Roestvast staal in contact met andere metalen

1 Roestvast staal in contact met andere metalenMateriaal en Toepassingen reeks, volume 10 Diamant Building Reyerslaan 80 1030 Brussel Belgi Tel. +32270682-67 Fax -69 e-mail ISBN 978-2-87997-322-7 Metaal 1 AnodeMetaal 2 KathodeElektrolyte-R O E S T V A S T S T A A L I N C O N T A C T M E T A N D E R E M E T A L E NEuro InoxEuro Inox is de Europese organisatie voor marktont-wikkeling van Roestvast leden van Euro Inox zijn: de Europese producenten van Roestvast staal de nationale organisaties voor de markt -ontwikkeling van Roestvast staal de organisaties van de legeringselementen -industrieDe voornaamste doelstelling van Euro Inox is hetpromoten van enerzijds de unieke eigenschappen vanroestvast staal en anderzijds het gebruik ervan in be-staande toepassingen en nieuwe markten. Om dit doelte bereiken organiseert Euro Inox conferenties en semi-naries en levert zij ondersteuning via zowel gedrukteals elektronische media, om architecten, ontwerpers,voorschrijvers, producenten en eindgebruikers betervertrouwd te maken met het Inox onder-steunt evenzeer technisch en Acciai Speciali Stainless Steel Association (BSSA) Edelstahl Chromium Development Association (ICDA) Molybdenum Association (IMOA) elik Derne i (PASDER) Unia Dystrybutor w Stali (PUDS)

2 978-2-87997-322-7978-2-87997-263-3978-2- 87997-323-4978-2-87997-324-1978-2-87997- 325-8978-2-87997-326-5978-2-87997-327-29 78-2-87997-328-9978-2-87997-329-6978-2-8 7997-330-2 Engelse versieFranse versieTsjechische versieFinse versieZweedse versieTurkse versiePoolse versieItaliaanse versieSpaanse versie1R O E S T V A S T S T A A L I N C O N T A C T M E T A N D E R E M E T A L E NInhoud1 Inleiding22 De principes van galvanische corrosie33 Relevante factoren en Weerstand van de Bevochtigingstijd en Kinetica van de elektrode Kathode en anode oppervlakken84 Praktische ervaringen en diverse Water- en Componenten in atmosferische Gebruik van Roestvast staal bij gebouwen en Roestvast staal in transport toepassingen185 Voorkomen van galvanische corrosie226 Literatuur23 Foto s:Atomium asbl / vzw, Brussel (B)Bundesanstalt f r Materialpr fung und -forschung, Berlin (D)Centro Inox, Milan (I)David Cochrane, Sidcup (UK)Beno t Van Hecke, Brussel (B)Thomas Pauly, Brussel (B)Sch ck Bauteile GmbH, Baden-Baden (D) Christoph Seeberger, M nchen (D)ThyssenKrupp Nirosta GmbH, Krefeld (D)Viega GmbH & Co.

3 KG, Attendorn (D) Roestvast staal in contact met andere metalenMateriaal en Toepassingen reeks, Volume 10 Euro Inox 2011 Vertaald en aangepast van ARLT, N. / BURKERT, A. / ISECKE, B., Edelstahl Rostfrei in Kontakt mit anderenWerkstoffen (Merkblatt 829), D sseldorf, Informations-stelle Edelstahl Rostfrei, vierde uitgave 2005 Vertaling: Johan Dedeene, CLUSTA, Gent (B) in samenwerking met Wigo Huis in t Veld, Nijkerk, (NL)UitgeverEuro InoxDiamant Building, Reyerslaan 80,1030 Brussels, Belgi Phone +32 2 706 82 67 Fax +32 2 706 82 69 DisclaimerEuro Inox heeft alle inspanningen gedaan om de techni-sche informatie correct weer te geven. De lezer wordtechter aangeraden om deze informatie enkel voor alge-mene doelstellingen te gebruiken. Euro Inox, haar leden,medewerkers en adviseurs aanvaarden geen enkele ver-antwoordelijkheid voor verlies, schade of letsels die zou-den ontstaan op basis van de gepubliceerde publicatie is onderworpen aan het auteursrecht.

