Elektrische potentialen van metalen
Elk metaal en elke legering heeft een specifiek elektrisch potentieel. Het is verschillend afhankelijk van de legeringscomponenten.
Zuivere metalen daarentegen kunnen eenvoudig in de zogenaamde spanningsreeksen worden gerangschikt. Zeer onedele metalen, zoals magnesium, hebben een zeer laag potentieel; hoe edeler het metaal, hoe hoger de interne spanning. Enkele waarden om een overzicht te geven:
- Magnesium ongeveer -2 V
- Zink is ongeveer -1V
- Aluminium -1.5V
- IJzer -0.5V
- Koper +0,5 V.
- Zilver +0,8 V.
- Goud + 1.5V
Legeringen gemaakt van verschillende metalen hebben een potentieel dat tussen dat van de zuivere metalen ligt. Het moet voor elke legering afzonderlijk worden bepaald. Voor staal zijn er bijvoorbeeld uitgebreide tafels afhankelijk van de staalsoort.
Galvanische cellen
Als twee verschillende metalen naast elkaar staan, ontstaat er een potentiaalverschil tussen de metalen. Als beide metalen worden verbonden via een elektrolytische geleider (die ook water kan zijn), ontstaat er een zogenaamde galvanische cel.
Door het potentiaalverschil en de elektrolytische geleider werkt de galvanische cel als een kleine batterij. Hoe hoger het potentiaalverschil en hoe hoger het geleidingsvermogen van de elektrolyt, des te effectiever de accu. U leest hier iets over de verschillende geleidbaarheid van regenwater, zout water en leidingwater.
Vorming van corrosie
Corrosie begint wanneer de stroom in de geïmproviseerde galvanische cel begint te stromen. In dit geval gaan metaalionen uit een of beide metalen in oplossing. De oppervlaktelaag van het metaal verandert door de elektrische werking en corrosie kan optreden.
Het proces zelf is complex, maar lijkt op roestend ijzer. Terwijl de galvanische cel blijft werken op de metalen oppervlakken en andere oxidatieprocessen, vordert de corrosie snel.
Selectieve corrosie
Selectieve corrosie is een speciaal geval. Hier reageren de metalen van een legering niet met een ander metaal, maar met zichzelf, zoals bijvoorbeeld koper en zink in messing. De reactie met een elektrolytische geleider kan leiden tot contactcorrosie binnen de corrosiestructuur.
Het resultaat is wat bekend staat als interkristallijne of transkristallijne corrosie van het werkstuk. Met dit effect moet rekening worden gehouden tijdens de verwerking en de verdere verwerking, aangezien interkristallijne corrosie de mechanische eigenschappen van het werkstuk sterk kan veranderen en kan leiden tot breuken.
Vermijden van contactcorrosie
De triggerfactoren voor contactcorrosie zijn:
- ruimtelijke nabijheid van twee metalen met een potentiaalverschil
- Aanwezigheid van een elektrolytische geleider (dit kan ook vochtige lucht zijn!)
- de twee metalen vormen geen corrosiewerende deklagen
Als een van de factoren wordt weggenomen, kan contactcorrosie worden voorkomen.
In de praktijk betekent dit dat het bij de materiaalkeuze belangrijk is ervoor te zorgen dat aangrenzende, verschillende metalen slechts een minimaal verschillend inherent potentieel hebben. Bovendien kan ervoor worden gezorgd dat de elektrische geleidbaarheid van de elektrolyt zo min mogelijk is.
Het is natuurlijk het beste om geschikte tussenlagen op te nemen wanneer verschillende metalen worden gebruikt, of om constructief het gebruik van verschillende soorten metaal of legeringen naast elkaar te vermijden. Maar dat zal niet altijd mogelijk zijn.
schroeven en moeren
Vooral schroefverbindingen vormen een probleem, ook schroeven en moeren van een andere metaalsoort, waarmee metalen of metalen platen worden bevestigd, kunnen de oorzaak zijn van contactcorrosie.
Daarnaast moet ook rekening worden gehouden met het risico van spleetcorrosie als gevolg van de spleet tussen de schroef en het metaal.
In dit geval zijn er vaak problemen met de materiaalkeuze. Het afdichten van schroefverbindingen biedt bescherming tegen spleetcorrosie, maar vaak onvoldoende bescherming tegen contactcorrosie. In individuele gevallen moet het probleem tijdens de bouw worden overwogen en zoveel mogelijk worden geminimaliseerd.
tips en trucs
Let altijd goed op welke metalen je naast of naast elkaar gebruikt, en controleer ook altijd van welk materiaal de bouten en moeren zijn gemaakt.
