Zwei Kratzer gleicher Tiefe, an derselben Leuchte, am selben Tag. Der eine wird in drei Jahren immer noch nichts sein. Der andere kann das Gehäuse durchfressen.
Was sie trennt, ist nicht der Schaden. Es ist, welches Metall zufällig daneben verschraubt ist und wie viel davon. Unsere Gehäuse sind Aluminium-Druckguss und unsere Halterungen sind aus Edelstahl, das ist also eine Frage, die wir für unsere eigenen Produkte beantworten mussten und nicht im Abstrakten.
Dieser Artikel erklärt den Mechanismus, die eine Größe, die sein Tempo bestimmt, und was ihn an einer Leuchte im Außeneinsatz tatsächlich aufhält.
Kurz gefasst: Aluminium und Edelstahl in Kontakt, mit Salzwasser als Brücke, bilden ein galvanisches Element, in dem sich das Aluminium auflöst. Wie schnell, hängt ganz überwiegend davon ab, wie viel blankes Aluminium im Verhältnis zum gegenüberliegenden Edelstahl freiliegt. Eine kleine Verletzung neben einer großen Halterung ist der ungünstigste Fall, und zugleich der häufigste.
Was galvanische Korrosion ist, in einem Absatz
Sie ist eine Batterie, die Sie nicht bauen wollten.
Bringen Sie zwei ungleiche Metalle in elektrischen Kontakt und überbrücken Sie sie mit einem Elektrolyt, dann fließt Strom zwischen ihnen. Das eine Metall gibt Material in die Lösung ab, das andere wird geschützt. Das Metall, das verliert, ist die Anode. Alle drei Bedingungen müssen gleichzeitig vorliegen: Nehmen Sie eine davon weg, steht das Element still.
Dieser letzte Punkt ist die ganze Grundlage des Korrosionsschutzes, und es lohnt sich, ihn festzuhalten. Praktisch nichts ändert, welches Metall die Anode ist. Ändern lässt sich, ob das Elektrolyt die Metalle überhaupt je erreicht.
Seewasser ist ein weit besseres Elektrolyt als Regen. Deshalb kann sich eine Leuchte, die jahrelang zufrieden auf einem Traktor sitzt, auf einem Boot ganz anders verhalten. Die Metalle haben sich nicht geändert. Die Brücke hat sich geändert.
Zwei Dinge lohnt es zu trennen, die leicht vermengt werden. Alles in diesem Artikel geschieht außen am Gehäuse, dort wo die beiden Metalle aufeinandertreffen. Ob Wasser ins Gehäuseinnere gelangt, ist eine andere Frage mit einem eigenen Bewertungssystem, und eine Leuchte kann in dem einen Punkt völlig in Ordnung und im anderen angreifbar sein.
In einer Leuchte ist das Aluminium die Anode
Gegenüber Edelstahl in Seewasser ist Aluminium das unedlere der beiden Metalle, das Aluminium ist also die Seite, die nachgibt.
Das ist kein Mangel an einem der beiden Metalle und kein Grund, Edelstahlhalterungen zu meiden. Edelstahl wird für Befestigungen gerade deshalb verwendet, weil er im nassen Einsatz hält, und eine Halterung aus unlegiertem Stahl hätte ihre eigenen, sichtbareren Probleme. Die Paarung ist normale Technik. Worauf es ankommt, ist zu verstehen, welche Seite dadurch exponiert ist.
| Paarung | Welche Seite korrodiert | Wo es sichtbar wird |
|---|---|---|
| Aluminiumgehäuse und Edelstahlhalterung | Das Aluminium | An der Auflagefläche und rund um die Befestigungsbohrungen |
| Aluminiumgehäuse und Edelstahlschraube | Das Aluminium | Die Bohrungswand, oft unbemerkt, bis es undicht wird |
| Edelstahlhalterung und Edelstahlschraube | Keine, sie sind gleichartig | Kein galvanisches Paar, Spalte halten dennoch Salz fest |
| Aluminiumschraube in einer Edelstahlhalterung | Die Aluminiumschraube, und zwar stark | Das Verbindungselement selbst, weshalb das nicht gemacht wird |
Das Flächenverhältnis bestimmt die Geschwindigkeit
Das ist die Größe, die entscheidet, ob der Mechanismus eine Kuriosität oder ein Ausfall ist, und sie wird am häufigsten weggelassen.
