanische Korrosion kann in Tausenden von Metallkombinationen auftreten, einschließlich solcher in Waschmaschinen, Automobilen, Sanitärgeräten und Strukturen aller Art. Deshalb ist es wichtig zu verstehen, welche Metallkombinationen das höchste Risikopotenzial für galvanische Korrosion erzeugen.

Im Folgenden geben wir einen kurzen Überblick über galvanische Korrosion und stellen ein galvanisches Korrosionsdiagramm bereit, um Verarbeitern und Zerspanern zu helfen, die falschen Metallkombinationen zu vermeiden. Wir bieten auch andere hilfreiche Methoden zur Vermeidung galvanischer Korrosion.

Kurzer Überblick über galvanische Korrosion

Wenn zwei Metalle unterschiedlicher Edelheit verbunden und in einer elektrolytischen Umgebung gehalten werden, beginnt das weniger edle Metall zu korrodieren. Dieses Phänomen wird als galvanische Korrosion bezeichnet.

Die folgenden drei Faktoren tragen oft zu einem höheren Risiko galvanischer Korrosion bei:

1. Gleichzeitige Verwendung ungleicher Metalle
2. Der leitende Pfad
3. Anwesenheit eines Elektrolyten

Obwohl galvanische Korrosion oft zwischen zwei ungleichen Metallen auftritt, kann sie auch zwischen zwei ähnlichen Metallen auftreten. Wenn beispielsweise ein Abschnitt einer Schraube in Salzwasser getaucht ist und die andere Hälfte der Luft ausgesetzt ist, kann trotzdem ein elektrostatischer Potenzialunterschied entstehen, der zu galvanischer Korrosion führt.

Das Verständnis der galvanischen Reihe kann Zerspanern und Verarbeitern helfen zu verstehen, welche Metalle eher korrodieren als andere.

Die galvanische Reihe verstehen

Im Folgenden haben wir ein galvanisches Reihendiagramm eingefügt, das verschiedene Metalle und ihre elektrochemischen Spannungsbereiche in Seewasser vergleicht.

Hier sind die Metalllegierungen vom edelsten (oben) zum unedelsten (unten) angeordnet; somit ist Magnesium das unedelste Metall, während Graphit das edelste Metall in der galvanischen Reihe ist.

Stellen Sie sich vor, zwei Metalle sind elektrisch miteinander unter einer elektrolytischen Lösung verbunden. Wenn der Strom von Metall 1 zu Metall 2 im Stromkreis fließt, ist Metall 1 die Kathode und liegt über Metall 2 (Anode).

Lassen Sie uns dies weiter vereinfachen.

Betrachten Sie zwei halb zerkratzte 316-Edelstahlplatten (aktiv), eine mit Zinnbeschichtung und die andere mit Zinkbeschichtung, zusammen mit ihrem resultierenden Potenzial wie unten beschrieben.

Im ersten Fall fließt aufgrund des hohen elektrostatischen Potenzialunterschieds Strom von Zinn zu Edelstahl; d. h., Elektronen von Edelstahl zu Zinn. Da die Kathodenoberfläche größer ist, ist die Korrosionsrate des Edelstahls hoch.

Im zweiten Fall liegt Zink in der galvanischen Reihe unter Edelstahl, und hier ist die exponierte Kathodenfläche auch klein. Somit korrodiert Zink im Prozess, aber mit einer viel langsameren Rate als im ersten Fall.

Zusammenfassend, um galvanische Korrosion zu vermeiden:

1. Die Wahl der Metalle muss so sein, dass sie in der galvanischen Reihe nah beieinander liegen.
2. Die Kathodenfläche (edleres Metall) muss kleiner sein als die Anodenfläche (weniger edles Metall).

Der Korrosionseffekt ist an der Verbindungsstelle zweier ungleicher Metalle am stärksten und an den entfernten Enden geringer.

Diese Metallkombinationen laut unserem galvanischen Korrosionsdiagramm vermeiden

Um das Risiko galvanischer Korrosion zu mindern, gibt es bestimmte Metalle, die nicht in Kombination verwendet werden sollten. Im Folgenden haben wir ein galvanisches Korrosionsdiagramm bereitgestellt, das die Metallkombinationen mit dem höchsten Risiko zeigt.

