Galvaaniline korrosioon

Galvaaniline korrosioon on keemiline protsess, mis on hästi arusaadav

Üle 200 aasta tagasi kaotas Briti mereväe fregatt Alarm oma vaskplaati tänu rauast küünte kiirele korrosioonile, mida kasutatakse vaske kinnitamiseks kerele. See kiire korrosioon tekkis keemilise protsessi tõttu, mida nimetatakse galvaaniliseks korrosiooniks.

Galvaaniline korrosioon võib esineda ainult siis, kui kaks elektrokeemiliselt erinevat metalli on üksteise lähedal ja ka vee all elektrolüütilise vedeliku (näiteks soolase vee) all.

Sellisel juhul tekivad metallid ja elektrolüüt galvaanikaamera. Rakul on üks metalli korrodeerumine teise kulul.

Häire puhul oli rauast vase kulul roostevärv. Juba kaks aastat pärast vasest lehtede kinnitamist olid raud-naelad, mida kasutati vask hoidmiseks laeva alumise külje külge, juba tugevasti roostes, põhjustades vasest lehtede kukkumise.

Kuidas galvaaniline korrosioon toimib

Metallidel ja metallisulamitel on erinevad elektroodipotentsiaalid. Elektroodipotentsiaal on suhteline mõõde metalli kalduvusest aktiveerida antud elektrolüüdi. Mida aktiivsem või vähemal määral on metall, seda tõenäolisem on anood (positiivselt laetud elektrood) moodustamine elektrolüütilises keskkonnas. Mida vähem aktiivne või nobler on metall, seda tõenäolisem on katoodi (negatiivselt laetud elektrood) moodustamine samas keskkonnas.

Elektrolüüt toimib ioonide migratsioonikanalina, liikudes metalliioonid anoodilt katoodile. Selle tulemusena rikub anood metalli kiiremini kui muidu oleks, samal ajal kui katoodmoodus levib aeglasemalt ja mõnel juhul ei pruugi üldse korrodeeruda.

Häire puhul käitus suurema aadli metall (vask) katoodina, samal ajal kui väiksem aardekraan käitus anoodina.

Rauaioonid kaotati vaske arvel, mis lõppkokkuvõttes põhjustas küünte kiire halvenemise.

Kuidas kaitsta galvaanilist korrosiooni

Meie praeguse galvaniseeritud korrosiooni mõistes on metallkerega laevad nüüd varustatud "ohverduvate anoodidega", millel ei ole otsest rolli laeva töös, vaid need kaitsevad laeva konstruktsioonielemente. Tõsised anoodid on sageli valmistatud tsingist ja magneesiumist , metallid on väga madalate elektroodide potentsiaalidega. Kuna ohutusanoodid korrodeeruvad ja halvendavad, tuleb need asendada.

Selleks, et mõista, mis metall muutub anoodiks ja mis toimib elektroodi keskkonda katoodina, peame mõistma metallide aadel või elektroodide potentsiaali. Seda mõõdetakse tavaliselt standardse Calomel Electrode'i (SCE) suhtes.

Allpool olevas tabelis on näha metallide nimekiri, mis paikneb voolava merevee elektroodide potentsiaali järgi (aadel).

Samuti tuleks märkida, et galvaaniline korrosioon ei esine ainult vees. Galvaanilised rakud võivad moodustada mis tahes elektrolüüdi, sealhulgas niiske õhu või pinnase ja keemilise keskkonda.

Galvaaniline seeria voolavas merevesis

Püsiseisundi elektrood Materjalipotentsiaal, voltid
(Küllastunud Calomel Half-Cell)
Grafiit +0,25
Platinum +0,15
Tsirkoonium -0,04
Tüüp 316 roostevaba teras (passiivne) -0,05
Tüüp 304 roostevaba teras (passiivne) -0,08
Monel 400 -0,08
Hastelloy C -0,08
Titaan -0,1
Hõbe -0,13
Tüüp 410 roostevaba teras (passiivne) -0,15
Tüüp 316 roostevaba teras (aktiivne) -0,18
Nikkel -0,2
Tüüp 430 roostevaba teras (passiivne) -0,22
Vase sulam 715 (70-30 kapslit nikkel) -0,25
Vasksulam 706 (90-10 kuprorikliinik) -0,28
Vaskliiv 443 (Admiraliteedi vask) -0,29
G-pronks -0,31
Vaskallall 687 (alumiiniumist messing) -0,32
Vask -0,36
Alloy 464 (mereväevaltsitud messing) -0,4
Tüüp 410 roostevaba teras (aktiivne) -0,52
Tüüp 304 Roostevaba teras (aktiivne) -0,53
Tüüp 430 Roostevaba teras (aktiivne) -0,57
Süsinikteras -0,61
Malm -0,61
Alumiinium 3003-H -0,79
Tsink -1,03

Allikas: ASMi käsiraamat, kd. 13, titaani ja titaanisulamite korrosioon, lk. 675.