Der Korrosionsstrom muss über die verfügbare Anode austreten. Ist das freiliegende Aluminium großzügig bemessen, verteilt sich dieser Strom über eine weite Fläche und der Abtrag an jeder einzelnen Stelle ist gering. Ist das freiliegende Aluminium ein Nadelstich, während ihm eine ganze Edelstahlhalterung gegenübersteht, wird derselbe Strom durch diesen Nadelstich gezwungen. Das Metall dort wird in einem Tempo aufgezehrt, das zur Größe des ursprünglichen Schadens in keinem Verhältnis steht.
Der Schiffbau weiß das seit Langem, weshalb die Faustregel dort lautet, das unedlere Metall nie das kleinere sein zu lassen. Eine große Aluminiumplatte mit ein paar Edelstahlbefestigungen ist eine gutmütige Anordnung. Ein paar kleine Aluminiumbeschläge an einer großen Edelstahlkonstruktion sind es nicht.
| Geometrie | Freiliegendes Aluminium | Gegenüberliegender Edelstahl | Ergebnis |
|---|---|---|---|
| Beschichtetes Gehäuse, Kratzer auf freier Fläche | Klein | Keiner in der Nähe | Gewöhnliche Aluminiumbewitterung, selbstbegrenzend |
| Blankes Gehäuse, ein paar Edelstahlschrauben | Groß | Klein | Angriff dünn verteilt, langsam und gleichmäßig |
| Beschichtetes Gehäuse, Verletzung an der Halterungsfläche | Sehr klein | Groß | Strom auf einen Punkt konzentriert, örtlich und tief |
Und deshalb wiegt die Stelle schwerer als die Tiefe
Ein Kratzer ist keine Schadensmenge. Er ist eine Geometrie, und diese Geometrie wird von dem bestimmt, was daneben liegt.
Aluminium an freier Luft tut von sich aus etwas Hilfreiches: Es bildet eine dünne Oxidschicht, die den weiteren Angriff verlangsamt. Eine Beschichtungsverletzung mitten auf einer Gehäusefläche, fern von jedem anderen Metall, bleibt eher stehen und wird stumpf, statt fortzuschreiten. Das ist unschön und nicht dringend.
Dieselbe Verletzung dort, wo die Halterung gegen das Gehäuse klemmt, ist ein anderes Ereignis. Sie ist klein, sie bleibt länger nass, weil der Spalt das Wasser kapillar hält, und ihr steht eine große Edelstahlfläche gegenüber. Jede Bedingung, die den galvanischen Angriff schnell macht, liegt an dieser einen Stelle vor.
Auch deshalb sind mechanische Robustheit und Korrosionsbeständigkeit keine getrennten Themen. Die meisten Beschichtungsverletzungen sind keine Fertigungsfehler. Sie entstehen später durch Anstoßen bei der Montage oder dadurch, dass eine Leuchte eine Saison lang gegen ihre Aufnahme arbeitet.
Was ihn tatsächlich aufhält
Nur eines leistet die eigentliche Arbeit: das Elektrolyt vom Metall fernzuhalten. Alles Folgende ist eine Ausprägung davon.
| Maßnahme | Was sie bewirkt | Wo sie aufhört zu wirken |
|---|---|---|
| Unverletzte Beschichtung auf dem Gehäuse | Verwehrt dem Elektrolyt den Kontakt zum Aluminium | An jeder Verletzung, weshalb Kanten und Befestigungsstellen am meisten zählen |
| Isolierscheibe oder Isolierhülse an der Fügestelle | Unterbricht den elektrischen Pfad zwischen den beiden Metallen | Nur wenn sie sie vollständig trennt, auch in der Bohrung |
| Dichtmasse an der Trennstelle | Hält stehendes Wasser aus der Fügestelle selbst heraus | Altert mit der Zeit und wird gestört, sobald die Verbindung geöffnet wird |
| Wasserablauf in der Montagekonstruktion | Verhindert, dass die Fügestelle tagelang Salzwasser hält | Hilft einer Verbindung nicht, die flach gegen eine waagerechte Fläche geklemmt ist |
Zwei davon sind Spezifikationsentscheidungen, die Sie bei der Bestellung treffen. Die anderen beiden sind Montageentscheidungen desjenigen, der die Leuchte anbaut, weshalb eine gut gebaute Leuchte trotzdem früh ausfallen kann, wenn sie in eine Tasche montiert wird, die nie abläuft.
