Kako izbjeći galvansku koroziju

Prije više od 200 godina, britanska pomorska fregata Alarm zbog brze korozije željeznih noktiju koji su se koristili za pričvršćivanje bakra na trup. Ova se brza korozija dogodila zbog kemijskog procesa koji se naziva galvanska korozija.

Galvanska korozija može se pojaviti samo kada su dva elektrokemijski različita metala bliski jedna drugoj i također uronjeni u elektrolitičku tekućinu (poput slane vode).

Kada se to dogodi, metali i elektrolit stvaraju galvansku ćeliju. Stanica ima učinak da korodira jedan metal na štetu drugog.

U slučaju Alarma, željezo je korodirano na štetu bakra. Samo dvije godine nakon pričvršćivanja bakrenih ploča, željezni nokti koji su bili korišteni za držanje bakra do donjeg dijela brodova već su bili ozbiljno korodirani, što je uzrokovalo pad bakrenih ploča.

Kako galvanski korozija radi

Metali i legure metala posjeduju različite potencijale elektroda. Potencijal elektroda je relativna mjera tendencije metala da postane aktivna u danom elektrolitu. Što je više aktivan ili manje plemenit metal, to je vjerojatnije da je u elektrolitskom okruženju formirana anoda (pozitivno nabijena elektroda). Što je manje aktivan ili plemenitiji metal, to je vjerojatnije da tvori katodu (negativno nabijena elektroda) u istoj okolini.

Elektrolit djeluje kao voda za ionsku migraciju, pomičući metalne ione iz anode u katodu. Anodni metal, kao rezultat, korodi se brže nego inače, dok se katodni metal polako sporo korodi i, u nekim slučajevima, uopće ne može korodirati.

U slučaju Alarm , metal veće plemstva (bakar) djelovao je kao katoda, dok je manje plemenito željezo djelovalo kao anoda.

Željezni ioni su izgubljeni na štetu bakra, što je rezultiralo brzim pogoršanjem noktiju.

Kako zaštititi galvansku koroziju

S našim trenutnim poznavanjem galvanske korozije, brodovi s metalnim trupama sada su opremljeni 'žrtvenim anodama' koji nemaju izravnu ulogu u radu broda, već služe za zaštitu konstrukcijskih komponenti plovila. Žrtvene anode su često izrađene od cinka i magnezija, metala s vrlo niskim potencijalima elektroda. Kako se žrtvene anode korize i pogoršavaju, one se moraju zamijeniti.

Da bismo razumjeli što će metal postati anoda i koji će djelovati kao katoda u elektrolitskim uvjetima, moramo razumjeti plemenitost metala ili elektrodni potencijal. To se općenito mjeri s obzirom na Standard Calomel Electrode (S.C.E.). Popis metala, raspoređenih prema elektrodnom potencijalu (plemstvo) u tekućem morskom vodu, može se vidjeti u donjoj tablici.

Također treba naglasiti da se galvanska korozija ne pojavljuje samo u vodi. Galvanske ćelije mogu se oblikovati u bilo kojem elektrolitu, uključujući vlažan zrak ili tlo, te kemijska okruženja.

Galvanski serija u tekućoj morskoj vodi

Stacionarna elektroda	Materijalni potencijali, Volti(Zasićena polomocela s kalomelom)
Grafit	+0.25
Platina	+0.15
cirkonij	-0.04
Tip 316 nehrđajući čelik (pasivno)	-0.05
Vrsta 304 nehrđajući čelik (pasivni)	-0.08
Monel 400	-0.08
Hastelloy C	-0.08
titanijum	-0.1
Srebro	-0.13
Tip 410 nehrđajući čelik (pasivno)	-0.15
Tip 316 nehrđajući čelik (aktivan)	-0.18
nikl	-0.2
Vrsta 430 nehrđajući čelik (pasivno)	-0.22
Copper Alloy 715 (70-30 Cupro-Nickel)	-0.25
Copper Alloy 706 (90-10 Cupro-Nickel)	-0.28
Bakarna legura 443 (Admiralty Brass)	-0.29
G Bronze	-0.31
Bakar Alloy 687 (Aluminijski mjed)	-0.32
Bakar	-0.36
Alloy 464 (Naval Rolled Brass)	-0.4
Vrsta 410 nehrđajućeg čelika (aktivna)	-0.52
Vrsta 304 nehrđajućeg čelika (aktivna)	-0.53
Vrsta 430 nehrđajućeg čelika (aktivna)	-0.57
Ugljični čelik	-0.61
Lijevano željezo	-0.61
Aluminij 3003-H	-0.79
Cinkov	-1.03

Izvor: ASM Handbook, Vol. 13, korozija legura titana i titana, str. 675.