Verhinderung galvanischer Korrosion: Faktoren und Methoden

Galvanische Korrosion entsteht durch den Unterschied im elektrochemischen Potenzial der beiden Metalle, der zur Korrosion des reaktiveren Metalls führt. Es ist wichtig zu wissen, wie man diese Art von Korrosion verhindern kann, um Metallstrukturen zu schützen und ihre Lebensdauer zu verlängern.

In diesem Artikel besprechen wir wirksame Strategien zum Schutz Ihrer Metallkomponenten vor galvanischer Korrosion, damit sie viele Jahre lang stark und widerstandsfähig bleiben.

Was ist galvanische Korrosion?

Galvanische Korrosion entsteht, wenn zwei unterschiedliche Metalle in Gegenwart einer leitfähigen Flüssigkeit elektrisch verbunden werden. Dabei fungiert ein Metall als Anode und verliert durch Oxidation Elektronen, während das andere als Kathode dient, an der die Reduktion stattfindet und die Oberfläche vor Korrosion geschützt bleibt.  

Wesentliche Bedingungen für galvanische Korrosion

• Vorhandensein von zwei verschiedenen Metallen: Es sind mindestens zwei unterschiedliche Metalle erforderlich.
• Elektrischer Kontakt: Die Metalle müssen in direktem elektrischen Kontakt miteinander stehen.
• Elektrolyt: Um den Prozess zu erleichtern, ist ein Elektrolyt wie Wasser oder Feuchtigkeit erforderlich.

Einflussfaktoren für galvanische Korrosion

Potenzialunterschied

Ein größerer Unterschied im elektrochemischen Potenzial zwischen zwei Metallen führt zu einer höheren Korrosionsrate der Anode. Wenn ein reaktiveres Metall mit einem weniger reaktiven gepaart wird, korrodiert das reaktivere Metall schneller.

Umweltfaktoren

Faktoren wie Temperatur und pH-Wert können Korrosion beschleunigen oder verlangsamen. Höhere Temperaturen beschleunigen oft die Reaktionsgeschwindigkeit, während extreme pH-Werte je nach den beteiligten Metallen Korrosion fördern oder hemmen können.

Oberflächenverhältnis

Die Größe der Metalloberflächen ist entscheidend. Insbesondere wenn die Anode im Vergleich zur Kathode eine relativ kleinere Oberfläche hat, neigt sie dazu, schneller zu verschleißen. Dies liegt daran, dass sich auf der kleineren Fläche die elektrochemischen Reaktionen konzentrieren, was zu einer schnelleren Verschlechterung führt.

Wie kann galvanische Korrosion verhindert werden?

Auswahl des Materials

Um das Risiko galvanischer Korrosion zu minimieren, ist es wichtig, Metalle mit ähnlichem elektrochemischen Potenzial zu wählen. Beispielsweise können Edelstahl und Aluminium einen großen Potenzialunterschied aufweisen, weshalb sie zusammen keine gute Wahl sind. Die Auswahl von Metallen aus derselben Familie oder mit kompatiblen Eigenschaften kann Korrosion vorbeugen.

Schutzbeschichtungen und Barrieren

Eine hochwirksame Methode zum Korrosionsschutz ist das Aufbringen von Schutzbarrieren auf Metalloberflächen. Diese Barrieren verhindern, dass Feuchtigkeit und Schadstoffe das darunterliegende Metall erreichen und beschädigen. Um ihre Schutzeigenschaften langfristig zu erhalten, ist es wichtig, diese Beschichtungen zu pflegen und bei Bedarf zu erneuern.

• Farben werden häufig verwendet, um eine feuchtigkeitsbeständige Barriere zu schaffen. Sie schützen Metalloberflächen vor Chemikalien und Umwelteinflüssen.
• Pulverbeschichtungen bieten eine dickere, haltbarere Schutzschicht. Sie eignen sich besonders für den Außeneinsatz, wo sie rauen Bedingungen ausgesetzt sind.

Darüber hinaus verringert die Verwendung von Isoliermaterialien zur Trennung unterschiedlicher Metalle das Risiko galvanischer Korrosion zusätzlich. Durch die Kombination von Schutzbeschichtungen mit diesen Trenntechniken lässt sich die Korrosionsbeständigkeit deutlich erhöhen.

• Kunststoffscheiben und -buchsen Kann zwischen Bolzen und Metalloberflächen platziert werden, um elektrischen Kontakt zu verhindern. Gängige Materialien sind Nylon oder Polyethylen.
• Gummidichtungen bist duGummidichtungen werden in Verbindungen und Flanschen eingesetzt und bilden eine Barriere, die den Kontakt zwischen Metallen verhindert. Dies ist besonders in Rohrleitungssystemen nützlich.
• Isolierhülsen kann um Bolzen oder Schrauben herum angebracht werden, um deren Kontakt mit verschiedenen Metallen zu verhindern.

Kathodischer Schutz

Der kathodische Korrosionsschutz ist eine wirksame Technik zur Verhinderung von Korrosion an Metallstrukturen und kommt hauptsächlich in zwei Formen vor: dem Fremdstromsystem (ICS) und dem Opferanodensystem.

