Galvanische Korrosion

Galvanische Korrosion ist ein elektrochemisches Phänomen, das auftritt, wenn zwei unterschiedliche Metalle durch ein Elektrolyt miteinander verbunden sind. Dieses elektrochemische Paar bildet ein galvanisches Element, wobei das weniger edle Metall als Anode korrodiert, während das edlere Metall als Kathode dient und dort eine Reduktion stattfindet. Das weniger edle Metall wird also durch elektrochemische Prozesse abgebaut, was die Grundlage für die galvanische Korrosion bildet.

Wie funktioniert galvanische Korrosion?

Die Tendenz eines Metalls, als Anode oder Kathode zu fungieren, wird durch seine Position in der elektrochemischen Spannungsreihe bestimmt. Die elektrochemische Spannungsreihe ordnet Metallen je nach ihrer Anfälligkeit für Oxidation an, wobei:

• Edelmetalle am oberen Ende der Reihe liegen (z.B. Gold, Platin, oder Nickel).
• Unedle Metalle am unteren Ende liegen (z.B. Stahl oder Aluminium).

Die weiter auseinanderliegenden Metalle in dieser Reihe erzeugen eine stärkere galvanische Reaktion. Ein typisches Beispiel wäre die Wechselwirkung zwischen Stahl und 1.4401 oder zwischen Aluminium und Kupfer.

Beispiele für galvanische Korrosion:

1. Stahl in Kontakt mit 1.4401: Stahl ist weniger edel als 1.4401 (eine korrosionsbeständige Stahllegierung), wodurch Stahl als Anode dient und korrodiert.
2. Aluminium in Verbindung mit Kupfer: Diese Kombination kann ebenfalls zu Korrosion führen, wenn sie durch ein elektrolytisches Medium verbunden sind.

Die Stärke der Reaktion hängt dabei von verschiedenen Faktoren ab, darunter die Verfügbarkeit eines Elektrolyts (z.B. Wasser oder Salzwasser), die Temperatur und die geometrische Anordnung der Metalle.

Kathodischer Schutz als Gegenmaßnahme

Obwohl galvanische Korrosion schädlich ist, kann das Prinzip zu Schutzmaßnahmen genutzt werden, z.B. durch kathodischen Schutz. Dieser verhindert die Korrosion des Hauptmetalls durch kontrollierte elektrochemische Prozesse:

1. Opferanoden: Ein Material wie Zink oder Aluminium wird als Anode verwendet. Dieses Material ist unedler als das zu schützende Hauptmetall und löst sich zuerst auf, wodurch das Hauptmetall geschützt bleibt.
2. Kontrollierter Strom: Beim kathodischen Schutz wird gezielt ein elektrischer Strom eingespeist, um sicherzustellen, dass das Hauptmetall zur Kathode wird und somit keine Korrosion auftritt.

Fazit

Galvanische Korrosion ist ein elektrochemischer Prozess, bei dem das weniger edle Metall in einem elektrochemischen Paar abgebaut wird, wenn ein Elektrolyt vorhanden ist. Die elektrochemische Spannungsreihe bietet einen Überblick darüber, wie wahrscheinlich diese Korrosion zwischen verschiedenen Metallen ist. Durch gezielte Schutzmaßnahmen wie kathodischen Schutz oder Opferanoden kann die Korrosion jedoch verhindert oder zumindest eingeschränkt werden.