Galvanische corrosie bij schepen ontstaat wanneer twee verschillende metalen in contact staan met een elektrolyt, zoals zout water, en er een elektrisch potentiaalverschil tussen die metalen bestaat. Dit potentiaalverschil drijft een elektrische stroom aan die het minst edele metaal langzaam oplost. Voor scheepsrompen, schroeven en andere onderwatercomponenten kan dit proces ernstige structurele schade veroorzaken.

Het risico neemt sterk toe zodra een schip aan de wal ligt en verbonden is met het walnet, omdat daarmee een extra elektrisch pad ontstaat tussen het boordnet en de walaarde. In dit artikel beantwoorden we de meest gestelde vragen over galvanische corrosie bij schepen, van de oorzaken tot de meest effectieve beschermingsmaatregelen.

Hoe ontstaat galvanische corrosie bij schepen?

Galvanische corrosie bij schepen ontstaat wanneer twee metalen met een verschillend elektrochemisch potentiaal elektrisch met elkaar verbonden zijn en beide in contact staan met een geleidende vloeistof, zoals zout of brak water. Het edelere metaal fungeert als kathode en wordt beschermd, terwijl het minder edele metaal als anode fungeert en langzaam wegcorrodeert.

Bij een schip zijn er altijd meerdere metalen aanwezig: de stalen of aluminium romp, bronzen schroeven, koperen leidingen, roestvrijstalen bouten en zinken offeranodesystemen. Al deze metalen staan in contact met het omringende water, dat als elektrolyt werkt. Zodra er een elektrisch circuit ontstaat tussen twee metalen met een verschillend potentiaal, begint het corrosieproces. De snelheid waarmee dit gebeurt, hangt af van het potentiaalverschil tussen de metalen, de geleidbaarheid van het water en de grootte van het contactoppervlak.

In de praktijk ziet een scheepselektricien of scheepsbeheerder dit terug als putvorming in de romp, aangetaste schroefbladen of snel versleten offeranodesystemen. Het is een sluipend proces dat pas zichtbaar wordt als de schade al aanzienlijk is.

Welke metalen zijn het meest gevoelig voor galvanische corrosie?

De gevoeligheid van een metaal voor galvanische corrosie wordt bepaald door zijn positie in de galvanische reeks. Metalen met een laag elektrochemisch potentiaal, zoals zink, aluminium en magnesium, zijn het meest gevoelig en zullen als anode fungeren wanneer ze in contact komen met edelere metalen. Staal, koper, brons en roestvrij staal staan hoger in de reeks en worden relatief beschermd.

Voor schepen betekent dit concreet het volgende:

• Zink corrodeert het snelst en wordt daarom bewust als offeranode gebruikt om andere metalen te beschermen.
• Aluminium is bijzonder kwetsbaar wanneer het in contact staat met koper of brons, wat een probleem vormt bij aluminium rompen met bronzen schroeven.
• Staal corrodeert snel in combinatie met koper of roestvrij staal, maar langzamer dan zink of aluminium.
• Brons en koper zijn relatief edel en worden beschermd ten koste van de metalen om hen heen.
• Roestvrij staal gedraagt zich wisselend: in zuurstofrijke omstandigheden is het edel, maar in zuurstofarme omgevingen kan het juist snel corroderen.

Hoe groter het potentiaalverschil tussen twee metalen in de galvanische reeks, hoe agressiever de corrosie. Een combinatie van zink en koper is daardoor veel schadelijker dan een combinatie van staal en roestvrij staal.

Wat is het verschil tussen galvanische corrosie en elektrolytische corrosie?

Galvanische corrosie is een natuurlijk elektrochemisch proces dat optreedt door het potentiaalverschil tussen twee verschillende metalen in een elektrolyt, zonder externe stroombron. Elektrolytische corrosie wordt daarentegen veroorzaakt door een externe elektrische stroom die door het water of de scheepsromp loopt, afkomstig van een externe bron zoals het walnet of een nabijgelegen schip.

Het onderscheid is praktisch belangrijk, omdat de oorzaak de oplossing bepaalt:

• Galvanische corrosie pak je aan door de metalen elektrisch van elkaar te isoleren, offeranodesystemen te plaatsen of materialen met een vergelijkbaar potentiaal te kiezen.
• Elektrolytische corrosie vereist het wegnemen of blokkeren van de externe stroombron, bijvoorbeeld door galvanische scheiding van het walnet.

In de praktijk treden beide vormen vaak gelijktijdig op, wat de diagnose bemoeilijkt. Een scheepselektricien die alleen offeranodesystemen vervangt zonder de externe stroomoorzaak aan te pakken, zal merken dat de anodes ongewoon snel slijten. Dat is een sterke aanwijzing dat er ook elektrolytische corrosie in het spel is.

Waarom verergert walstroom het risico op galvanische corrosie?