• Fremdstromsystem (ICS)

Das Fremdstromsystem nutzt eine externe Stromquelle, um einen konstanten elektrischen Strom zu liefern, der Metallstrukturen vor Korrosion schützt. Ein Gleichrichter erzeugt Gleichstrom, der durch inerte Anoden in der Nähe des zu schützenden Metalls fließt. Dieser Prozess kehrt die elektrochemischen Reaktionen um, wandelt das Metall effektiv in eine Kathode um und reduziert so die Korrosionsrate.

Diese Methode wird häufig bei Pipelines, Lagertanks und Schiffen eingesetzt, insbesondere in Gebieten mit hohem Korrosionsrisiko. Eine regelmäßige Überwachung ist unerlässlich, um sicherzustellen, dass die Stromstärke ausreichend ist und die Anoden ordnungsgemäß funktionieren.

• Opferanodensystem

Das Opferanodensystem schützt Metallstrukturen durch die Anbringung eines reaktiveren Metalls wie Zink oder Magnesium. Diese Opferanode korrodiert bevorzugt und schützt das darunterliegende Metall. Die Idee dahinter ist, dass die Anode zuerst korrodiert und so Schäden an der geschützten Struktur verhindert.

Sie werden häufig in der Schifffahrt eingesetzt, beispielsweise auf Booten und Schiffen, in unterirdischen Rohrleitungen und Tanks. Sie bieten eine effektive und kostengünstige Strategie zur Korrosionsvorbeugung. Es ist jedoch wichtig, regelmäßige Inspektionen durchzuführen und die Opferanoden bei Bedarf auszutauschen, da sie sich mit der Zeit abnutzen.

Kontrolle der Umgebungsbedingungen

Die Kontrolle der Umgebungsbedingungen ist entscheidend, um galvanische Korrosion zu verlangsamen. Ein effektiver Ansatz ist die Regulierung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Eine geringere Luftfeuchtigkeit kann die Feuchtigkeitsbelastung, die ein wichtiger Korrosionsfaktor ist, deutlich reduzieren.

Darüber hinaus kann die Verwendung von Dichtmitteln an Fugen und Anschlüssen eine Schutzbarriere schaffen. Diese Dichtmittel verhindern das Eindringen von Feuchtigkeit und schützen empfindliche Komponenten vor Korrosion.

Regelmäßige Inspektionen sind für ein effektives Korrosionsmanagement unerlässlich. Regelmäßige Bewertungen ermöglichen die frühzeitige Erkennung von Korrosionsindikatoren. So können Sie Probleme umgehend beheben und größere Schäden verhindern.

Verwenden Sie Korrosionsinhibitoren

Korrosionsinhibitoren sind Substanzen, die der Umwelt zugeführt werden können, um die Korrosionsgeschwindigkeit zu verringern. Beispielsweise können Kühlwassersystemen spezielle Inhibitoren zugesetzt werden, um eine Schutzschicht auf Metalloberflächen zu bilden. Diese Schicht minimiert die Reaktivität des Metalls und verlangsamt den Korrosionsprozess deutlich, was die Lebensdauer der Anlage verlängert.

Stahlsorten, die galvanischen Korrosionsschutz benötigen

Verzinkter Stahl: In Kombination mit edleren Metallen wie Kupfer oder Edelstahl kann die Zinkbeschichtung auf verzinktem Stahl schneller korrodieren.

Kohlenstoffstahl: Kohlenstoffstahl korrodiert leicht bei Kontakt mit Edelstahl oder Kupfer, insbesondere unter feuchten oder förderlichen Bedingungen.

Niedriglegierter Stahl: Diese Stahlsorte neigt auch zu schnellerer Korrosion, wenn sie mit Metallen wie Aluminium, Kupfer oder Edelstahl kombiniert wird.

Rostfreier Stahl: Obwohl sie im Allgemeinen korrosionsbeständig sind, können einige Sorten, wie z. B. Edelstahl 304, bei Kontakt mit Kohlenstoffstahl in feuchter oder salzhaltiger Umgebung korrodieren.

Gusseisen: Gusseisen kann unter galvanischer Korrosion leiden, wenn es Metallen wie Edelstahl oder Kupfer ausgesetzt wird, insbesondere bei Nässe oder im Meer.

Feuerverzinkter Stahl ist besser gegen galvanische Korrosion

Feuerverzinkter Stahl kann zwar galvanischer Korrosion ausgesetzt sein, verfügt jedoch über eine dickere Zinkschicht zum Schutz. Diese zusätzliche Schichtdicke macht ihn in Umgebungen mit leichter bis mäßiger Korrosion wirksamer als andere Verzinkungsverfahren. Für einen stärkeren Schutz empfiehlt sich die Verwendung dielektrischer Armaturen oder das Auftragen zusätzlicher Beschichtungen.

Steel Pro Group feuerverzinkte Stahlprodukte verfügen über eine dicke und gleichmäßige Zinkbeschichtung, die hervorragenden Schutz gegen galvanische Korrosion bietet. Wir bieten anpassbare Optionen für Beschichtungsdicke und zusätzliche Behandlungen basierend auf den spezifischen Anforderungen Ihres Projekts.

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