Korrosion del 4 - Galvanisk korrosion

Galvanisk korrosion är en vanligt förekommande utmaning som man bör ta i beaktande, speciellt i mer korrosiva miljöer. Galvanisk korrosion uppkommer när metaller med olika elektrokemisk potential (ädelhet) kommer i kontakt med varandra i exempelvis en fuktig miljö, då kan en korrosionsprocess uppstå där den mindre ädla metallen (anoden) korroderar snabbare än den skulle ha gjort på egen hand, medan den ädlare metallen (katoden) förblir skyddad. Denna form av korrosion kan orsaka betydande materialförluster och förkorta livslängden för den mindre ädla metallen.

Figur 1: Korrosionspotential för olika metaller i havsvatten.

För att galvanisk korrosion ska ske krävs tre huvudsakliga faktorer:

Två metaller med olika elektrokemisk potential – En ädlare metall fungerar som katod och en mindre ädel metall fungerar som anod. Elektrisk kontakt mellan metallerna – Direktkontakt eller elektriskt ledande förbindelser gör att elektroner kan förflytta sig från anoden till katoden. Närvaro av en elektrolyt – Vanligtvis i form av fukt, vatten eller en korrosiv vätska som möjliggör jontransport mellan metallerna.

Figur 2: Detta är ett typiskt exempel på kontaktkorrosion. En zinkbelagd kolstålskomponent (bricka) och rostfritt stål (skruv och detalj) har använts tillsammans. Ytan hos den mer ädla metallen – det rostfria stålet – är större, vilket orsakar kraftig korrosion av brickan.

När dessa faktorer förekommer samtidigt, uppstår en elektrokemisk reaktion där anoden oxideras och löser sig i elektrolyten, vilket leder till att materialet successivt bryts ned.

För att minimera risken för galvanisk korrosion kan följande strategier tillämpas:

Välj kompatibla metallkombinationer– Ett av de mest effektiva sätten att förhindra galvanisk korrosion är att undvika kombinationer av metaller med stor skillnad i elektrokemisk potential (ädelhet). En tumregel är att använda metaller från samma grupp i den galvaniska serien eller att se till att den anodiska metallen har en tillräckligt stor yta jämfört med den katodiska.

Använd isolatorer – Genom att använda plastbrickor, beläggningar eller andra isolerande material kan man förhindra direkt elektrisk kontakt mellan metallerna, vilket bryter den elektriska kretsen och stoppar den galvaniska processen.

Skyddande beläggningar – Skyddande beläggningar såsom zink (galvanisering), epoxi eller lack kan isolera metallerna från elektrolyten och därmed minska risken för galvanisk korrosion.

Kontrollera elektrolyten – Att minimera närvaron av elektrolyten, exempelvis genom att använda avfuktare i inomhusmiljöer eller att använda vattenavledande konstruktioner, kan kraftigt minska risken för galvanisk korrosion.

Använd offeranoder –I vissa fall kan offeranoder, användas för att medvetet styra korrosionen till en mindre viktig komponent som kan bytas ut vid behov.

Figur 3: Förutsättningar för materialkombinationer utan risk för galvanisk korrosion.

Galvanisk korrosion kan uppstå i många olika miljöer, men några vanliga exempel utomhusmiljöer, industrier och badhus. Inom byggnadssektorn kan korrosion exempelvis uppstå om rostfritt stål används i kombination förzinkade fästelement i en fuktig miljö, vilket leder till att de förzinkade delarna snabbt bryts ned. Även inom infrastruktur, där olika metaller kombineras, kan galvanisk korrosion uppstå om inte rätt skyddsåtgärder vidtas.

När man väljer infästning eller en annan stålprodukt är det viktigt att ta hänsyn till vilka stålkomponenter som kommer i kontakt med varandra, vilken ädelhet dessa har och hur stor massa/yta respektive komponent utgör. Om man väljer samma eller likvärdiga material ur ett ädelhetsperspektiv så uppstår helt enkelt inte någon betydande galvanisk korrosion. Men fall där man måste kombinera material med olika ädelhet uppstår och då kan ett sätt vara att avskilja materialen med någon form av isolering, exempelvis en plastbricka. En annan betydande faktor är hur mycket massa/yta respektive material utgör. Exempelvis så kan man ofta kombinera en rostfri infästning med exempelvis ett räcke eller annan stålprofil i varmförzinkad plåt. Den lilla massan som infästningen utgör kommer då inte ha någon betydande påverkan på den större konstruktion. Den galvaniska effekten kommer enkelt förklarats spridas ut i dem större byggnadsdelen. Denna kombination är förhållandevis vanlig då en infästning normalt inte har ett lika tjockt lager zink som ett räcke eller en pelare (se artikeln "Korrosion - Val av förzinkad produkt"). Nedan ser ni våra rekommendationer när det kommer till kombination av infästning och en större fastsatt del.

Figur 4: Tabell som visar materialkombinationer och påverkan på en fästnings livslängd till följd av galvanisk korrosion.

Sammanfattningsvis är galvanisk korrosion en utmaning inom många industriella och byggtekniska tillämpningar. Genom att förstå de grundläggande mekanismerna bakom denna typ av korrosion och genom att vidta förebyggande åtgärder kan materialens livslängd förlängas och underhållskostnader minskas. Rätt materialval, isolering av metaller och korrosionsskyddande beläggningar är avgörande faktorer för att minimera galvanisk korrosion och säkerställa långvarig prestanda i konstruktioner.

I Hilti korrosionshandbok (engelska) går det att fördjupa sig ytterligare i ämnet korrosion. Det går även att kontakta våra ingenjörer på Tekniskt Centrum som är redo att stötta dig med det du behöver hjälp med.

Tekniskt centrum - kontaktuppgifter:

• T: 020 - 555 999

• M: tc@hilti.com