Galvanische Corrosie Voorkomen: Compatibele Materialen Kiezen voor Maritieme Uitrusting

Stel u een nieuwgebouwd maritiem schip voor waarin diverse apparatuur op het dak gemonteerd is met bouten; bijvoorbeeld een geluidsdempend bord is gemonteerd op een staalconstructie met behulp van warme aluminiumblinden. Nu, een paar maanden later valt het bord plotseling naar de grond. Een grondige analyse van het incident concludeert dat de oorzaak van de uitval differentieel metaalcorrosie is.

Differentieel metaalcorrosie, ook bekend als galvanische corrosie, is een veelvoorkomend fenomeen in veel nieuwbouwlocaties die in vochtige omgevingen opereren, zoals in de olie- en maritieme industrie. Volgens een enquête van NACE International bedraagt de wereldwijde kosten van corrosie 2,5 biljoen VS-dollar.

Hieronder duiken we in differentieel metaalcorrosie, hoe en waarom het ontstaat, en tips om het te vermijden om ongevallen en schadelijke projectvertragingen te voorkomen.

Wat is differentieel metaalcorrosie?

Een galvanische reactie treedt op wanneer twee metalen van verschillende edelheid of electrochemisch potentieel in contact met elkaar komen onder een elektrolytische oplossing of vochtige omgeving. Het actieve metaal (minder edel) gedraagt zich als anode, en het passieve metaal (hogere edelheid) fungeert als kathode.

Bij de kathode reageert water met zuurstof om hydroxiden te vormen. Voor deze reactie is echter een instroom van elektronen vereist. Het actieve metaal begint elektronen te verliezen, en de ionen reizen door het elektrolytische medium en worden gedeponeerd in het passieve metaal. Als gevolg ervan beginnen verschillende chemische reacties op het monsteroppervlak plaats te vinden, en het minder edele metaal corrodeert. De corrosiesnelheid is recht evenredig met het oppervlak van de kathode beschikbaar voor reactie en het verschil in edelheid tussen de twee metalen.

Een grafiek die verschillende metalen en hun electrochemische spanningbereiken in zeewater vergelijkt, is hieronder opgenomen.

Metalen met grote spanningsverschillen reageren het meest. Bijvoorbeeld, een geverniseerde staalschroef op een roestvrij staalklem zal sneller corroderen dan een titaniumschroef.

Differentieel metaalcorrosie kan ook optreden tussen delen van hetzelfde metaal wanneer ze in gebieden met verschillende pH-waarden geplaatst zijn en elektrisch in contact met elkaar staan.

Factoren die differentieel metaalcorrosie beïnvloeden

De volgende factoren beïnvloeden de snelheid van differentieel metaalcorrosie tussen twee metalen:

• Elektrodepotentiaal: Metalen met grote elektrodepotentiaalverschillen bevestigen snellere corrosie van het minder edele metaal.
• Contactweerstand: Lage contactweerstand aan de grens van twee metalen stelt een hogere snelheid van elektronenstroom toe, wat meer corrosie veroorzaakt.
• Elektrische weerstand: Hoog geconcentreerde elektrochemische oplossingen (pH < 7) stimuleren waterstofvorming aan de kathode en verhogen galvanische corrosie.
• Metaaloppervlakken: De reactiesnelheid is recht evenredig met het oppervlak van de kathode en omgekeerd evenredig met het oppervlak van de anode.
• Veranderingen in de atmosfeer: Veranderingen in atmosferische omstandigheden kunnen differentieel metaalcorrosie beïnvloeden. Bijvoorbeeld, de grootte van het kathodeoppervlak dat blootgesteld is aan het vochtige gebied bepaalt hoe snel de reactie zal plaatsvinden. Meer blootstelling leidt tot meer versnelling.

In dit opzicht, laten we meer leren over de impact van de omgeving op differentieel metaalcorrosie.

Omgevingsfactoren die differentieel metaalcorrosie beïnvloeden

Afhankelijk van de omgeving, kunnen de elektrochemische eigenschappen van een anode veranderen. De omgevingsconditie beïnvloedt drie belangrijke anode-eigenschappen: potentiaal, stroomcapaciteit en anode-verbruikssnelheid.

Anodepotentiaal kan negatiever worden onder chemische of zeewater-omstandigheden. Zelfs verschillende variaties binnen dezelfde omgeving kunnen de praktische stroomcapaciteit van de anode beïnvloeden, zoals warm zeewater vs. koud zeewater vs. zeebodemmodder.

Langetermijnprestatiegegevens met betrekking tot de stroomdraagcapaciteit van een anode voor een bepaalde omgeving zijn noodzakelijk. Bij gebrek aan voldoende gegevens moeten aanvullende elektrochemische tests, zoals een galvanostatische test en een potentiostatische test, uitgevoerd worden om de stroomdraagcapaciteit van de anode onder verschillende omgevingscondities vast te leggen.

Hoe differentieel metaalcorrosie te voorkomen

Hieronder zijn een paar best practices om differentieel metaalcorrosie te voorkomen:

• Maak een overzicht: Verkrijg een overzicht van het toepassingsmateriaal, de belasting en het mogelijke effect van de atmosfeer op de galvanische reactie.
• Volg de basisregel: Selecteer metalen met dezelfde of bijna dezelfde edelheid in de galvanische reeks.
• Isoleer differentiële metalen: Gebruik isolatie tussen contacten van verschillende metalen; bijv. hulsbouten in flensverbindingen, en isolerende ringen.
• Gebruik isolatiespulen: Non-geleidende isolatiespulen (zoals glasvezelversterkte kunststof [GRP]) kunnen gebruikt worden om buisverbindingen van twee verschillende metalen te realiseren die non-kolovloeistoffen transporteren.
• Gebruik offeranoden: Offeranoden worden gebruikt om metalen in zeewater te beschermen.
• Verf de kathode: Gebruik verf als alternatief om contact te voorkomen; verf het edelste deel, de kathode.

Let op: Als u de anode verft en een kraak ontstaat in de verf, zal galvanische stroom in dat dwarsdoorsnede vloeien en de corrosie versnellen. Hetzelfde geldt voor elke kraak in het galvanische materiaal.

In dit opzicht kunnen frequente inspecties ook helpen om ongelukken door differentieel metaalcorrosie te minimaliseren.

De keuze van materiaal is van cruciaal belang. De afmetingen en vorm van het anodemateriaal moeten in staat zijn de mechanische kracht te weerstaan die door de omgeving wordt uitgeoefend in de vorm van golven, stromingen en trillingen. Bovendien moet u ook veel andere factoren overwegen, zoals chemische samenstelling, homogeneousiteit en stroomdraagcapaciteit. Samenwerken met een ervaren metaalleverancier om hoogwaardige corrosiebestendige legeringen te verkrijgen, kan u helpen differentieel metaalcorrosie van te voren te vermijden.

Uw Lokale Leverancier voor Hoogwaardige Legeringen

Industrial Metal Service is al meer dan twee decennia een van de toonaangevende metaalleveranciers in de San Francisco Bay Area. Wij bieden ook state-of-the-art metaalzaagservices voor precies snijden van metalen in machine-klare stukken, zodat constructeurs, hobbyisten en bewerkers zich kunnen richten op wat er toe doet.

Onze Amada PCSAW 530 X bandzaag met pulssnijtechnologie is uitstekend voor het zagen van hoogsterkte metalen zoals titaan zonder werkvervorming, terwijl onze MetlSaw NF12-T12 aluminiumlegeringen met de hoogste precisie snel zaagt.