4 Euro Inox behoudt alle rechten voor inzake vertaling in ge-lijk welke taal alsook vermenigvuldiging, hergebruik vanillustraties, voordrachten en uitzendingen. Niets uit dezepublicatie mag zonder voorafgaandelijke toestemmingvan de uitgever (Euro Inox, Luxemburg) worden verme-nigvuldigd, opgeslagen via microfilm of in een gegevens-bestand of overgemaakt worden in gelijk welke elektro-nische, mechanische, opgenomen of gefotokopi erde of andere vorm. Inbreuken kunnen aanleiding geven totgerechtelijke vervolging en schadeloosstelling alsook hetvergoeden van de gerechtskosten en -honoraria. Dezevallen onder het Luxemburgs auteursrecht en de regel-geving die binnen de Europese Unie van kracht O E S T V A S T S T A A L I N C O N T A C T M E T A N D E R E M E T A L E N1 InleidingDoor complexe ontwerpen kan de moge-lijkheid ontstaan om verschillende metalente combineren binnen eenzelfde compo-nent.

5 Ook kunnen dikwijls verschillendecombinaties gevonden worden, enkel be-paald door de beschikbaarheid van, bijv. bevestigingsmaterialen of plaatjes. In be-paalde omstandigheden, kan zo n ontwerpmet gemengde materialen, leiden tot corro-sie in n van de materialen. Dit fenomeen,veroorzaakt door een slechte combinatie vanmaterialen, wordt galvanische corrosie1ge-noemd, waarbij twee verschillende metaleneen galvanisch koppel de vorming van galvanische ele-menten kan een versnelde corrosie van hetminder edele materiaal voorkomen. Dit kangepaard gaan met een veel hogere corrosie-snelheid dan wat men kan verwachten als ergeen contact is met het edelere metaal. Cor-rosie gerelateerde schade zoals onaan-vaardbaar uiterlijk aanzien, lekkende buizenof falende bevestigingsmiddelen kunnen de1 Versnelde corrosie van een metaal, veroorzaakt door het effect van eencorrosie element.

6 Ook andere factoren zoals concentratie, beluchting ende verhouding actief/passief spelen een van een component drastischverminderen en aanleiding geven tot vroeg-tijdige vervanging. Bij de meeste technischetoepassingen heeft Roestvast staal de meerpositieve corrosiepotentiaal van de metalendie met elkaar in contact komen, zodat er ge-woonlijk een gevaar voor corrosie is bij hetmateriaal waarmee het in contact gevaar dat er galvanische corrosie op-treedt hangt af van zeer veel factoren. Naastde gebruikte materialen zijn omgeving enontwerp cruciaal. Het is daarom moeilijk omeen rangvolgorde aan te geven bij de uitwis-selbaarheid van de materialen. Deze publi-catie beschrijft de principes van corrosiedoor galvanische cellen en de hoofdpara-meters die ontwerpers gebruiken om het cor-rosierisico te R O E S T V A S T S T A A L I N C O N T A C T M E T A N D E R E M E T A L E Ntronenstroom van anode naar kathode.

7 Deelektrochemische reacties zijn dezelfde alsdie op natuurlijke wijze voorkomen in hetge soleerde metaal. Hoe dan ook is de cor-rosie op de anode bijzonder versneld. Insommige gevallen kan de vorming van gal-vanische elementen leiden tot corrosie bijmaterialen die anders resistent zijn aan cor-rosie in de omgeving in kwestie. Dit kan hetgeval zijn voor passieve materialen zoals alu-minium, die lokaal polariseren in een be-paalde omgeving. In zulke gevallen kan menlocale corrosiefenomenen waarnemen, zo-als spleet- of putcorrosie (pitting), die nietzouden zijn voorgekomen zonder de veran-dering in potentiaal bij de vorming van gal-vanische galvanische corrosie optreedt,moet(en) er: verschillende corrosie potentialen zijn van de metalen in het gegevensysteem; een elektrisch geleidende verbindingtussen de twee metalen bestaan een vochtige elektrische geleider(elektrolyt) zijn die beide metalen verbindtFiguur 1toont de drie zaken die noodza-kelijk zijn in galvanische corrosie aan de orde is,dan wordt het minder edele materiaal deanode bij voorkeur aangevallen, terwijl hetedeler materiaal de kathode zelfs be-schermd is tegen corrosie.

