Miért nem rozsdásodnak a tengeralattjárók?

Egy tengeralattjárón, különösen egy haditengeralattjárón, a folyamatos szolgálat miatt nehezebb észrevenni a korróziót. Ennek ellenére ezek a járművek rendkívül ellenállóak a rozsdásodással szemben.

Vajon miért?

Először is nézzük meg, mi is az a korrózió, és hogyan alakul ki:

A korrózió a fémeknek a környezettel való kölcsönhatás következtében történő lebomlási folyamata. A korróziót elsősorban az oxigén okozza, amely kémiai reakcióba lép a fémmel, oxidokat képezve.

Az oxigén a vízben is jelen van. A víz fokozza a korróziót, mivel vezeti az elektromos áramot, és közeget biztosít az elektrokémiai reakciókhoz. A közönséges édesvízben ez a folyamat viszonylag lassan megy végbe, de a tengervízben felgyorsul. Érdekes módon minél gyorsabban halad a hajó, annál jobban ki van téve a korróziónak az oxigéndiffúzió felgyorsulása miatt!

Hogyan védik a hajókat a vízben a korróziótól?

Úgy tűnhet, hogy csodára van szükség ahhoz, hogy egy ilyen agresszív környezetben a fém ne rozsdásodjon el egy szempillantás alatt. Vajon kit kell feláldozni a tengeralattjáró megmentéséért?

A válasz: egy áldozati anódot. Ez a katódos védelem egyik módszere:

A katódos védelem a korrózió megelőzésének egy olyan módszere, amely a fém elektrokémiai potenciáljának megváltoztatásával működik. A tengeralattjáró teste katóddá válik (negatív töltésű elektródává), ami megakadályozza a pusztulását.

Az egyik legelterjedtebb módszer az áldozati anódok használata. A tengeralattjáró testére olyan fémekből készült anódokat szerelnek fel, amelyeknek alacsonyabb az elektrokémiai potenciálja. Ezek a fémek a hajótest helyett oxidálódnak, így védve azt a korróziótól. Az anódokat az elhasználódásuk után kicserélik.

Egyszerűbben fogalmazva, képzeld el, hogy a tengeralattjáró féme és a tengervíz egy elektromos áramkört alkot. Ebben az áramkörben a hajótest féme anódként viselkedhet (elektronokat ad le), és így elpusztulhat.

Ennek megakadályozása érdekében a hajótestre olyan speciális fémdarabokat adnak, amelyek könnyebben tönkremennek, mint maga a hajótest. Ezeket a darabokat áldozati anódoknak nevezik. Az áldozati anódok olyan fémekből készülnek, amelyek könnyebben adják le az elektronokat, mint a hajótest acélja vagy titánja. Például alumíniumból.

A probléma az, hogy ebben az esetben gyakran kell karbantartani a fémet, újra és újra fel kell vinni az anódokat. Különben a fém, és nem az „áldozat” fog tönkremenni.

Standard módszerek

A korrózió elleni küzdelem alapját azonban a hajótest felületére felvitt bevonatok jelentik.

A hajótestet speciális védőrétegekkel vonják be, amelyek minimalizálják a fém érintkezését az agresszív környezettel:

• Alapozók. Ez az elsődleges bevonatréteg, amely gátat képez a fém és a víz között. Az alapozók korróziógátlókat tartalmaznak, amelyek lassítják a romboló folyamatokat.
• Lerakódásgátló bevonatok. Ezek az anyagok megakadályozzák a tengeri élőlények, például algák és kagylók megtapadását. Ez nemcsak a hajótestet védi, hanem csökkenti a mozgás közbeni ellenállást is, ami javítja a hajó hidrodinamikai tulajdonságait.
• Polimer bevonatok. A modern anyagok, mint például az epoxi vagy poliuretán bevonatok, nagy ellenállást mutatnak a mechanikai sérülésekkel és a kémiai hatásokkal szemben. Tartós és megbízható védőréteget hoznak létre.