Wanneer een schip via een walstroomaansluiting verbonden is met het landnet, ontstaat er een elektrisch pad tussen de boordaarde en de walaarde via de aardgeleider in de walstroomkabel. Als andere schepen in dezelfde haven ook op het walnet zijn aangesloten, kunnen er stromen gaan lopen tussen de verschillende scheepsrompen via het havenwater. Dit verergert galvanische corrosie aanzienlijk en kan ook elektrolytische corrosie veroorzaken.

Het probleem zit in de aardverbinding. De walaarde en de boordaarde bevinden zich op een verschillend elektrisch potentiaal, zeker in oudere haveninstallaties of bij lange walstroomkabels. Dit potentiaalverschil drijft een stroom aan die via de scheepsromp en het havenwater loopt. Metalen onderwatercomponenten worden daardoor blootgesteld aan een continue elektrische belasting die het corrosieproces sterk versnelt.

Scheepselektriciens en havenbeheerders herkennen dit probleem aan offeranodesystemen die binnen enkele weken volledig zijn weggevreten, terwijl ze normaal maanden meegaan. Ook putvorming in de romp op plaatsen die niet direct in contact staan met een ander metaal is een veelzeggende aanwijzing.

Hoe beschermt een scheidingstransformator tegen galvanische corrosie?

Een scheidingstransformator beschermt een schip tegen galvanische corrosie door het boordnet volledig galvanisch te isoleren van het walnet. De transformator heeft geen elektrische verbinding tussen de primaire en secundaire wikkeling, alleen een magnetische koppeling. Daardoor is er geen doorgaande aardgeleider meer tussen walaarde en boordaarde, en kan er geen corrosiestroom meer lopen via de scheepsromp en het havenwater.

In de praktijk werkt dit als volgt: de walstroomkabel wordt aangesloten op de primaire zijde van de scheidingstransformator. De secundaire zijde voedt het boordnet en heeft een eigen, zwevende aarde die niet verbonden is met de walaarde. Het potentiaalverschil tussen walaarde en boordaarde, de voornaamste aanjager van elektrolytische corrosie bij walstroomaansluitingen, bestaat daarmee niet meer.

Voor scheepsinstallaties is het essentieel dat de scheidingstransformator voldoet aan de relevante normen voor galvanische scheiding, zoals de NEN-EN-IEC 61558-norm. Een transformator die aan deze norm voldoet, garandeert dat de primaire en secundaire zijde volledig elektrisch gescheiden zijn. Wij ontwerpen en produceren scheidingstransformatoren op maat voor scheepsinstallaties, afgestemd op het juiste vermogen, de juiste spanning en de specifieke eisen van de toepassing.

Een bijkomend voordeel is dat een scheidingstransformator ook bescherming biedt bij de eerste isolatiefout in het boordnet. Omdat de secundaire zijde niet geaard is, vloeit er bij een enkelvoudige aardingsfout geen gevaarlijke stroom. Dit maakt de installatie veiliger voor mensen aan boord en vermindert tegelijkertijd het risico op corrosieschade.

Welke andere maatregelen verminderen galvanische corrosie bij schepen?

Naast een scheidingstransformator zijn er meerdere maatregelen die galvanische corrosie bij schepen effectief verminderen. De meest gebruikte combinatie bestaat uit offeranodesystemen, kathodische bescherming met een externe stroombron, materiaalkeuze bij nieuwbouw of renovatie, en goede isolatie van metalen doorvoeringen.

Offeranodesystemen

Offeranodesystemen zijn blokken van een minder edel metaal, doorgaans zink, aluminium of magnesium, die aan de onderwaterromp worden bevestigd. Deze anodes corroderen bewust in plaats van de romp of schroef. Ze zijn relatief goedkoop en eenvoudig te vervangen, maar vereisen regelmatige inspectie. Als offeranodesystemen ongewoon snel slijten, is dat een signaal dat er een externe stroombron bijdraagt aan de corrosie.

Kathodische bescherming met externe stroom

Bij grotere schepen of in agressieve omgevingen wordt kathodische bescherming met een externe gelijkstroomvoeding toegepast. Een regelaar stuurt een kleine tegenstroom door de romp die de corrosiestroom neutraliseert. Dit systeem is effectiever dan offeranodesystemen alleen, maar vereist meer onderhoud en een correcte instelling om te voorkomen dat de bescherming zelf schade veroorzaakt.

Materiaalkeuze en isolatie

Bij nieuwbouw of renovatie loont het om metalen met een vergelijkbaar elektrochemisch potentiaal te combineren. Bronzen schroeven op een bronzen schroefas, of aluminium bevestigingsmiddelen op een aluminium romp, verminderen het potentiaalverschil en daarmee de corrosiesnelheid. Waar verschillende metalen onvermijdelijk zijn, helpen isolerende koppelstukken, bussen en pakkingen om direct metaalcontact te voorkomen.

Al deze maatregelen vullen elkaar aan. Een scheidingstransformator pakt de externe stroombron aan, offeranodesystemen beschermen tegen resterende galvanische effecten, en een doordachte materiaalkeuze vermindert het inherente corrosierisico van de installatie. Neem contact op voor advies over de juiste combinatie van maatregelen voor uw specifieke scheepsinstallatie.

