Altzairu herdoilgaitza eta karbono altzairua ezin dira kontaktu zuzenean erabili, eta hori printzipio erabakigarria da materialen zientzian eta ingeniaritzan. Batez ere "korrosio galbanikoa" gertatzen delako, "korrosio galbanikoa" edo "metal heterogeneoen korrosioa" bezala ere ezagutzen dena. Altzairu herdoilgaitza babesteko altzairu karboniko zati batek bere burua sakrifikatzen duenaren antzekoa da, eta horrek karbono altzairua azkar herdoiltzea eragiten du.
Altzairu herdoilgaitza ezin da karbono altzairuzko nukleoarekin bat etorri, korrosio galbanikoaren arrazoia
1. Potentzial-diferentzia da bultzatzaile-indarra
Metal ezberdinek jarduera elektrokimiko desberdinak dituzte elektrolitoetan (hala nola uretan, aire hezean, azidoetan, baseetan, gatzetan, etab.), eta hori haien elektroi-galera maila desberdin gisa uler daiteke. Jarduera-alde hori elektrodo-potentzialaren bidez neurtzen da.
Metal erreaktiboek, hala nola karbono altzairuak, elektrodo potentzial baxuagoak dituzte eta elektroiak galtzeko joera handiagoa dute, korrosioarekiko erresistentzia gutxiago bihurtuz.
Metal geldoek (altzairu herdoilgaitza adibidez) elektrodo potentzial handiagoak dituzte eta elektroiak galtzeko aukera gutxiago dute. Altzairu herdoilgaitza "herdoilgaitza" izatearen arrazoia da bere gainazaleko kromoak kromo oxido pasibazio film trinko bat osatzen duela, eta horrek korrosio gehiago eragozten duela.
Bi metal hauek elektrolitoan kontaktu zuzenean jartzen direnean, bateria-zirkuitu primario oso bat sortzen da.
2. Korrosio prozesua
Anodoa (mutur korroditua): Karbono altzairua, metal aktibo gisa, bateriaren anodo bihurtzen da. Aktiboki disolbatuko da (korrodituko da) eta elektroiak askatuko ditu. Erreakzioa hau da: Fe → Fe² ⁺+2e ⁻
Katodoa (mutur babestua): Altzairu herdoilgaitza, metal geldo gisa, bateriaren katodo bihurtzen da. Ez da korroditzen, anodotik datozen elektroiak soilik jasotzen ditu eta elektroi horiek erabiltzen ditu elektrolitoekin erreakzionatzeko (adibidez, uretan dagoen oxigenoarekin). Erreakzioa hau da: O ₂+2H ₂ O+4e ⁻ → 4OH ⁻
Emaitza: Bateria-sistema honetan, korrontea altzairu karbonikotik (anodotik) altzairu herdoilgaitzera (katodora) igarotzen da, eta horrek altzairu karbonikoaren korrosio-tasa nabarmen handitzen du, altzairu herdoilgaitza "babes katodikoak" babesten duen bitartean eta ia ez da korroditzen.
Metafora bizia:
"Pertsona zintzo" bat (karbono altzairua) eta "pertsona adimentsu" bat (altzairu herdoilgaitza) negozioak egiteko bazkide izatea bezala da. Zailtasunei aurre egitean (ingurune korrosiboa), pertsona zintzoek etengabe sakrifikatuko dituzte beren interesak (korrosioa) pertsona adimentsuak kaltetu gabe geratzeko.
Altzairu herdoilgaitza ezin da karbono altzairuzko faktore nagusiekin bat etorri
Korrosio galbanikoaren larritasuna faktore hauen araberakoa da:
Ingurunea (elektrolitoa):Hau da faktore kritikoena. Aire lehorrean, korrosio galbanikoa ez da gertatzen, ez baitago zirkuitua osatzen duen elektrolitorik. Baina ingurune hezeetan, itsasoko uretan, industria-eremuetan eta gatz-ihinztadurako inguruneetan, korrosioa oso azkarra eta larria izan daiteke.
Potentzial-diferentzia:Zenbat eta handiagoa izan bi metalen arteko potentzial-diferentzia, orduan eta indartsuagoa izango da korrosioaren eragilea. Karbono-altzairuaren eta altzairu herdoilgaitzaren arteko potentzial-diferentzia nahikoa handia da korrosio nabarmena eragiteko.
Anodoaren eta katodoaren azaleraren arteko erlazioa:Hau da egoerarik arriskutsuenetako bat. Katodoaren azalera (altzairu herdoilgaitza) handia bada eta anodoaren azalera (karbono altzairua) txikia bada, korrosio-korrontea oso kontzentratua izango da karbono altzairu txikian, eta horrek erabat korroditzea eta zulatzea eragingo du denbora gutxian. Adibidez, altzairu herdoilgaitzezko depositu bat karbono altzairuzko torloju batekin finkatzen bada, karbono altzairuzko torlojua azkar herdoilduko eta hautsiko da.
Nola saihestu eta konpondu altzairu herdoilgaitza karbono altzairuarekin lotzea?
Aplikazio praktikoetan, askotan altzairu herdoilgaitza eta karbono altzairua elkarrekin konektatu behar izaten ditugu, eta isolamendu neurriak hartu behar dira:
1. Isolamendu elektrikoa:Hau da metodorik eraginkorrena eta erabiliena. Gehitu eroale ez den isolamendu-materiala bi metalen artean korronte-zirkuitua mozteko.
- Erabili isolamendu-junturak/arandelak: Erabili plastikozko (PVC, nylona, adibidez), kautxuzko edo sintetikozko juntak brida-konexioetan.
- Erabili buxadura eta arandela isolatuak: Torlojuzko loturetan, erabili plastikozko buxadurak torlojuen eta altzairu karbonatuzko zuloen artean, eta erabili arandela isolatuak azkoinen azpian.
- Isolamendu geruza estaldura: Epoxi erretxina ihinztatu, margotu edo beste estaldura batzuk erabili kontaktu gainazalean. Normalean biak estaltzea gomendatzen da, edo gutxienez katodoaren (altzairu herdoilgaitza) gainazala estaltzea, anodoa (karbono altzairua) bakarrik estaltzen bada, estaldura kaltetuta dagoenean, kaltetutako eremuko korrosioa larriagoa izango baita.
2. Kontrol ingurunea:Mantendu konexio-piezak ahalik eta lehorren eta garbien elektrolitoen metaketa saihesteko.
3. Trantsizio-materialak erabiliz:bi metalen artean (aluminioa adibidez) elektrodo potentziala duen metal bat gehitzea, baina metodo hau ez da hain ohikoa eta diseinu zaindua behar du.
4. Babes katodikoa:Egitura osoa artifizialki katodo bihurtzen da kanpoko korronte bat aplikatuz edo anodo bat sakrifikatuz (zink bloke bat, adibidez), baina hau normalean itsasontzi eta hodi bezalako egitura handietan erabiltzen da.
Ondorioa
Altzairu herdoilgaitza eta karbono altzairua ezin dira zuzenean kontaktuan jarri, elektrolito hezeen inguruneetan bateria primarioak sor ditzaketelako, eta horrek karbono altzairuaren anodo gisa korrosio galbanikoa bizkortzea eragin dezake. Egoera hori saihesteko, isolamendu elektrikoaren neurriak hartu behar dira diseinuan eta instalazioan, hala nola isolamendu-junturak, buxadurak eta estaldurak erabiltzea, ekipamenduaren segurtasuna eta epe luzeko zerbitzu-bizitza bermatzeko.
Argitaratze data: 2025eko urriaren 29a