corrosiepreventie m.b.v. anode

Metalen met een verschillende potentiaal (lees “hoogwaardigheid”) kunnen onder water in contact komen met elkaar en vormen onderling een elektrische stroom. Het water functioneert als geleider.
Het metaal met de laagste potentiaal in dit galvanische stroomstelsel is de anode en zal corroderen.
Ook in een stuk plaatstaal met plekken van verschillende potentiaal kan een corrosie cel ontstaan. Elk schip afgemeerd of varende in zout, brak of zoet water staat bloot aan het risico van corrosie en de schade kan zeer kostbaar zijn. 
Hoe kan ik het zien?
Heb ik een elektrisch probleem? Kortsluiting wordt vaak gezien als de oorzaak van corrosie, terwijl vaak het potentiaal verschil de oorzaak is.
Kortsluiting wordt veroorzaakt door een stroomlek van de accu die loopt via de huid van het schip of een huiddoorvoer, door het water naar de schroef en terug kan lopen via de massa van de motor; dit veroorzaakt “elektrolytische corrosie”. 
De oorzaak kan een slecht gemonteerde en ge?soleerde ankerlier of boegschroef zijn. Wat kan men doen om corrosie te voorkomen?

De keuze van materialen is van groot belang bij de constructie van het schip. Ontwerpers en bouwers zullen altijd proberen zoveel mogelijk materialen te gebruiken met gelijke potentiaal en wanneer dit niet mogelijk is behoren deze materialen ge?soleerd te worden van elkaar.
Vooral bij het vervangen en monteren van accessoires moet men letten op de keuze van bevestigingsmaterialen, deze moetenminimaal gelijkwaardig zijn, borg ringen en split pins e.d. van de beste kwaliteit. (r.v.s 316/A4) Het verfsysteem op ieder schip is de eerste goede beschermer tegen corrosie. 
Volg altijd het advies van Uw verfleverancier. Verzeker U van het aanbrengen van een goede anti-corrosie primer als U een anti-fouling gebruikt. Koper-basis anti-fouling mag nooit direct op onbeschermde metalen aangebracht worden.Bij gebruik van op plantaardige oli?n gebaseerde verf (tegenwoordig weinig toegepast) kan men geen kathodische bescherming toepassen daar deze het verfsysteem aantast.
Ook zink-basis verf is niet aan te bevelen onder water omdat deze snel beschadigd en dan plekken onbeschermd laat, bovendien werkt hier kathodische bescherming d.m.v. anoden niet effici?nt.Een goed elektrisch systeem en de juiste wijze van montage van elektrische accessoires

?Gebruik uitsluitend goed ge?soleerde bedrading van de juiste dikte. Te dunne draden veroorzaken weerstand,verhitting en voltage verlies.

?Gebruik voldoende kabelclips en -snoeren om kabelbreuk en-moeheid te voorkomen.

?Gebruik corrosie bestendige draadconnectors en houd ze schoon en zet ze goed vast.

?Bevestig uitsluitend de hoofd voedingkabels op de accu.

?Plaats altijd een hoofdschakelaar.

?Ieder circuit van de accu dient gezekerd te worden met zekering of overbelasting automaat.

?Leg nooit bedrading in natte ruimtes zoals bilge, kettingbak of badkamer.

?Let op bij het later toevoegen van accucircuits dat dezelfde en juiste wijze van montage wordt toegepast.

?Reparaties en veranderingen aan het elektrisch systeem dient uitgevoerd te worden d o o r een kundige scheepselectrici?n.

Doorlopend onderhoud aan Uw boot is essentieel. Metaal, verfsysteem en elektrische installatie behoeven allen regelmatige controle. 
Let ook op de plaatsen rond de waterlijn! Hier wordt het verfsysteem snel beschadigd terwijl deze plek slecht of niet beschermd wordt door Uw anodes.

