Opferanode
Eine Opferanode ist ein Stück unedles Metall, das zum Korrosionsschutz von Funktionsteilen aus anderen Metallen (speziell Eisen, Stahl - auch in Stahlbeton - und Messing) verwendet wird. Es wird somit gezielt gegen Kontaktkorrosion eingesetzt.
Prinzip
Kommen Bauteile aus Eisen oder Stahl mit Wasser, feuchter Luft oder einem anderen Elektrolyt in Kontakt, so greift z. B. der im Wasser gelöste Sauerstoff das Metall an (Oxidation), es bildet sich eine galvanische Zelle. Dabei werden dem Metall Elektronen entzogen und die positiv geladenen Ionen gehen in die Lösung über, das Metall korrodiert. Um dies zu verhindern, wird der kathodische Korrosionsschutz mit Opferanoden oder Fremdstromanoden eingesetzt. Voraussetzung dafür, dass eine Opferanode ihren Zweck erfüllt ist, dass sie in der Spannungsreihe negativer (z. B. Magnesium) als das zu schützende Metall (z. B. Eisen) ist.
Wirkungsweise
Das zu schützende Metall wird mit der Opferanode leitend verbunden. Es entsteht ein Primärelement, bei dem das zu schützende Metall als Kathode und das unedlere Metall als Anode fungiert. Dabei fließt ein Strom in Richtung des zu schützenden Metalls. Statt diesem gibt jetzt das unedlere Opferanoden-Metall seine Elektronen an den Sauerstoff ab, wird oxidiert und geht in Lösung. Das Wasser ist in diesem Lokalelement der Elektrolyt, der den Transport der geladenen Teilchen ermöglicht und so den Stromkreis schließt. Die Opferanode wird mit der Zeit verbraucht und muss erneuert werden, damit der Korrosionsschutz erhalten bleibt.
Anwendungen
Häufig angewendet wird dies zum Schutz von Schiffspropellern aus Aluminiumbronze, hier insbesondere bei Schiffen, die im aggressiveren Salzwasser fahren. Als Opferanode werden Blöcke aus Zink in der erforderlichen Größe und Anzahl rings um die Schraube herum auf dem Schiffsrumpf aufgeschraubt oder aufgenietet. Vielfach werden dazu bereits auf der Werft besondere Halterungen angebracht. Zusätzliche Opferanoden zum Schutz des stählernen Rumpfes können in geringerer Zahl angebracht werden.
Eine weitere häufige Anwendung ist der Korrosionsschutz bei verzinkten Boilern und emaillierten Warmwasserspeichern mit aus Stahl gefertigten Grundkörpern. Der Zinküberzug des Kessels löst sich ohne Opferanode mit der Zeit im Wasser auf. Auch bei emaillierten Kesseln sind Opferanoden erforderlich, da es bis zum heutigen Tag kein Verfahren gibt, welches eine dauerhaft zu 100 % fehlerfreie Innenemaillierung eines Kessels gewährleisten kann. Um eine nachfolgende Durchrostung des Warmwasserspeichers zu vermeiden, wird eine Opferanode aus Magnesium an der Behälterinnenwand angeschraubt bzw. eingeführt und nachfolgend dichtend eingeschraubt. Dafür werden Stab- oder Kettenanoden verwendet. Letztere kommen zum Einsatz, wenn die konstruktiven Gegebenheiten (Bauhöhe oberhalb der Einführöffnung) für das Einführen einer Stabanode nicht ausreicht. Die in Lösung gehenden Magnesium-Ionen sind als gesundheitlich unbedenklich einzustufen, auch wenn das Wasser zur Speisenzubereitung verwendet wird. Opferanoden sollten je nach Anwendung und örtlichen Gegebenheiten jährlich bis 2-jährlich auf Verschleiß (Abnahme der Materialstärke) untersucht werden, um sie nötigenfalls auszutauschen.
Eine wartungsfreie Variante sind Fremdstromanoden, die mit einer Gleichstromquelle verbunden werden und permanenten Korrosionsschutz bieten.
Wichtig für die Kostenminimierung ist, dass korrosionsgefährdete Teile, allgemein verschleissende Teile, einfach ausgewechselt werden können.
Literatur
- Walter von Baeckmann, Wilhelm Schwenk: Handbuch des kathodischen Korrosionsschutzes. 4. Aufl. Wiley-VCH, Weinheim 1999, ISBN 3-527-29586-0.
Siehe auch
Weblinks
Wiktionary: Opferanode – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen- Rostschutz vom Meeresgrund – Statt Opferanoden könnte in Zukunft der Sand auf dem Ozeanboden Schiffe vor Korrosion schützen
- Experiment zum Korrosionsschutz durch Opferanode der Uni Ulm 1998