Galvanisk korrosion

Galvanisk korrosion är en kemisk process som är väl förstådd

För över 200 år sedan förlorade British Naval Fregat Alarm dess kopparplåt på grund av den snabba korrosionen av järnspikarna som användes för att fästa kopparet i skrovet. Denna snabba korrosion uppstod på grund av en kemisk process kallad galvanisk korrosion.

Galvanisk korrosion kan endast inträffa när två elektrokemiskt olika metaller ligger nära varandra och också nedsänktes i en elektrolytisk vätska (såsom saltvatten).

När detta inträffar skapar metallerna och elektrolyten en galvanisk cell. Cellen har en effekt att korrodera en metall på bekostnad av den andra.

Vid larmet korroderades järnet på bekostnad av kopparet. Bara två år efter att kopparplåten fästes, var de järnspikar som användes för att hålla kopparet på fartygets undersida redan korroderade, vilket ledde till att kopparplåtarna slog av.

Hur galvanisk korrosion fungerar

Metaller och metalllegeringar har alla olika elektrodpotentialer. Elektroderpotentialer är ett relativt mått på en metalls tendens att bli aktiv i en given elektrolyt. Den mer aktiva, eller mindre ädla, en metall är desto mer sannolikt är att bilda en anod (positivt laddad elektrod) i en elektrolytisk miljö. Ju mindre aktiv eller ädelare en metall är desto mer sannolikt är det att bilda en katod (negativt laddad elektrod) när den är i samma miljö.

Elektrolyten fungerar som en ledning för jonmigrering, rörande metalljoner från anoden till katoden. Anodmetallen, som ett resultat, korroderar snabbare än vad det annars skulle göra, medan katodmetallet korroderar långsammare och i vissa fall kanske inte korroderar alls.

När det gäller larm , fungerade metallet av större adel (koppar) som en katod, medan det mindre ädeljärnet fungerade som en anod.

Järnjoner förlorades på bekostnad av koppar, vilket resulterade i den snabba försämringen av naglarna.

Hur man skyddar mot galvanisk korrosion

Med vår nuvarande förståelse av galvanisk korrosion är metallskrovade fartyg nu utrustade med "offeranoder", som inte spelar någon direkt roll i fartygets verksamhet, utan tjänar till att skydda fartygets strukturella delar. Offeranoder är ofta gjorda av zink och magnesium , metaller med mycket låga elektrodpotentialer. Eftersom offeranoderna korroderar och försämras måste de ersättas.

För att förstå vilken metall som blir en anod och som ska fungera som en katod i elektrolytiska miljöer, måste vi förstå metallernas adel eller elektrodpotential. Detta mäts vanligtvis med avseende på Standard Calomel Electrode (SCE).

En lista över metaller, anordnade enligt elektrodpotential (adel) i flytande havsvatten kan ses i tabellen nedan.

Det bör också påpekas att galvanisk korrosion inte bara förekommer i vatten. Galvaniska celler kan bildas i vilken elektrolyt som helst, inklusive fuktig luft eller jord och kemiska miljöer.

Galvanisk serie i flytande havsvatten

Steady State Electrode Material Potential, Volt
(Mättad kalomelhalvcell)
Grafit 0,25
Platina 0,15
zirkonium -0,04
Typ 316 Rostfritt stål (passiv) -0,05
Typ 304 Rostfritt Stål (Passiv) -0,08
Monel 400 -0,08
Hastelloy C -0,08
Titanium -0,1
Silver -0,13
Typ 410 Rostfritt Stål (Passiv) -0,15
Typ 316 Rostfritt Stål (Aktiv) -0,18
Nickel -0,2
Typ 430 Rostfritt Stål (Passiv) -0,22
Kopparlegering 715 (70-30 Cupro-Nickel) -0,25
Kopparlegering 706 (90-10 Cupro-Nickel) -0,28
Kopparlegering 443 (Admiralty Brass) -0,29
G Bronze -0,31
Kopparlegering 687 (Aluminiumsmässing) -0,32
Koppar -0,36
Alloy 464 (Naval Rolled Brass) -0,4
Typ 410 Rostfritt Stål (Aktiv) -0,52
Typ 304 Rostfritt Stål (Aktiv) -0,53
Typ 430 Rostfritt Stål (Aktiv) -0,57
Kolstål -0,61
Gjutjärn -0,61
Aluminium 3003-H -0,79
Zink -1,03

Källa: ASM Handbook, Vol. 13, korrosion av titan och titanlegeringar, sid. 675.