Kathodischer Schutz: Was ist damit gemeint?

Erfahren Sie in diesem Ratgeber alles zum Thema: „Kathodischer Korrosionsschutz“: Was bedeutet er überhaupt? Wie funktioniert der Schutz? Warum korrodieren Metalle normalerweise? Welche Arten von kathodischem Korossionsschutz gibt es? Wir wünschen viel Spaß beim Lesen.

Korrosionsschäden bei einer Brücke aus Stahlbeton
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Korrosionsschäden bei einer Brücke aus Stahlbeton

Das erwartet Sie in diesem Beitrag

Was bedeutet kathodischer Korrosionsschutz?

Beim kathodischen Korrosionsschutz handelt es sich um Korrosionsschutz für metallische Gegenstände und Werkstoffe. Bei diesem Schutzverfahren werden elektrochemische Eigenschaften genutzt, um die gewünschte Schutzwirkung zu erreichen.

Diese besondere Art von Korrosionsschutz wird häufig bei metallischen Gegenständen angewendet, die hohem Korrosionspotenzial ausgesetzt sind. Dazu zählen beispielsweise Behälter, Kabel und Rohrleitungen, die sich entweder in einem feuchten bis nassen Gebiet oder sogar unter der Erde befinden.

Durch die hohe Feuchtigkeit und Nässe korrodieren diese Gegenstände viel schneller als in einem trockenen Gebiet. Besonders bei Behältern und Rohrleitungen soll damit auch vermieden werden, dass umweltschädliche Substanzen an die Umwelt gelangen.

Kathodischer Korrosionsschutz (kurz KKS) kann außerdem auch bei bereits korrodierten Gegenständen angewendet werden. Somit kann die Ausbreitung der Korrosion verhindert werden.

Wie funktioniert dieser Schutz?

Die Schutzwirkung kommt, wie bereits erwähnt, durch ein elektrochemisches Verfahren zustande. Bei diesem Verfahren fließt über den sogenannten Elektrolyten ein Gleichstrom auf den metallischen Gegenstand, der vor der Korrosion geschützt werden soll.

Unter einem Elektrolyten versteht man einen elektrischen Leiter, der in diesem Fall entweder das Erdreich oder das Wasser ist. Durch die Einwirkung des Stroms erfolgt an der Oberfläche des Metalls eine kathodische Polarisation. Diese Polarisation bewirkt, dass aus der Oberfläche keine Metallionen gelöst werden können.

Warum korrodieren Metalle normalerweise?

Unter normalen Bedingungen findet jegliche Art von Korrosion dadurch statt, dass Ladungstransporte vom Metall aus in Richtung des Elektrolyten stattfinden. Das bedeutet, dass eine elektrische Ladung in positiver Richtung von der Metallstruktur zum Elektrolyten hin austritt. Bei diesen Ladungstransporten werden die Metallionen aus der Oberfläche des Metalls gelöst.

Durch die Anwendung des kathodischen Korrosionsschutzes werden diese Ladungstransporte gekontert, indem Strom aus der entgegengesetzten Richtung, also vom Elektrolyten zum Metall, geleitet wird. Dadurch können sich die Metallionen nicht lösen und es findet keine Korrosion statt.

Welche Arten von kathodischem Korrosionsschutz gibt es?

Es gibt zwei Arten von kathodischem Korrosionsschutz:

  • Korrosionsschutz durch Aktivanoden 
  • Korrosionsschutz durch Fremdstromanoden

Nachfolgend stellen wir die beiden Schutzarten kurz vor.

Schutz durch Aktivanoden

Beim Schutz durch Aktivanoden wird ein elektrochemisch unedles Metall verwendet. Diese Aktivanode ist elektrisch leitend und dadurch mit dem zu schützenden Metall verbunden. Befinden sich beide in einer wässrigen oder feuchten Umgebung, schützt die Aktivanode die Kathode, also den zu schützenden metallischen Gegenstand, indem sie sich langsam auflöst.

Aus diesem Grund wird sie auch Opferanode genannt. Hierfür macht man sich das Prinzipakti der galvanischen Zelle zunutze. Dabei oxidiert die Opferanode und gibt Elektronen an die Kathode ab. Dadurch ist die Kathode zwar geschützt, aber die Opferanode löst sich langsam auf.

Typische Metalle, die als Opferanoden eingesetzt werden, sind beispielsweise Aluminium, Zink oder Magnesium. Aluminium ist dabei am haltbarsten. Aktivanoden werden häufig eingesetzt, um Bohrplattformen aus Eisen, unterirdische Rohrleitungen oder Tanklager zu schützen.

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Opferanode an einem Schiffsrumpf

Schutz durch Fremdstromanoden

Die zweite Art des kathodischen Korrosionsschutzes ist der Einsatz von Fremdstromanoden. Bei einer Fremdstromanode wird die Kathode durch eine externe Stromquelle geschützt. Anders als die Aktivanode löst die Fremdstromanode sich nicht auf und kann so lange genutzt werden, wie Strom vorhanden ist.

Die Anode ist mit einer Gleichstromquelle verbunden, von der ein geringer, aber gleichmäßiger Stromfluss ausgeht. Dadurch kommt es zu einem Überschuss an Elektronen, der wie bereits beschrieben dafür sorgt, dass sich die Metallionen nicht von der Oberfläche der Kathode lösen.

Diese Variante des Korrosionsschutzes wird häufig bei Warmwasserspeichern aus Metall genutzt. Diese bestehen meistens aus emailliertem Stahl, der durch die hohe Wassertemperatur und den darin enthaltenen Sauerstoff schnell anfangen kann zu korrodieren.

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