Что такое гальваническая коррозия?

Более 200 лет назад британский военно-морской фрегат Тревога потерял медный лист из-за быстрой коррозии железных гвоздей, используемых для крепления меди к корпусу. Эта быстрая коррозия произошла из-за химического процесса, называемого гальванической коррозией.

Гальваническая коррозия может произойти только тогда, когда два электрохимически разных металла близки друг к другу, а также погружены в электролитическую жидкость (например, соленую воду).

Когда это происходит, металлы и электролит создают гальваническую ячейку. Клетка вызывает коррозию одного металла за счет другого.

В случае Тревоги железо было корродировано за счет меди. Всего через два года после прикрепления медных листов железные гвозди, которые использовались для удержания меди на нижней стороне корабля, уже были сильно подвержены коррозии, что привело к падению медных листов.

Как работает гальваническая коррозия

Металлы и металлические сплавы имеют разные электродные потенциалы. Потенциалы электродов являются относительной мерой склонности металла к активному действию в данном электролите. Чем более активным или менее благородным является металл, тем вероятнее, что он образует анод (положительно заряженный электрод) в электролитической среде. Менее активным или более благородным является металл, тем более вероятно, что он образует катод (отрицательно заряженный электрод) в той же среде.

Электролит действует как канал для ионной миграции, перемещая ионы металлов от анода к катоду. Анодный металл в результате корродирует быстрее, чем в противном случае, в то время как катодный металл корродирует более медленно и в некоторых случаях может вообще не корродировать.

В случае Тревога металл более благородства (медь) действовал как катод, в то время как меньшее благородное железо действовало как анод.

Ионы железа были потеряны за счет меди, что в конечном итоге привело к быстрому износу ногтей.

Как защитить от гальванической коррозии

В соответствии с нашим современным пониманием гальванической коррозии, с металлическими судами теперь установлены «жертвенные аноды», которые не играют никакой прямой роли в работе корабля, но служат для защиты конструкционных компонентов судна. Жесткие аноды часто изготавливаются из цинка и магния, металлов с очень низким потенциалом электродов. По мере того, как жертвенные аноды корродируют и ухудшаются, их необходимо заменить.

Чтобы понять, каким металлом станет анод и который будет действовать как катод в электролитических средах, мы должны понимать благородство металлов или потенциал электродов. Это обычно измеряется относительно стандартного электрода Каломеля (S.C.E.).

Список металлов, расположенных в соответствии с потенциалом электродов (благородство) в проточной морской воде, можно увидеть в таблице ниже.

Следует также отметить, что гальваническая коррозия происходит не только в воде. Гальванические клетки могут образовываться в любом электролите, включая влажный воздух или почву, и в химических средах.

Гальваническая серия в проточной морской воде

Устойчивый государственный электрод	Потенциал материала, вольт (насыщенная каломельная полуцелла)
Графит	+0. 25
Платина	+0. 15
Цирконий	-0. 04
Нержавеющая сталь типа 316 (пассивная)	-0. 05
Нержавеющая сталь типа 304 (пассивная)	-0. 08
Монель 400	-0. 08
Хастеллой C	-0. 08
Titanium	-0. 1
Серебро	-0. 13
Нержавеющая сталь типа 410 (пассивная)	-0. 15
Тип 316 Нержавеющая сталь (активная)	-0. 18
Никель	-0. 2
Нержавеющая сталь типа 430 (пассивная)	-0. 22
Медный сплав 715 (70-30 Cupro-Nickel)	-0. 25
Медный сплав 706 (90-10 Cupro-Nickel)	-0. 28
Медный сплав 443 (Адмиралтейская латунь)	-0. 29
G Бронза	-0. 31
Медный сплав 687 (Алюминиевая латунь)	-0. 32
Медь	-0. 36
Сплав 464 (Военно-рулонная латунь)	-0. 4
Нержавеющая сталь типа 410 (активная)	-0. 52
Нержавеющая сталь типа 304 (активная)	-0. 53
Нержавеющая сталь типа 430 (активная)	-0. 57
Углеродистая сталь	-0. 61
Чугун	-0. 61
Алюминий 3003-Н	-0. 79
Цинк	-1. 03

Источник: Руководство ASM, Vol. 13, Коррозия титана и титановых сплавов, с. 675.