Spezielle Korrision an Schiffen durch Kavitation und galvanischem Element

[Captain Hans]

Bei Schiffen entstehen zwei spezielle Korrisons(Errosions)probleme

1.   Durch Kavitation (drehende Schraube im Wasser)

2.   Durch das galvanische Element (Schiff – Seewasser –Schraube)

Zu 1: Kavitation

Kavitation (Hohlraumbildung) tritt auf, wenn der Druck p des strömenden Wassers örtlich bis zu einem kritischen Wert absinkt. Dieser kritische Druck ist der Dampfdruck. Er ist eine konstante Größe, abhängig von den Eigenschaften des Wassers, wie z.B. die Temperatur oder Salzgehalt. Kavitationserscheinungen sind an einem fahrenden Schiff durchaus möglich. Kavitationsbedingte Erosion kann an Propellern und Rudern erhebliche Schäden hervorrufen. Weitere Probleme sind Schwingungen im Hinterschiffsbereich und Geräusche, die durch Kavitation hervorgerufen werden. Deshalb ist in der Schiffbauforschung u.a. ein Arbeitsschwerpunkt die Kavitationsvermeidung bzw. –minimierung an Schiffen. Sie SVA Potsdam betreibt industrienahe Forschung für die Schiffbauindustrie. Das bedeutet dass ganz konkrete Objekte (Schiffe, Propeller usw.) im Modell und mit numerischer Simulation untersucht oder entwickelt werden.

Erklärung von Kavitation am Propeller:

http://www.smc-hamburg.de/bullauge/vortrag/pdf/vort102b.pdf

Da die Kavitation schwere Schäden an Ruder und Schraube verursachen können, sind hierfür sehr komplizierte Versuche und Entwicklungen nötig
Der mir bekannteste Kavitationsschaden ist die Jungfernreise des Passagierdampfers "Isle de France", die durch Kavitationsfehlberechnung bei Ankunft
in New York nur noch total zerstörte Schrauben besaß.

Abhandlung der Schiffsbauversuchsanstalt Potsdam zur Kavitation und Entwicklung effektiver Ruder zur Vermeidung von Kavitationsproblemen

http://www.sva-potsdam.de/portrait/publications/archiv/Schiffbautag-MV-2005.pdf

Zu 2: Das galvanische Element am Schiff

Bei Schiffen muß noch auf ein weiteres  Korrisonsproblem hingewiesen werden:

Besteht z. B.: bei Schiffen die Schraube aus Messing oder Bronze und der Rumpf aus Stahl, entsteht bei Verletzung des Farbanstrichs ein galvanisches Element, das im Prinzip aus einer Bronze(Messing) und einer Stahlelektrode besteht (Batterieprinzip), die in einem NaCI-Elektrolyten (Seewasser) getaucht sind.
(Das weichere Metall löst sich auf)
Um dieses zu vermeiden verwendet man bei Schiffen den kathodische Korrisionsschutz.
Dazu werden am Schiffrumpf unter der Wasserlinie in regelmäßigen Abständen Anoden angebracht.
Die Anoden bestehen aus Zink oder Magnesium.
Diese Hilfsanoden lösen sich, anstatt des Propellers langsam auf, weshalb man sie auch als Opferanoden bezeichnet.

Funktionsweise von Opferanoden bei Schiffen

http://de.wikipedia.org/wiki/Opferanode#Detailliertere_Funktionsweise_am_Beispiel_einer_Zinkanode_eines_seegehenden_Bootes.2FSchiffes

Opferanoden im Modellbau

http://www.modellbau-wiki.de/wiki/Opferanode

Bei Schiffen aus Aluminium können normale Zinkanoden nicht verwendet werden,
da Aluminium weicher ist als Zink, es würde sich also der Schiffsrumpf auflösen.
Hierfür müssen spezielle Alluminium und Magnesiumlegierungen verwendet werden.
Selbst für Brack- und Süßwasser müssen spezielle Anoden angebracht werden

http://www.toplicht.de/list/l76/l507

[Woelfchen]

Welches Material sich durch Korresion auflöst hat nichts mit der Härte des Materials zu tun. Es löst sich immer das unedlere Material auf.

Die Elektrochemische Spannungsreihe findet sich hier:
klick mich

Dieser Vorgang ist übrigens nicht nur bei Schiffen interessant, sondern auch bei Wasserleitungen. Wer Beispielsweise ein Stahl und ein Kupferrohr miteinander verbindet wird bestimmt mal sein "blaues wunder" erleben.

Gruß Johannes

[Commander3]

Johannes ich wollte nich den jungen "Klugscheisser" spielen Da hat es jemand dankbarerweise für mich übernommen 

[Peter K.]

Opferanoden werden oft auch einfach nur "Zinkmäuse" genannt ...

[Captain Hans]

@Woelfchen

absolut richtig und ganz genau