Kathodische bescherming is een electrochemisch proces dat de natuurlijke reactie(corrosie) stopt van metalen in een bepaalde omgeving door een krachtigere electrochemische cel aan te brengen dan de oorspronkelijke corrosie cel. Alle metalen gebruikt in de scheepsbouw staan bloot aan corrosie, maar als U de volgende instructies opvolgt en MGDUFF anoden monteert bent U verzekerd van maximale bescherming. Anoden (die opgeofferd worden) worden bevestigd of verbonden aan het metaal wat beschermd moet worden. Daar de anode lager in potentiaal is dan het te beschermen metaal wordt het metaal kathode en zal de anode oplossen i.p.v. het metaal. In een correct gemonteerd MGDUFF kathodisch beschermingssysteem zal alleen corrosie plaats vinden op de anode die eenvoudig vervangbaar is. Met “verbinden” wordt bedoeld het daadwerkelijk verbinden van de anode met moeilijk bereikbare onderdelen zoals schroefas en roerkoning. Een goede verbinding tussen anode en onderdeel is essentieel voor maximale bescherming. Verschillende factoren bepalen de keuze van het te monteren katodische beschermingssysteem. Ten eerste de omgeving waarin het schip zich bevindt, ten tweede het soort van de constructie van het schip en tenslotte de periode gedurende het schip beschermd dient te zijn, d.w.z. tot het schip voor onderhoud uit het water komt. VERPLAATSEN TUSSEN ZOET EN ZOUT WATER. Schepen die zich verplaatsen tussen zoet en zout water moeten hiermee rekening houden bij de keuze van het kathodische beschermingssysteem. Zoet water heeft een hogere weerstand dan zout water , in zoet water heeft men dus krachtigere anoden nodig d.w.z anoden met een zeer lage potentiaal ; aluminium of nog lager magnesium. Bovendien vormen zink anoden en in mindere mate aluminium in zoet water een witte corrosie korst op de anode die de werking volledig stopt, zelfs bij terug keer op zout water. Belangrijk dus om deze witte laag er af te borstelen of de anoden te vernieuwen. Een algemene keuze is; zink voor zout water, aluminium voor zoet en brak water en een korte periode in zout water, magnesium uitsluitend voor zoet water. Magnesium is de enige krachtige anode die Uw schip voldoende beschermt in zoet water. Pas op ; in zout water werken ze “te”goed en kunnen de anoden in een zeer korte periode opgelost zijn, bovendien kunnen zij dan het verfsysteem aantasten.

Zink anoden voor schepen in zout water ; zeewater.

Aluminium anoden voor schepen in brak water ; o.a. IJsselmeer, riviermondingen.

Magnesium anoden voor schepen die permanent in zoet water zijn ; binnenwater.

Om te bepalen hoeveel anoden wij nodig hebben dient de oppervlakte van het onderwaterschip berekend te worden.
De oppervlakte van het onderwaterschip: Deze verkrijgt men door het vermenigvuldigen van de lengte van de waterlijn met de som van 
de breedte en diepgang. Deze berekening is toepasbaar op de meeste motorschepen en zeiljachten. 
Zodra de oppervlakte van het onderwaterschip bekend is kan men in een tabel het aantal benodigde anoden vinden.

Bron: 

http://www.stepmarksoftware.ltd.uk/mgduff/Nederlands-Colour.pdf
MGDuff International Ltd., 1 Timberlaine Estate, Quarry Lane, Chichester, West Sussex. PO19 8PP
Tel: 44 (0)1243 533336 Fax: 44 (0)1243 533422
Email: sales@mgduff.co.uk
Web: www.mgduff.co.uk

Corrosie, oorzaak en bestrijding

Oorzaak van corrosieverschijnselen
Chemische corrosie
Elektrochemische corrosie
Verschijningsvormen van corrosie
Omstandigheden die corrosie versnellen
Vertragen van corrosie
Bestrijden van corrosie

Wanneer ijzer wordt blootgesteld aan de buitenlucht gaat het geleidelijk over in een bruin, poreus product, roest. Ook veel andere metalen worden op soortgelijke wijze aangetast. Men spreekt dan meestal niet van roesten, maar van corrosie.
De corrosieproducten van koper zijn zwart of groen, van zink en lood zijn ze grijs en van aluminium zijn ze wit of geelwit en poederachtig. In al deze gevallen blijkt dat een deel van het metaal wordt omgezet in corrosieproducten en dat daarbij metaal verloren gaat. In veel gevallen kunnen daarbij gaten en putten ontstaan.
Bij onderzoek blijkt dat steeds de omgeving, het milieu, medewerking moet verlenen om corrosieverschijnselen mogelijk te maken. Dit milieu kan zijn de atmosfeer, water en een grote reeks chemische producten.
Onderzoek heeft verder uitgewezen dat veel corrosieverschijnselen niet alleen chemische verschijnselen zijn, maar dat zich daarbij ook elektrische processen afspelen. Men spreekt dan van elektrochemische corrosie.
Corrosie is vrijwel nooit gewenst.
Corrosie gaat altijd uit van het oppervlak van het metaal en vreet dan naar binnen.
Met deze gegevens in handen kunnen we nu een definitie opstellen van corrosie:

Corrosie is een ongewenste chemische of elektrochemische aantasting van een metaal, uitgaande van het oppervlak

