2. září 2022

Galvanická koroze

Co si vlastně představit pod pojmem koroze? Koroze je přirozený a samovolný proces, kdy materiály reagují se svým okolím. Chtějí dosáhnout své původní stabilní formy. Dochází tak k narušení materiálu a jeho postupné degradaci.

Korozi kovů můžeme z hlediska typů procesů rozdělit na dva typy, a to chemickou a elektrochemickou.

Chemická koroze

Cílem každého materiálu je dosáhnout své nestabilnější formy. Proto často dochází k reakcím kovů s okolím. Kov v čisté formě často není příliš stabilní, a tak dochází ke vzniku oxidů kovů na povrchu těchto materiálů. Koroze může prostoupit do hloubky, a pak se setkáváme se závažnými problémy. Jako příklad si můžeme uvést železné konstrukce, kdy železo s oblibou koroduje za vzniku oxidů železa.

Elektrochemická koroze

Zatímco u chemické koroze dochází k reakci s prostředím, u elektrochemické koroze dochází k proudění elektronů. Změny tedy vznikají v souvislosti s přenosem elektrického náboje. K elektrochemické korozi dochází mezi kovy s rozdílným elektrochemickým potenciálem. Zároveň je potřeba určitý elektrolyt, který umožní proudění elektronů mezi těmito kovy. Takovým elektrolytem bývá obyčejná voda, někdy i kondenzovaná vlhkost. S touto korozí se tedy setkáváme zejména tam, kde je v interiéru vysoká vzdušná vlhkost anebo ve venkovním prostředí. Pro pochopení elektrochemické koroze je nejdříve třeba znát Beketovovu řadu kovů. Tento vědec seřadil kovy podle jejich elektrodového potenciálu vztaženého ke standardní vodíkové elektrodě. Kovy jsou seřazeny podle stoupajících hodnot standardních elektrodových potenciálů. Podle polohy prvku lze zjistit, jak je prvek reaktivní.

Níže vidíme graf zobrazující elektrodové potenciály vybraných prvků.

Kovy ležící vlevo od vodíku se nazývají neušlechtilé. Čím více kov leží nalevo, tím více je reaktivní a snadněji se oxiduje. Redukční schopnosti prvků klesají v řadě směrem zleva doprava. Kovy, které se nachází napravo od vodíku, se nazývají ušlechtilé. Každý kov může být redukován libovolným kovem, který leží v elektrochemické řadě napětí kovů více nalevo. Další potřebnou znalostí je princip galvanického článku. Galvanický článek sestává ze dvou elektrod a elektrolytu, který je potřebný k přenosu elektronů. Vlivem rozdílného elektrodového potenciálu různých kovů dochází k přenosu elektronů z méně ušlechtilého kovu na více ušlechtilý kov. Tento děj je samovolný.

A nyní si můžeme pro lepší představu uvést příklad z praxe. Kombinace různých materiálů bývá často využití nerezových šroubů či spojů na hliníkových dílech. Tyto kovy nemusí být nutně v bezprostřední blízkosti. Stačí, když mezi nimi proudí elektrolyt a nejsou nijak izolované. Jelikož je hliník méně ušlechtilý, dochází k jeho oxidaci. Ocel se v tomto případě stane katodou, bude se rozpouštět. Elektrony z tohoto kovu poputují směrem k anodě, kterou bude v tomto případě hliník. U anody dochází ke zrychlení procesu koroze, zatímco katoda je naopak proti korozi chráněna. Toto je však pouze jeden z příkladů. Dále můžeme zmínit na příklad topné sestavy, kde se často nevhodně kombinuje železo a měď.

 

Test galvanizace - předVýsledek testu koroze galavnizace

A jak se tedy galvanické korozi bránit?

Jednoduše – zabráníme vzniku galvanického článku.

  • Velmi důležitý je výběr materiálů celé konstrukce. Je třeba používat kovy se stejným korozním potenciálem
  • Pokud to není možné, je vhodné volit co nejmenší katodu. Katodický povrch tak bude malý a nebude k němu z anody proudit mnoho elektronů. Často tak ke vzniku galvanického článku ani nedojde.
  • Další možností je různé materiály od sebe izolovat např. nátěrem. Důležité je však dohlédnout na to, aby nedošlo ke vzniku jakýchkoliv štěrbin, rýh či záhybů, kde by elektrolyt mohl stékat z jednoho materiálu na druhý. Vlivů na tento jev má samozřejmě mnoho činitelů a nelze je všechny vyjmenovat.

Kontakty

Chtěli byste vědět více o galvanické korozi?

Ing. Kateřina Machalíková

Ing. Kateřina Machalíková

zástupce vedoucí laboratoře

+420 730 800 814machalikova@itsbrno.cz