Als verschillende edelmetalen in nauw contact met elkaar staan, kan contactcorrosie optreden. Dit is bijvoorbeeld vaak het geval wanneer een gegalvaniseerde staalplaat aan een roestvrijstalen schroef wordt geschroefd. In dit geval raken twee edelmetalen elkaar direct, wat corrosie kan veroorzaken. In dit proces is het edelere metaal verantwoordelijk voor roest. Contactcorrosie is merkbaar door roest en wordt altijd veroorzaakt door een corrosief medium, zoals water of normale vochtigheid. Als het corrosieve medium zich tussen de twee metalen bevindt, wordt contactcorrosie veroorzaakt. Het corrosieve medium reageert als een elektrolytische geleider en bevordert de vorming van roest.
Een speciaal geval van contactcorrosie is selectieve corrosie. In dit geval zijn het niet twee edelmetalen die met elkaar reageren, maar twee metalen van één en dezelfde legering. Selectieve corrosie komt relatief vaak voor bij koper en zink. Als een elektrolytische geleider zoals water of vochtigheid wordt toegevoegd, wordt contactcorrosie veroorzaakt in de corrosiestructuur. Dit kan de mechanische eigenschappen van het werkstuk zodanig beïnvloeden dat er breuken optreden.
Hoe contactcorrosie te voorkomen?
Om contactcorrosie effectief te voorkomen, is het eerst noodzakelijk om te controleren wat de oorzaak is. De belangrijkste triggerfactor is de ruimtelijke nabijheid van twee metalen met potentiaalverschil. Als een elektrolytische geleider zoals vochtige lucht wordt toegevoegd, kan dit contactcorrosie bevorderen. Als twee edelmetalen geen corrosieremmende laag vormen, bevordert dit ook contactcorrosie. Als een van deze factoren wordt geëlimineerd, kan contactcorrosie effectief worden vermeden.
In de praktijk is het daarom noodzakelijk om metalen zodanig te selecteren dat ze slechts een iets ander intrinsiek potentieel hebben. Als twee metalen met een relatief vergelijkbare intrinsieke potentiaal naast elkaar liggen, treedt contactcorrosie zelden op. Bovendien moet ervoor worden gezorgd dat de elektrische geleidbaarheid van het elektrolyt laag blijft. Als verschillende metalen worden gebruikt, is het zinvol om geschikte tussenlagen te installeren.
Een andere tactiek die kan worden gebruikt om contactcorrosie relatief goed te voorkomen, is om in de eerste plaats geen verschillende soorten metalen of legeringen te combineren. Dit is echter moeilijk, vooral wanneer er bouten en moeren bij betrokken zijn. Schroefverbindingen vormen een bijzonder probleem omdat ze heel vaak contactcorrosie veroorzaken. Schroeven en moeren zijn vaak gemaakt van een ander soort metaal dan de platen die met hun hulp aan elkaar worden geschroefd. Bovendien kan spleetcorrosie optreden bij de opening tussen de schroef en het metaal. De materiaalkeuze in een dergelijk geval is relatief ingewikkeld en moet met grote zorg worden gedaan om contactcorrosie te voorkomen. Spleetcorrosie kan relatief eenvoudig worden vermeden door de schroefverbindingen af te dichten. Een dergelijke afdichting biedt echter geen bescherming tegen contactcorrosie. Hier is het belangrijk om de factoren die aan het begin worden genoemd en die contactcorrosie bevorderen, te elimineren.
Onder welke omstandigheden is corrosie sterker of zwakker?
De bevochtigingstijd van de oppervlakken en de mate van verontreiniging van de lucht kunnen aanzienlijk bijdragen aan het feit dat de corrosie sterker of zwakker is. Dit is vooral het geval bij stalen componenten die permanent worden blootgesteld aan omgevingslucht. De omgevingslucht is dan het aanvalsmedium of het corrosieve middel dat contactcorrosie bevordert. Andere vaste, vloeibare en gasvormige stoffen in de omgeving kunnen ook contactcorrosie beïnvloeden en chemische, elektrochemische of metaalfysische corrosie veroorzaken. Als de luchtvochtigheid vrij laag is, verloopt de contactcorrosie vrij langzaam – dit is bijvoorbeeld het geval met stalen componenten van ijzer en zink. Hetzelfde geldt als er gasvormige of vaste onzuiverheden aanwezig zijn. Hoe hoger de luchtvochtigheid en hoe meer gasvormige en vaste onzuiverheden er in de omgevingslucht aanwezig zijn, hoe sneller de contactcorrosie vordert. Roestvorming verschijnt dan veel sneller.
Welke invloed heeft het potentiaalverschil op contactcorrosie?
Afhankelijk van welke metaalcombinaties aanwezig zijn, is er sprake van een sterkere of zwakkere metaalcorrosie. Als staal ongelegeerd is of slechts een lage legering heeft,leidt tot volledige oppervlaktecorrosie bij contact met een ander type metaal. Roestvrij staal en legeringen hebben meer kans om te worden beïnvloed door selectieve gelokaliseerde corrosie. In ieder geval zijn de elektrische potentialen van de metalen verantwoordelijk voor contactcorrosie. Elke legering en elk type metaal heeft een dergelijke elektrische potentiaal, die varieert afhankelijk van de legeringscomponent. In het geval van zuivere metalen is het gemakkelijker om ze in te delen in zogenaamde spanningsbreedtes. Op basis van de spanningsbreedtes is het mogelijk om te zien welke combinaties gevoelig zijn voor contactcorrosie. In dit geval, hoe groter het metaal, hoe groter de spanningsbereiken, zijn bijzonder hoog. Zeer onedele metalen hebben een vrij laag potentieel. Bijvoorbeeld, terwijl het potentieel van magnesium -2 V is, is zilver +0,8 V en goud zelfs 1,5 V. Het potentieel van legeringen van verschillende metalen ligt tussen die van zuivere metalen.
Als twee verschillende metalen naast elkaar liggen, resulteert dit in een zogenaamd potentiaalverschil. Hoe hoger dit is, hoe groter het risico op contactcorrosie. Voor dit doel is een elektrolytische geleider zoals water of omgevingslucht met een hoge luchtvochtigheid bijzonder voordelig, omdat dan een galvanische cel wordt gevormd. De galvanische cel werkt als een kleine batterij vanwege het potentiaalverschil en de elektrolytische geleider.
Welke metaalcombinaties bevorderen in het bijzonder contactcorrosie?
Als verschillende metalen met een hoog potentiaalverschil worden gecombineerd, is het risico op contactcorrosie zeer hoog. Als de schroef is gemaakt van gegalvaniseerd staal en de component is gemaakt van roestvrij staal, een combinatie van messing en staal, koper en staal, of nikkel en staal, treedt intensieve contactcorrosie op. Als de stalen schroef vernikkeld is, treedt intensieve contactcorrosie op in gegalvaniseerde stalen componenten en zuiver stalen componenten. In het geval van met koper beklede stalen schroeven en gegalvaniseerde en zuiver stalen componenten, evenals componenten gemaakt van aluminium, is er ook sterke contactcorrosie. Aluminium schroeven bevorderen een contactreactie, vooral wanneer componenten gemaakt van een combinatie van nikkel en staal, koper en staal en roestvrij staal worden gebruikt.
Foto: Sabine Bischoff / stock.adobe.com