2.1 Oorzaak van corrosieverschijnselen

De meeste metalen die technisch worden gebruikt zijn onedele metalen. Dit komt omdat ze op aarde veel meer voorkomen dan de edele metalen, zoals goud, zilver en platina. Daardoor zijn ze goedkoper.
De onedele metalen komen maar zelden voor in gedegen toestand, dat wil zeggen als metaal. Meestal moet men ze winnen uit hun ertsen, dat zijn chemische verbindingen, vaak oxiden van die metalen.
Men moet moeite doen (energie toevoeren) om een onedel metaal uit zijn erts vrij te maken. Hoe onedeler het metaal is, hoe groter de vrijmakingsenergie die ervoor nodig is: koper weinig, ijzer meer: aluminium en magnesium veel. Onedele metalen, die door de mens zijn vrijgemaakt uit hun ertsen, bevinden zich op aarde op de bodem van een oceaan van verontreinigde lucht. Deze is in staat het metaal aan te tasten en als we er niets aan doen keert het na enige tijd naar zijn ertstoestand terug.
Dat komt omdat de vrijgemaakte metalen zich op aarde in een hogere energietoestand bevinden dan waarin ze van nature voorkomen.
Er is een vaste natuurwet, die tal van verschijnselen, die ‘vanzelf’ verlopen, verklaart. Deze natuurwet luidt:

Elk systeem in de natuur streeft naar een zo gering mogelijke energie-inhoud.

Men kan ook zeggen: streeft naar maximum entropie, dat is een term uit de thermodynamica.
Het systeem metaal plus zuurstof heeft een grotere energie-inhoud dan het systeem metaaloxide. Daarom zal een onedel metaal in aanwezigheid van zuurstof ernaar streven metaaloxide te worden.
Dit is de verklaring waarom corrosieverschijnselen schijnbaar vanzelf verlopen.

Er kunnen maatregelen worden genomen om de terugkeer van onedele metalen naar hun ertstoestand te vertragen of gedurende lange tijd te verhinderen. Tot de meest effectieve maatregelen behoren de oppervlaktebehandelingen van metalen. Zonder deze oppervlaktebehandelingen zouden deze metalen in de praktijk niet bruikbaar zijn.

2.2 Chemische corrosie

Corrosieverschijnselen, waarbij uitsluitend chemische invloeden werkzaam zijn, treft men bij de dagelijkse omgang met metalen weinig aan.
De meest voorkomende vorm daarvan is de aantasting van metalen bij verhitting in de lucht. Men spreekt dan meestal van oxidatie.
Oxidatie van metalen, die in de lucht verhit worden, is een chemische reactie met zuurstof. Deze reactie verloopt snel bij hoge temperatuur, zoals bij gloeibewerkingen.
Op koper of ijzer ontstaan dan zwarte of donkergrijze oxidelagen.
Zuiver chemische corrosie treft men verder eigenlijk alleen aan in contact met bepaalde agressieve chemicali?n, zoals voorkomen in de chemische industrie.

2.3 Elektrochemische corrosie

Bij elektrochemische of natte corrosie van metalen treden naast chemische, ook elektrische verschijnselen op.
Er zijn meer elektrochemische verschijnselen dan corrosie. Wij noemen bijvoorbeeld de galvanotechniek (vernikkelen en verchromen), de werking van een elektrische batterij (beter: elektrisch element) en ook het opladen en stroom afnemen van een accu.
Het allereerste elektrische element dat ooit werd vervaardigd is het element van Volta. Dit bestaat uit een glazen bakje met verdund zwavelzuur, waarin een stukje zink en een stukje koper zijn geplaatst. Verbindt men deze twee metalen met een metaaldraad, dan gaat hierdoor een elektrische stroom lopen. Bij deze stroomlevering wordt het stukje zink aangetast.
In het element van Volta zijn de drie bestanddelen die nodig zijn voor het optreden van elektrochemische corrosie duidelijk aanwezig:

– eerste metaal (koper)
– tweede metaal (zink)
– de elektroliet (verdund zwavelzuur).

Een elektroliet is water, waarin stoffen zijn opgelost die dit water elektrisch geleidend maken. Dit zijn in het algemeen zuren, basen of zouten. (Zuiver water is een elektrische isolator.)
De metalen in een elektrisch element behoeven niet noodzakelijk koper en zink te zijn. Dat kunnen in feite alle metaalcombinaties zijn. Een
Zaklantaarnbatterij bestaat uit een zinken busje, met een koolstaaf en daartussen een vochtige, chemische massa, de elektroliet.

Kiest men een willekeurige combinatie van twee metalen uit de spanningsreeks, dan zal in een elektrochemisch element altijd het metaal, dat aan de onedele kant staat, worden aangetast. Het metaal, dat het meest naar de edele kant staat, wordt niet aangetast, maar het wordt zelfs beschermd.
Onderstaande tabel. geeft een andere manier om bij elektrochemische corrosieverschijnselen te voorspellen welk metaal zal worden aangetast en welk niet. Bovendien is in deze tabel rekening gehouden met een aantal in de praktijk vaak voorkomende omstandigheden, die de optredende corrosie kunnen versnellen of eventueel zo kunnen vertragen, dat praktisch geen corrosie optreedt.

Tabel 2.2 De praktijk van corrosie bij metaalcombinaties