Edelstahl (aktiv) + Aluminium

Edelstahl wirkt als Kathode, Aluminium als Anode. Aluminium reagiert negativ auf Edelstahl, aber in einer förderlichen Umgebung (Meeresumgebung); wenn die Oberfläche von Aluminium größer ist als die von Edelstahl, ist Korrosion der Aluminiumoberfläche wahrscheinlich. In diesem Zusammenhang besteht ein Risiko, schwere Aluminiumausrüstung mit Edelstahlbefestigungen an einem Seeschiff zu hängen. Allmählich beginnt das Aluminium an der Kupplungsstelle zu korrodieren und kann abfallen, wenn nicht schnell Abhilfe geschaffen wird.

Kupfer + Stahl

Betrachten wir einen Fall, in dem ein Kupferwasserrohr über einen Adapter mit einem Stahlrohr verbunden ist und das Wasser darin als Elektrolyt dient. Da Stahl elektro-negativ zu Kupfer ist, fließen Elektronen von Stahl zu Kupfer, und das Stahlrohr korrodiert. Aus wirtschaftlichen Gründen kann ein reines Kupfersystem in den meisten Fällen schwierig sein. Das Unterbrechen des elektrischen Kontakts durch eine dicke sechs Zoll (ca. 15 cm) lange Kupplung aus Isoliermaterial ist ein einfacherer Weg, galvanische Korrosion zu vermeiden.

Kupfer + Aluminium

Da Aluminium leicht, günstig und wärmeleitende Eigenschaften ähnlich wie Kupfer hat, werden Aluminium-Kupfer-Verbindungen in den meisten HLK-Anwendungen häufig verwendet. In einer ungeschützten, feuchten Umgebung wirkt Aluminium als Opferanode und Kupfer als Kathode. Das Aluminium korrodiert, was zu Verbindungsausfällen führt. Das Aufbringen einer Zinkbeschichtung auf die Verbindung rettet das Aluminium, da das Zink als Opferanode für sowohl Kupfer als auch Aluminium wirkt.

Tipps zur Vermeidung galvanischer Korrosion

Während die Bezugnahme auf unser galvanisches Korrosionsdiagramm eine der einfachsten und schnellsten Methoden ist, gefährliche Metallkombinationen zu vermeiden, gibt es andere Wege, galvanische Korrosion zu vermeiden, einschließlich der folgenden.

Die richtigen Metalle wählen

Es ist wichtig, Metalle mit kleinen Edeldifferenzen (nicht mehr als 0,2 Volt) zu wählen. Beispielsweise beträgt der Unterschied zwischen Nickel und Silber 0,15 Volt, was durchaus akzeptabel ist.

Kathodenoberfläche minimieren

Die Geschwindigkeit der galvanischen Reaktion hängt direkt von der Kathodenfläche ab. Die Minimierung der großen Kathodenfläche im Vergleich zur Anode verringert die Korrosionsgeschwindigkeit der Kathode.

Kathoden und Anoden mit weniger edlen Metallen beschichten

Das Beschichten der Kathoden und Anoden mit einem weniger edlen Metall schützt beide vor galvanischer Korrosion. Die Anwendung von Zink auf Stahlkonstruktionen ist ein gängiges Beispiel für galvanische Beschichtung.

Inhibitoren verwenden

Heutzutage sind galvanische Korrosionsinhibitoren in allen Branchen beliebt. Es handelt sich um eine zinkreiche Beschichtung, die zwischen den Verbindungen ungleicher Metalle und elektrischer Anschlüsse aufgebracht werden kann. Die leistungsstarke Formel absorbiert leicht Feuchtigkeit und jegliche Energie, die durch ungleiche Metallreaktionen entsteht.

Opferanoden verwenden

Die Verwendung einer Opferanode, die elektrochemisch reaktiver ist als das Basismaterial, schützt das zu schützende Material. Beispielsweise kann anstelle einer Zinkbeschichtung ein Zinkblock in der Nähe der Stahlplatte positioniert werden, um sie vor galvanischer Korrosion zu bewahren.

Ungleiche Metalle isolieren

Eine weitere Methode zur Vermeidung galvanischer Korrosion ist das Hinzufügen dielektrischer Isolierungen zwischen der Kupplung zweier ungleicher Metalle, um den elektrischen Kontakt zu unterbrechen. Beispielsweise bieten Neopren- oder Nylon-Unterlegscheiben und Bolzenhülsen vollständige Isolierung von Edelstahlschrauben von Aluminium- oder verzinkten Stahlbauteilen. Bei hochfesten Verbindungen müssen Sie jedoch das dielektrische Material gegen die Belastungsbedingungen prüfen.

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