ガルバニック腐食

ガルバニック腐食は、よく理解されている化学プロセスです

200年以上前、英国の海軍フリゲート警報器は、銅を船体に固定するために使用された鉄の釘の急速な腐食のために銅のシートを失った。 この急速な腐食は、ガルバニック腐食と呼ばれる化学的プロセスのために生じました。

ガルバニック腐食は、2つの電気化学的に異なる金属が互いに接近しており、電解液(例えば塩水)中に沈んでいる場合にのみ生じ得る。

これが起こると、金属と電解質がガルバニ電池を作ります。 セルは、一方の金属を腐食させる効果を有し、他方の金属を腐食する。

警報の場合、鉄は銅を犠牲にして腐食された。 銅シートを取り付けたわずか2年後に、銅を船底に保持するために使用されていた鉄の釘は、すでに激しく腐食され、銅シートが落下していた。

ガルバニック腐食の仕組み

金属および金属合金はすべて、異なる電極電位を有する。 電極電位は、所与の電解質中で活性化される金属の傾向の相対的尺度である。 より活性であるか、またはより貴なものではないが、金属は、電解環境において陽極(正に帯電した電極)を形成する可能性が高い。 活性が低い、または貴金属が多いほど、同じ環境で陰極(負に帯電した電極)を形成する可能性が高くなる。

電解質は、イオン移動のための導管として作用し、金属イオンをアノードからカソードに移動させる。 その結果、アノード金属は、他の場合よりも迅速に腐食し、カソード金属はより緩慢に腐食し、場合によっては全く腐食しないことがある。

アラームの場合、貴金属(銅)の陰極は陰極として働き、貴金属は陽極として作用した。

鉄イオンは銅を犠牲にして失われ、最終的には爪が急速に劣化する。

ガルバニック腐食からの保護方法

ガルバニック腐食の現在の理解で、金属製の船は、船の操作に直接的な役割を果たすのではなく、船舶の構造部品を保護するために役立つ「犠牲アノード」を装備しています。 犠牲アノードは、しばしば、 亜鉛およびマグネシウム 、非常に低い電極電位を有する金属で作られる。 犠牲陽極は腐食し劣化するので、交換する必要があります。

どのような金属が陽極となり、電解環境で陰極として作用するのかを理解するためには、金属の貴金属または電極電位を理解しなければなりません。 これは、一般に、標準カロメル電極(Standard Calomel Electrode:SCE)に関して測定される。

流れる海水中の電極電位(貴族)に従って配置された金属のリストは、下の表に見ることができます。

ガルバニック腐食は水中で起こるだけではないことも指摘されるべきである。 ガルバーニ電池は、湿った空気または土壌、および化学的環境を含むあらゆる電解質中に形成することができる。

流れる海水中のガルバニックシリーズ

定常状態電極 材料電位、ボルト
(飽和カロメルハーフセル)
黒鉛 +0.25
白金 +0.15
ジルコニウム -0.04
タイプ316ステンレススチール(パッシブ) -0.05
タイプ304ステンレススチール (パッシブ) -0.08
モネル400 -0.08
ハステロイC -0.08
チタン -0.1
-0.13
タイプ410ステンレススチール(パッシブ) -0.15
タイプ316ステンレス (アクティブ) -0.18
ニッケル -0.2
タイプ430ステンレススチール(パッシブ) -0.22
銅合金715(70-30銅 - ニッケル) -0.25
銅合金706(90-10 Cupro-Nickel) -0.28
銅合金443(Admiralty Brass) -0.29
Gブロンズ -0.31
銅合金687(アルミニウムブラス) -0.32
-0.36
合金464(海軍圧延真鍮) -0.4
タイプ410ステンレス(アクティブ) -0.52
タイプ304ステンレススチール(アクティブ) -0.53
タイプ430ステンレス(アクティブ) -0.57
炭素鋼 -0.61
鋳鉄 -0.61
アルミニウム 3003-H -0.79
亜鉛 -1.03

出典:ASMハンドブック、Vol。 図13、チタンおよびチタン合金の腐食、 675。