Galvanische Korrosion
Die Kombination von Aluminium und Edelstahl verursacht galvanische Korrosion. Um zu verstehen, warum Sie Edelstahl und Aluminium nicht zusammen verwenden sollten, müssen wir zuerst verstehen, wie galvanische Korrosion funktioniert. Galvanische Korrosion ist die Übertragung von Elektronen von einem Material (Anode) auf ein anderes (Kathode). Neben dem Wissen, was galvanische Korrosion ist, müssen wir auch die damit verbundenen Fachbegriffe verstehen.
Hier sind alle technischen Begriffe, die wir in diesem Beitrag verwenden werden:
- Anode – Material, das positiv geladen ist, Elektronen verlassen dieses Material
- Kathode – Material, das negativ geladen ist, Elektronen treten in dieses Material ein
- Elektrolyt – Flüssigkeit, die den Elektronentransfer unterstützt
- Korrosion / Korrosion – Metall allmählich zerstören oder schwächen
Wie es funktioniert
Galvanische Korrosion tritt auf, wenn zwei Materialien (Anode und Kathode) miteinander und mit einem Elektrolyten in Kontakt kommen. Elektrolyte können Umweltfaktoren wie Feuchtigkeit oder Regenwasser sein. Wenn diese Faktoren ins Spiel kommen, beginnt der Elektronentransfer. Abhängig vom Widerstandsniveau in einem Elektrolyten kann diese Übertragung viel schneller erfolgen. Aus diesem Grund ist Salzwasser, ein Elektrolyt mit einem sehr geringen Widerstand, ein häufiger Faktor bei der Überlegung, welches Produkt verwendet werden soll. Aus diesem Grund ist es unglaublich wichtig zu überlegen, welches Material Sie in einer Umgebung verwenden werden. Wenn Sie mit einer Meeres- und Salzwasserumgebung arbeiten, müssen Sie sogar die Art des verwendeten Edelstahls berücksichtigen.
Es gibt mehrere Arten von Rost, die während des Oxidationsprozesses auftreten können. Um mehr darüber zu erfahren, lesen Sie bitte diesen Blogbeitrag über drei Arten von Rost, die häufig auftreten.
Unser Beispiel
Für den Rest unseres Beitrags werden wir anstelle von Anode und Kathode das Beispiel von Aluminium (Anode) und Edelstahl (Kathode) verwenden. Wenn Aluminium und Edelstahl in einer Baugruppe zusammen verwendet werden, beginnen die Elektronen aus dem Aluminium in den Edelstahl zu übertragen. Dies führt zu einer Schwächung des Aluminiums. Dieses geschwächte Aluminium bewirkt, dass es sich viel schneller verschlechtert. Dies kann zu einer verlängerten Lebensdauer des Edelstahls führen. Hinweis: Aluminium, wenn es mit dem Elektrolyten allein gelassen wird, verliert schließlich immer noch seine Elektronen, aber wenn Edelstahl vorhanden ist, wird dieser Prozess erheblich beschleunigt.
Die galvanische Korrosionspraxis wird tatsächlich häufig beim Plattieren verwendet, um eine Opferschicht auf einem anderen Material zu erzeugen. Verzinkter Stahl und Schwarzoxid sind häufig verwendete Beispiele.
Ausnahmen
Jede Versammlung ist situativ. Da Metall auf seine Umweltfaktoren angewiesen ist, um zu korrodieren, kann es Orte geben, an denen Sie einige Metalle zusammen verwenden können, ohne diese Effekte zu sehen. Wenn die Umgebung sehr trocken und vor Witterungseinflüssen und Schmutz geschützt ist, können Sie versuchen, Metalle zusammen zu verwenden. In den meisten Situationen ist die Umgebung jedoch nicht temperatur- und feuchtigkeitsgesteuert, Rost tritt auf. Aus diesem Grund empfiehlt Albany County Fasteners, niemals Aluminium und Edelstahl zusammen zu verwenden. Wir empfehlen auch, ausschließlich Metalle für maximale Lebensdauer zu verwenden. Edelstahl mit Edelstahl, Aluminium mit Aluminium, Messing mit Messing. Das Mischen von Metallen kann die Festigkeit der Anwendung, die Lebensdauer der Befestigungselemente, die Korrosion der Materialien usw. beeinflussen.
Die andere Situation, in der diese Materialien zusammen mit geringem Einfluss auf den Rostschutz verwendet werden können, ist, wenn die Kathodenfläche im Vergleich zur Anodenfläche sehr klein ist. Wenn das Basismaterial beispielsweise ein großes Aluminiumblech ist, verringert die Verwendung sehr kleiner Edelstahlschrauben die Lebensdauer nicht dramatisch. Umgekehrt, wenn Sie Aluminium verwenden, um ein großes Blech aus Edelstahl zu befestigen, wird die Lebensdauer des Aluminiums dramatisch verkürzt.
Albany County Fasteners empfiehlt die Verwendung von Neopren-EPDM- oder Bondscheiben zwischen rostfreien Befestigungselementen und Aluminiummaterialien.
