Wat is Galvanic Corrosion?

Meer dan 200 jaar geleden verloor het Britse vlootfregat Alarm zijn koperlakens wegens de snelle corrosie van de ijzeren nagels die gebruikt werden om het koper aan de romp te bevestigen. Deze snelle corrosie vond plaats wegens een chemisch proces genaamd galvanische corrosie.

Galvanische corrosie kan alleen optreden wanneer twee elektrochemisch verschillende metalen dicht bij elkaar liggen en ook in een elektrolytische vloeistof (zoals zoutwater) ondergedompeld worden.

Wanneer dit gebeurt, maken de metalen en de elektrolyt een galvanische cel. De cel heeft tot gevolg dat er één metaal wordt geroosterd ten koste van de andere.

In het geval van het alarm is het ijzer gecorrodeerd ten koste van het koper. Slechts twee jaar nadat de koperen vellen werden bevestigd, werden de ijzeren nagels die gebruikt werden om het koper aan de onderkant van het schip vast te houden, al sterk gecorrodeerd, waardoor de kopervellen afvallig waren.

Hoe Galvanic Corrosion Works

Metalen en metaallegeringen hebben allemaal verschillende elektrodepotentia. Elektrodepotentialen zijn een relatieve maatregel van de neiging van een metaal om actief te worden in een bepaalde elektrolyt. Hoe meer actief, of minder nobel, een metaal is, hoe groter het waarschijnlijk is, is een anode (positief geladen elektrode) in een elektrolytische omgeving te vormen. Hoe minder actief, of edeler een metaal is, hoe groter het waarschijnlijk is dat een kathode (negatief geladen elektrode) wordt gevormd in dezelfde omgeving.

De elektrolyt fungeert als een leiding voor ionmigratie, waarbij metaalionen van de anode naar de kathode worden verplaatst. Het anode metaal corrigeert daarom sneller dan anders zou, terwijl het kathodemetaal langzamer corrodeert en in sommige gevallen wellicht niet corrodeert.

In het geval van Alarm trad het metaal van grotere adel (koper) als kathode op, terwijl het mindere edel ijzer als anode optrad.

Ijzeren ionen werden verloren ten koste van het koper, wat uiteindelijk resulteerde in de snelle verslechtering van de nagels.

Bescherming tegen galvanische corrosie

Met ons huidige begrip van galvanische corrosie zijn metalen schepen nu uitgerust met 'offeranoden', die geen directe rol spelen in de werking van het schip, maar dienen om de structurele componenten te beschermen van het schip. Offeranoden zijn vaak gemaakt van zink en magnesium, metalen met zeer lage elektrodepotentiaal. Aangezien offeranoden corroderen en verslechteren, moeten ze vervangen worden.

Om te begrijpen welk metaal een anode wordt en die in elektrolytische omgevingen als kathode optreedt, moeten we het metaal- of elektrodepotentieel begrijpen. Dit wordt over het algemeen gemeten met betrekking tot de Standard Calomel Electrode (S.C. E.).

Een lijst metalen, volgens de elektrodepotentieel (adel) in stromend zeewater, is te zien in onderstaande tabel.

Er dient ook op te worden gewezen dat galvanische corrosie niet alleen in water voorkomt. Galvanische cellen kunnen in elke elektrolyt vormen, met inbegrip van vochtige lucht of bodem, en chemische omgevingen.

Galvanische serie in stromend zeewater

Steady State Electrode	Materiaalpotentieel, Volts (Saturated Calomel Half-Cell)
Grafiet	+0. 25
Platinum	0. 15
Zirkoon	-0. 04
Type 316 RVS (Passief)	-0. 05
Type 304 RVS (Passief)	-0. 08
Monel 400	-0. 08
Hastelloy C	-0. 08
Titanium	-0. 1
Silver	-0. 13
Type 410 RVS (Passief)	-0. 15
Type 316 RVS (Actief)	-0. 18
Nickel	-0. 2
Type 430 Roestvrij Staal (Passief)	-0. 22
Koperlegering 715 (70-30 Cupro-Nickel)	-0. 25
Koperlegering 706 (90-10 Cupro-Nickel)	-0. 28
Koperlegering 443 (Admiralty Brass)	-0. 29
G Bronze	-0. 31
Koperlegering 687 (Aluminium Messing)	-0. 32
Copper	-0. 36
Alloy 464 (Naval Gewalste Messing)	-0. 4
Type 410 RVS (Actief)	-0. 52
Type 304 RVS (Actief)	-0. 53
Type 430 RVS (Actief)	-0. 57
Koolstofstaal	-0. 61
Gietijzer	-0. 61
Aluminium 3003-H	-0. 79
Zink	-1. 03

Bron: ASM Handbook, Vol. 13, Corrosie van Titanium en Titaniumlegeringen, p. 675.