Elektriska potentialer hos metaller
Varje metall och legering har en specifik elektrisk potential. Det är olika beroende på legeringskomponenterna.
Rena metaller kan å andra sidan lätt ordnas i den så kallade spänningsserien. Mycket oädela metaller, såsom magnesium, har en mycket låg potential; ju mer ädel metall, desto högre är den inre spänningen. Några värden för att ge en översikt:
- Magnesium ca -2 V.
- Zink är cirka -1 V.
- Aluminium -1,5V
- Järn -0,5V
- Koppar +0,5 V.
- Silver +0,8 V.
- Guld + 1,5 V.
Legeringar gjorda av olika metaller har en potential som ligger mellan den hos de rena metallerna. Det måste bestämmas separat för varje legering. För stål, till exempel, finns det omfattande bord beroende på stålkvalitet.
Galvaniska celler
Om två olika metaller är bredvid varandra uppstår en potentialskillnad mellan metallerna. Om båda metallerna är anslutna via en elektrolytisk ledare (detta kan också vara vatten) skapas en så kallad galvanisk cell.
Potentialskillnaden och den elektrolytiska ledaren gör att den galvaniska cellen fungerar som ett litet batteri. Ju högre potentialskillnad och ju högre ledningsförmåga elektrolyten är, desto effektivare är batteriet. Du kan läsa något om den olika konduktiviteten hos regnvatten, saltvatten och kranvatten här.
Bildning av korrosion
Korrosion börjar när strömmen börjar strömma inuti den improviserade galvaniska cellen. I detta fall går metalljoner i lösning från en eller båda metallerna. Metallets ytskikt ändras av den elektriska verkan och korrosion kan uppstå.
Själva processen är komplex men liknar rostande järn. När den galvaniska cellen fortsätter att verka på metallytorna och andra oxidationsprocesser fortskrider korrosionen snabbt.
Selektiv korrosion
Selektiv korrosion är ett speciellt fall. Här reagerar metallerna i en legering inte med någon annan metall utan med sig själva, vilket är exempelvis fallet med koppar och zink i mässing. Reaktionen med en elektrolytisk ledare kan leda till kontaktkorrosion i korrosionsstrukturen.
Resultatet är vad som kallas intergranular eller transkristallin korrosion av arbetsstycket. Denna effekt måste beaktas under bearbetning och vidare bearbetning, eftersom korrosion mellan granulat kan förändra arbetsstyckets mekaniska egenskaper kraftigt och kan leda till sprickor.
Undvik kontaktkorrosion
Utlösande faktorer för kontaktkorrosion är:
- rumslig närhet av två metaller med en potentialskillnad
- Närvaro av en elektrolytisk ledare (detta kan också vara fuktig luft!)
- de två metallerna bildar inga korrosionshämmande täcklager
Om en av faktorerna elimineras kan kontaktkorrosion förhindras.
I praktiken betyder det att när man väljer materialet är det viktigt att se till att intilliggande olika metaller bara har en minimalt annorlunda inneboende potential. Vidare kan det säkerställas att elektrolytens elektriska ledningsförmåga är så minimal som möjligt.
Det är naturligtvis bäst att införliva lämpliga mellanlager vid användning av olika metaller, eller att konstruktivt undvika användning av olika typer av metall eller legeringar bredvid varandra. Men det kommer inte alltid att vara möjligt.
skruvar och muttrar
Skruvanslutningar representerar ett särskilt problem. Skruvar och muttrar av en annan typ av metall, med vilka metaller eller metallplåtar är fästa, kan också vara orsaken till kontaktkorrosion.
Dessutom måste risken för sprickkorrosion på grund av gapet mellan skruven och metallen beaktas.
I det här fallet finns det ofta problem med materialvalet. Tätningen av skruvförbindelser ger skydd mot sprickkorrosion, men ofta otillräckligt skydd mot kontaktkorrosion. I enskilda fall måste problemet övervägas och minimeras så långt som möjligt under konstruktionen.
tips och tricks
Var alltid uppmärksam på vilka metaller du använder sida vid sida eller tillsammans, och kontrollera alltid vilket material muttrarna och bultarna du använder är gjorda av.