Zu bestimmende Umweltfaktoren
Bei der Auswahl des richtigen Materials für Ihre Installation müssen viele Faktoren berücksichtigt werden.
| Faktor | Warum es wichtig ist |
| Dauer des Elektrolytkontakts | Je länger ein Elektrolyt mit Aluminium und Edelstahl in Kontakt ist, desto wahrscheinlicher ist ein Elektronentransfer. |
| Elektrolytwiderstand | Je niedriger der Elektrolytwiderstand, desto leichter kann ein Elektronentransfer erfolgen. Beispiel: Salzwasser hat einen sehr geringen Elektrolytwiderstand. |
| Stehendes Wasser | Wasser, das sitzt und sich sehr lange auflöst, kann zu einer längeren Exposition gegenüber Elektrolyten führen. |
| Schmutz | Schmutz (insbesondere nicht bei direkter Sonneneinstrahlung) kann einen Elektrolyten aufnehmen und sehr lange halten. Dies kann zu einer erhöhten Belastung der Baugruppe führen, wenn sie nicht sauber gehalten wird. |
| Luftfeuchtigkeit/Nebel | Beides sind Umweltfaktoren, die zu erhöhtem Wassergehalt in der Luft führen. Wenn die Umgebung anfällig für diese Faktoren ist, wird die Exposition gegenüber Elektrolyten als verlängert angesehen |
| Spalten | Spalten bieten einen Fang für Feuchtigkeit (Elektrolyt), der sie über einen längeren Zeitraum an den Materialien festhalten kann. |
Edelmetalle
Wenn Sie sich entscheiden, dass Sie zwei verschiedene Materialien zusammen verwenden müssen, empfehlen wir, eine Anode als Basismaterial zu verwenden und sicherzustellen, dass sie deutlich größer als die Kathoden ist. Kathoden können auch als Edelmetalle oder Metalle bezeichnet werden, die eine hohe Oxidationsbeständigkeit (Rost) aufweisen. Wir haben unten eine Liste von Edelmetallen zusammengestellt:
- Gold
- Iridium
- Quecksilber
- Osmium
- Palladium
- Platin
- Rhodium
- Ruthenium
- Silber
Von Anode Zu Kathode
Um die Auswirkungen der galvanischen Korrosion noch weiter zu mildern, wird empfohlen, Materialien zu verwenden, die bei Kontakt mit einander und einem Elektrolyten weniger Elektronentransfer verursachen. Die folgende Liste ist eine Liste von Materialien. * Hinweis: Je näher die beiden Metalle auf dieser Liste sind, desto unwahrscheinlicher ist es, dass sie unter den negativen Auswirkungen der galvanischen Korrosion leiden.
- Magnesium
- Magnesiumlegierungen
- Zink
- Beryllium
- Aluminiumlegierungen
- Cadmium
- Fluss- und Kohlenstoffstahl, Gusseisen
- Chromstahl (mit weniger als oder gleich 6% Chrom)
- Aktive nichtrostende Stähle (302, 310, 316, 410, 430)
- Aluminiumbronze
- Blei-Zinn-Lot
- Zinn
- Aktives Nickel
- Aktives Inconel
- Messing
- Bronze
- Kupfer
- Manganbronze
- Siliziumbronze
- Kupfer-Nickel-Legierungen
- Blei
- Monel
- Silberlot
- Passives Nickel
- Passives Inconel
- Passives Edelstahl (302, 310, 316, 410, 430)
- Silber
- Titan
- Zirkonium
- Gold
- Platin
Wie kann ich galvanische Korrosion stoppen?
Es gibt einige Schritte, die Sie unternehmen können, wenn Sie diese Materialien zusammen verwenden müssen.
- Fügen Sie einen Isolator zwischen den beiden Materialien hinzu, damit sie sich nicht mehr verbinden. Ohne diese Verbindung kann der Elektronentransfer nicht stattfinden. Brunnenmuttern sind ein häufig verwendetes Befestigungselement, um Materialien zu trennen, die unter galvanischer Korrosion leiden können.
- Verwenden Sie Materialien mit dem gleichen Potenzial. Metalle mit der gleichen Korrosionsbeständigkeit sind in der Regel ok zusammen zu verwenden.
- Wenn Sie sich in einer Situation befinden, in der nur eines der Materialien mit einem Elektrolyten in Kontakt kommt, tritt kein Elektronentransfer auf.
- Wenn eine Beschichtung auf der Kathode vorhanden ist, kann diese die Übertragung durch erhöhten Widerstand verhindern.
- Berücksichtigen Sie Ihre Umgebung vor der Installation. Wählen Sie Materialien, die für Ihre Umgebung geeignet sind.
- Beschichten oder lackieren Sie Ihre Baugruppe (vollständig), damit der Elektrolyt nicht mit den Materialien in Kontakt kommen kann
- Verwenden Sie Neopren-EPDM oder Bondscheiben als Barriere zwischen den Metallen.