Galvanska korozija

Galvanska korozija je kemijski proces, ki je dobro razumljen

Pred več kot 200 leti je britanski pomorski fregatni alarm izgubil bakreno folijo zaradi hitre korozije železnih žebljev, ki se uporabljajo za pritrditev bakra na trup. Ta hitra korozija je nastala zaradi kemičnega procesa, imenovanega galvanska korozija.

Galvanska korozija se lahko pojavi samo, če sta dve elektrokemijski različni kovini blizu ena drugi in potopljena v elektrolitski tekočini (kot je slana voda).

Ko se to zgodi, kovine in elektrolit ustvarjajo galvansko celico. Celica ima učinek korodiranja ene kovine na račun drugega.

V primeru alarma je bilo železo porušeno na račun bakra. Le dve leti po priključitvi bakrenih listov so železni žeblji, ki so bili uporabljeni za držanje bakra na spodnji strani ladje, že močno porušeni, kar je povzročilo padanje bakrenih listov.

Kako deluje galvanska korozija

Kovine in kovinske zlitine imajo vsi različni elektrodni potenciali. Elektrodni potenciali so relativno merilo kovine, ki je v danem elektrolitu aktivna. Bolj aktivna ali manj plemenita kovina je bolj verjetno, da se tvori anoda (pozitivno napolnjena elektroda) v elektrolitičnem okolju. Manj aktivna ali bolj plemenita kovina je bolj verjetno, da se v istem okolju tvori katoda (negativno napolnjena elektroda).

Elektrolit deluje kot cev za migracijo ionov, premikajoče se kovinske ione iz anode na katodo. Zaradi tega se anodna kovina hitreje razkroji, kot bi sicer drugače, medtem ko se katodna kovina počasneje pojavi in ​​se v nekaterih primerih morda ne poškoduje.

V primeru Alarma je kovina večje plemstvo (baker) delovala kot katoda, medtem ko je manjše plemenito železo delovalo kot anoda.

Železni ioni so bili izgubljeni na račun bakra, kar je povzročilo hitro poslabšanje žebljev.

Kako zaščititi pred galvansko korozijo

Z našim trenutnim razumevanjem galvanske korozije so ladje s kovinskim trupom opremljene z "žrtvovalnimi anodami", ki nimajo neposredne vloge pri delu ladje, temveč služijo za zaščito strukturnih sestavin plovila. Žrtvene anode so pogosto narejene iz cinka in magnezija , kovin z zelo nizkimi elektrodnimi potenciali. Ker žrtvene anode pridejo v roke in se poslabšajo, jih je treba zamenjati.

Da bi razumeli, kaj bo kovina postala anoda in ki bo delovala kot katoda v elektrolitskih okoljih, moramo razumeti plemenitost ali elektrodni potencial kovin. To se običajno izmeri glede na standardno kalomelsko elektrodo (SCE).

Seznam kovin, razporejenih glede na elektrodni potencial (plemenitost) v pretočni morski vodi, si lahko ogledate v spodnji tabeli.

Prav tako je treba poudariti, da se galvanska korozija ne pojavlja samo v vodi. Galvanske celice se lahko tvorijo v katerem koli elektrolitu, vključno z vlažnim zrakom ali tlemi, in kemijskimi okolji.

Galvanska serija v pretočni morski vodi

Stabilna elektroda Materialni potencial, volt
(Nasičeno polomelo kalomela)
Grafit +0.25
Platina +0.15
Cirkonij -0.04
Iz nerjavečega jekla tipa 316 (pasivno) -0.05
Tip 304 nerjavno jeklo (pasivno) -0.08
Monel 400 -0.08
Hastelloy C -0.08
Titan -0.1
Srebrna -0.13
Tip 410 iz nerjavečega jekla (pasivno) -0.15
Iz nerjavečega jekla tipa 316 (aktivno) -0.18
Nikelj -0.2
Tip 430 iz nerjavečega jekla (pasivno) -0.22
Copper Alloy 715 (70-30 Cupro-Nickel) -0.25
Bakarni zlitin 706 (90-10 Cupro-nikelj) -0.28
Bakarni zlitin 443 (Admiralska medenina) -0.29
G Bronze -0.31
Bakarni zlitin 687 (aluminijasta medenina) -0.32
baker -0,36
Zlitina 464 (Navalna valjana medenina) -0.4
Iz nerjavečega jekla tipa 410 (aktivno) -0.52
Iz nerjavečega jekla tipa 304 (aktivno) -0.53
Tip 430 iz nerjavečega jekla (aktivno) -0,57
Ogljikovega jekla -0.61
Lito železo -0.61
Aluminij 3003-H -0,79
Cink -1.03

Vir: Priročnik ASM, Vol. 13, korozija titana in titanovih zlitin, str. 675.