8 Eigenlijk is hetprincipe van kathodische bescherming ge-baseerd op opofferingsanodes die zorgenvoor bescherming tegen corrosie. Het contact tussen twee metalen met ver-schillende potentialen met een oplossing dieelektrisch geleidend is, zorgt voor een elek-2 De principes van galvanische corrosieFiguur 1: Nodige voorwaarden voorgalvanische 1 Metaal 2 AnodeKathodeGrafietLegering 625/C-276 Superaustenitisch Roestvast staalTitaanLegering 400 Austenitisch Roestvast staal , werkstof nr. (316L), passiefNikkelNi-Al-Brons90/10 CupronikkelAl-brassKoperGegoten austenitisch Roestvast staalLoodTinKoolstof staal MgZinkAluminiumMagnesium-2000-1500-1000- 5000500 Potentiaal (mV SCE)(Metaal 1 = anode, metaal 2 = kathode)Metaal 1 Metaal 2 Metaal 1 Metaal 2 Metaal 1 Metaal 2 Metaal 1 Metaal zonder elektrische bij metalen zonder potentiaal zonder verbinding door een elektrolytDeklaagGalvanische corrosie kan niet voorkomen.

9 4In tegenstelling tot wat meestal gedachtwordt, is het verschil in potentiaal in eenelektrochemische cel alleen, geen goede in-dicator van het actuele risico op galvanischecorrosie. Het geeft enkele een indicatie vanhet feit of er een risico bestaat. In deze con-text moeten ook de vele gepubliceerde ta-bellen met standaardpotentialen van meta-len bekeken worden. Ze geven enkel deverschillende potentialen indicatief weer. Debeslissende factor is niet het verschil in po-tentiaal geobserveerd onder standaard ex-perimentele voorwaarden maar eerder hetactuele verschil in potentiaal bij de werkelij-ke voorwaarden waarin de cel werkt. Daaromzijn er empirische tabellen van galvanischereeksen geproduceerd voor verschillendeomgevingen zoals zeewater. Deze plaatsende potentiaal van verschillende metalen bin-nen een gegeven omgeving (Figuur 2).Het besef van de noodzakelijke voor-waarden voor galvanische corrosie en hetgoed begrijpen van de voorbeelden in Figuur3maakt het mogelijk om preventieve actieste nemen zoals beschreven in sectie 2: De Galvanische Reeksen in zeewater bij 10 C [11]Figuur 3: Situaties waarbij galva-nische corrosie niet kanvoorkomenR O E S T V A S T S T A A L I N C O N T A C T M E T A N D E R E M E T A L E N5 Figuur 4: Invloed van de weerstandvan de elektrolyt op pola-risatie van de Weerstand van de elektrolytHet gevaar op galvanische corrosie ver-mindert met een toenemende weerstand vande elektrolyt.

10 Dit is omdat het bereik van degalvanische stroom is verminderd en de ver-andering van potentiaal aan de anode geli-miteerd is, zoals ge llustreerd in Figuur van de potentiaal aan de opper-vlakte identificeert, in geval van een ge so-leerde anode, de plaats van de respectieve-lijke potentialen van de kathode en anode,onafhankelijk van elkaar. In de overgangs-zone, wordt er een duidelijke potentiaal-sprong waargenomen. Als er een elektrischgeleidende verbinding tussen kathode enanode bestaat, dan wordt een kleine polari-satie van de anode naar hogere waardenwaargenomen bij elektrolyten met een hogeweerstand (zoals gecondenseerd water). Alsde elektrolyt een lage weerstand heeft (zee-water), dan wordt er een zeer sterke polari-satie gemeten. Hoe hoger de polarisatie, hoeAnodeAnodeAnodeAnode3 Relevante factoren en voorbeeldenVolgens de wet van Faraday zijn elektro-chemische corrosieprocessen gerelateerdmet transfer van ladingen het vloeien vanstromen.