Opferanode

Opferanode an einem Schiffskörper

Eine Opferanode ist ein Stück unedles Metall, das zum Korrosionsschutz von Funktionsteilen aus anderen Metallen (speziell Eisen und Stahl, aber auch Stahlbeton und Messing) verwendet wird. Es wird somit gezielt 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 für die Funktion der Opferanode ist ein Metall, das in der Spannungsreihe negativer als 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 Zahl rings um die Schraube herum auf dem Schiffsrumpf aufgeschraubt oder aufgenietet. Vielfach sind dazu bereits auf der Werft besondere Halterungen angebracht worden. Zusätzliche Opferanoden zum Schutz des stählernen Rumpfes können in geringerer Zahl angebracht werden.

verbrauchte Magnesiumanode aus einem Warmwasserspeicher

Eine weitere häufige Anwendung ist der Korrosionsschutz bei verzinkten Boilern und anderen Warmwasserspeichern mit aus Stahl gefertigten Grundkörpern. Der Zinküberzug des Kessels löst sich ohne Opferanode mit der Zeit im Wasser auf. Um eine nachfolgende Durchrostung der Warmwasser-Speicher zu vermeiden, wird eine Opferanode aus Magnesium an der Behälterwand angeschraubt. Es werden Stab- und Kettenanoden unterschieden. Kettenanoden kommen zum Einsatz, wenn die Zimmerdeckenhöhe für das Einführen einer Stabanode nicht ausreicht.

Eine wartungsfreie Variante sind Fremdstromanoden, die mit einer Gleichstromquelle verbunden werden und permanenten Korrosionsschutz bieten.

Geschichtliches

Schon im Altertum wurde beobachtet, dass Eisennägel, mit denen Kupferplatten an Schiffsrümpfen befestigt wurden, sich nach geraumer Zeit auflösten. Kupfernägel hingegen blieben bestehen.

Literatur

• W. v. Baeckmann u. W. Schwenk: Handbuch des kathodischen Korrosionsschutzes (1999)

Siehe auch

• Rost

Weblinks

• 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