[seoaic_faq][{“id”:0,”title”:”Hoe weet ik of mijn schip last heeft van galvanische corrosie of elektrolytische corrosie?”,”content”:”Het belangrijkste verschil zit in de snelheid waarmee offeranodesystemen slijten en de locatie van de schade. Bij galvanische corrosie slijten anodes geleidelijk en is de schade voorspelbaar op plaatsen waar verschillende metalen samenkomen. Bij elektrolytische corrosie vreten anodes binnen enkele weken weg en treedt putvorming op op onverwachte plekken. Laat een scheepselektricien een stroommetingtest uitvoeren in het havenwater om de oorzaak definitief vast te stellen.”},{“id”:1,”title”:”Hoe vaak moeten offeranodesystemen worden geïnspecteerd en vervangen?”,”content”:”Als vuistregel geldt dat offeranodesystemen minstens één keer per jaar geïnspecteerd moeten worden, bij voorkeur tijdens een droogzetbeurt. Zijn de anodes voor meer dan 50% weggevreten, dan is vervanging noodzakelijk. Slijten ze sneller dan verwacht, bijvoorbeeld binnen een seizoen, dan is dat een sterke aanwijzing dat er een externe stroombron bijdraagt aan de corrosie en moet de installatie verder worden onderzocht.”},{“id”:2,”title”:”Kan ik een scheidingstransformator zelf installeren, of heb ik daar een erkend elektricien voor nodig?”,”content”:”De installatie van een scheidingstransformator in een scheepsinstallatie moet altijd worden uitgevoerd door een erkend scheepselektricien met kennis van de geldende normen, waaronder de NEN-EN-IEC 61558-norm. Een onjuiste installatie kan de galvanische scheiding tenietdoen of gevaarlijke situaties creëren voor personen aan boord. Laat de installatie na afronding ook controleren en documenteren, zodat u kunt aantonen dat de installatie aan de veiligheidseisen voldoet.”},{“id”:3,”title”:”Zijn aluminium rompen gevoeliger voor galvanische corrosie dan stalen rompen?”,”content”:”Ja, aluminium rompen zijn in veel gevallen gevoeliger, omdat aluminium laag in de galvanische reeks staat en snel corrodeert wanneer het in contact komt met edelere metalen zoals koper, brons of roestvrij staal. Dit is een veelvoorkomend probleem bij aluminium jachten met bronzen schroeven of roestvrijstalen bouten. Extra aandacht voor isolerende koppelstukken, de juiste keuze van offeranodesystemen (bij aluminium bij voorkeur aluminium- of zinkanodesystemen) en een scheidingstransformator is bij aluminium rompen dan ook extra belangrijk.”},{“id”:4,”title”:”Biedt een galvanische isolator hetzelfde beschermingsniveau als een scheidingstransformator?”,”content”:”Nee, een galvanische isolator en een scheidingstransformator bieden niet hetzelfde beschermingsniveau. Een galvanische isolator blokkeert alleen laagspanningsgalvanische stromen via de aardgeleider, maar biedt geen bescherming tegen hogere elektrolytische stromen of fouten in het walnet. Een scheidingstransformator isoleert het boordnet volledig van het walnet en biedt daarmee een bredere en betrouwbaardere bescherming, inclusief extra veiligheid bij een enkelvoudige aardingsfout aan boord.”},{“id”:5,”title”:”Wat zijn de meest gemaakte fouten bij het aanpakken van galvanische corrosie op schepen?”,”content”:”Een veelgemaakte fout is het uitsluitend vervangen van offeranodesystemen zonder de onderliggende oorzaak te onderzoeken, waardoor de nieuwe anodes even snel wegslijten als de oude. Een andere veelvoorkomende fout is het gebruik van verkeerde anodematerialen: magnesiumanodesystemen zijn geschikt voor zoet water, maar te reactief voor zout water, terwijl zinkanodesystemen in zoet water juist te weinig bescherming bieden. Tot slot wordt de bijdrage van de walstroomaansluiting aan het corrosieprobleem regelmatig onderschat, terwijl dit in havens een van de grootste risicofactoren is.”},{“id”:6,”title”:”Geldt het risico op galvanische corrosie ook voor schepen die voornamelijk in zoet water varen?”,”content”:”Ja, galvanische corrosie kan ook optreden in zoet water, maar verloopt doorgaans langzamer omdat zoet water een lagere elektrische geleidbaarheid heeft dan zout of brak water. In zoet water zijn magnesiumanodesystemen effectiever dan zink- of aluminiumanodesystemen, omdat magnesium een lager elektrochemisch potentiaal heeft en beter werkt als anode in de minder geleidende omgeving. Schepen die afwisselend in zoet en zout water varen, doen er goed aan de anodesystemen en beschermingsmaatregelen af te stemmen op de meest agressieve omgeving.”}][/seoaic_faq]