• Katodischer Korrosionsschutz

Bei dieser wichtigen Variante des Korrosionsschutzes wird versucht, durch entsprechende MaBnahmen eine Kompensation des zwischen den katodischen und anodischen Bereichen der Metalloberflache flieBenden Korrosionsstroms zu erreichen. Man erzeugt einen Schutzstrom (Gleichstrom), der dem Korrosionsstrom entgegengerichtet ist und dessen Starke mindestens der des Korrosionsstroms entspricht. Ziel ist ein Potentialausgleich auf der gesamten Werkstoffoberflache, so dass ein Ubertritt von positiven Metallionen in die Elektrolytlosung nicht mehr moglich ist. Eine Kompensation des anodischen, die Metall – auflosung bewirkenden Korrosionsstroms kann entweder durch geeignete galvanische Anoden oder durch einen Fremdstrom erreicht werden. Auf diese Weise wird die Korro – sion durch einen aktiven Eingriff elektrochemischer Art gestoppt. Katodischer Korrosi­onsschutz kommt iiberall dort zur Anwendung, wo Eisen(Stahl)-Konstruktionen groBfla – chig in Kontakt mit Elektrolytlosungen stehen, wie z. B. bei Rohrleitungen, Lagerbehaltem oder Kabeln im Erdboden sowie bei Stahlkonstruktionen im Meerwasser.

Eine erste Moglichkeit zur Erzeugung eines Korrosionsschutzstroms ergibt sich aus der Tatsache, dass bei der elektrochemischen Korrosion das korrodierende, anodisch in Losung gehende Metall stets das unedlere ist. Man schaltet das zu schUtzende Metall (meist Eisen) als Katode eines galvanischen Elements und verbindet es leitend mit einem unedleren Me­tall als Anode (Abb. 8.10a). Die vorhandene Bodenfeuchtigkeit reicht als erforderliche Elektrolytlosung vollkommen aus. Das unedlere Metall korrodiert, d. h. es wird ,,geopfert“ (Opferanode, Aktivanode). Die Elektronen flieBen zum Eisen (Schutzstrom) und kom – pensieren den Korrosionsstrom auf der Eisenoberflache. Die Bildung von Fe2+-Ionen wird unterdriickt und das zu schutzende Objekt (Katode) vor der Zerstorung bewahrt. Als Mate­
rial fur Aktivanoden, die in speziellen Bettungsmassen verlegt werden, eignet sich im Prin – zip jedes Metall, wenn es nur unedler als das zu schiitzende ist. In der Praxis verwendet man meist Mg und Mg-Legierungen, in geringerem MaBe auch Zn und Al.

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Da die Starke des benotigten Schutzstroms nicht nur von der Potentialdifferenz zwischen eingesetzter Anode und dem Schutzobjekt, sondem auch vom spezifischen Widerstand der umgebenden Elektrolytlosung (Erdboden) abhangt, stellt der Korrosionsschutz mittels Op – feranode naturgemaB eine sehr unflexible Methode dar. Bei dieser Art des Korrosions – schutzes ist es nicht moglich, auf stetig sich verandemde Parameter des Elektrolyten zu reagieren. Korrosionsschutz mittels Opferanode ist noch haufig bei Tankanlagen anzutref- fen.

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Den gleichen Effekt wie mit einer Opferanode kann man durch den Einsatz eines Fremd – stroms erreichen. In diesem Fall wird der notwendige Korrosionsschutzstrom durch eine Gleichspannungsquelle (meist ein mit Wechselstrom gespeister Gleichrichter) von auBen geliefert. Die dazu notwendigen Hilfselektroden (Anoden) bestehen aus Siliciumeisen, Graphit oder Magnetit und sind in einiger Entfemung vom zu schutzenden Objekt in einer Koksbettung positioniert. Verbindet man den positiven Pol der Gleichspannungsquelle mit der Hilfselektrode und den Minuspol mit dem zu schutzenden Objekt, so flieBt ein Strom

von der Hilfselektrode durch den Elektrolyten zur Katode, z. B. zu einer Rohrleitung (Abb. 8.10b).

Der katodische Korrosionsschutz mit Fremdstrom gehort heute zum Stand der Technik und ist fur Gashochdruck – und Olleitungen vorgeschrieben. Auch fur den Schutz von Tankbe – haltem und ganzer Industrieanlagen gewinnt er zunehmend an Bedeutung. Die besondere Attraktivitat dieser Variante besteht darin, dass tiber potentialregelnde Gleichrichter stan – dig Korrekturen des Einspeisepotentials moglich sind, die sich etwa aus jahreszeitlich be – dingten Anderungen der Leitfahigkeit des Elektrolyten ergeben. In der Schifffahrt wurden jahrzehntelang Al – und Zn-Opferanoden fur den Korrosionsschutz der Schiffsriimpfe ein – gesetzt. Heute riisten die Werften ihre Schiffe tiberwiegend mit Fremdstromanlagen aus. Die GrUnde wurden im Prinzip bereits genannt. Der Schutzstrom kann effektiver unter – schiedlichen Schiffsgeschwindigkeiten, unterschiedlichen Temperaturen und einem sich haufig andemden spezifischen Widerstand des Meerwassers angepasst werden.