Warum Aluminiumschrauben nicht die Antwort sind
Weil sie das Flächenverhältnis in seine schädlichste Anordnung umkehren.
Der Gedanke ist naheliegend: Wenn ungleiche Metalle das Problem sind, dann überall dasselbe Metall. Doch eine Aluminiumschraube, die eine Edelstahlhalterung klemmt, ist eine kleine Anode gegenüber einer großen Kathode, also genau die oben beschriebene Geometrie. Die Schraube wird aufgezehrt, und sie ist das eine Bauteil, dessen Versagen die Leuchte vollständig freigibt.
Die Festigkeit der Verbindungselemente weist in dieselbe Richtung. Die sinnvolle Anordnung hält die kleinen Teile edel und das große Teil unedel, was für eine Leuchte Edelstahlschrauben in einer Edelstahlhalterung bedeutet und ein beschichtetes Aluminiumgehäuse, dessen freiliegende Fläche bei null bleibt.
Wie wir dagegen bauen
Unsere Druckgussgehäuse sind pulverbeschichtet und unsere Halterungen sind aus Edelstahl, unser ganzer Ansatz beruht also darauf, die Beschichtung dort ungebrochen zu halten, wo es am meisten zählt.
Die Aufmerksamkeit gilt der Deckung an Kanten und Befestigungsstellen und nicht der Deckung auf den ebenen Flächen, denn die ebenen Flächen waren nie das Risiko. Wir prüfen die Oberfläche 240 Stunden im neutralen Salzsprühnebel nach ISO 9227, was eine Oberfläche gegenüber anderen einordnet, statt ihre Lebensdauer im Einsatz vorherzusagen.
Von maritimen Kunden und Kunden aus Küstenregionen erhalten wir als häufigsten Sonderwunsch eine weiße Pulverbeschichtung anstelle der dunklen Standardausführung. Das dient weitgehend der Anpassung an die Farbgebung des Schiffes, wobei eine helle Oberfläche in direkter Sonne auch kühler bleibt. Es ist ein Farbwechsel der Oberfläche und kein anderes Schutzsystem, und das sei ausdrücklich gesagt: Der Schutz kommt von einem ungebrochenen Film, nicht von seiner Farbe.
Was wir nicht behaupten: dass irgendeine Beschichtung ein Gehäuse unempfindlich macht, dass Edelstahlbefestigungen in einer maritimen Installation ohne Bettung bleiben dürfen, oder dass ein Salzsprühergebnis Jahre im Einsatz vorhersagt. Der hier beschriebene Mechanismus schaltet sich nicht ab. Er wird aufgehalten, und er setzt überall dort wieder ein, wo der Film verletzt ist.
Häufige Fragen
Verursacht eine Edelstahlhalterung Korrosion an einer Aluminiumleuchte?
Nur dort, wo beide Metalle demselben Elektrolyt zugleich ausgesetzt sind. Bei unverletzter Beschichtung liegt kein Aluminium frei und es entsteht kein galvanisches Element, und das ist der Normalzustand einer Leuchte im Einsatz. Die Halterung ist nicht die Gefahr. Eine Verletzung der Beschichtung neben der Halterung ist es.
Kann Lack allein galvanische Korrosion verhindern?
Ein durchgehender Film hält sie auf, solange der Film durchgehend ist, ein echter, aber an Bedingungen geknüpfter Schutz. Es lohnt außerdem, wo möglich die Kathode mitzubeschichten und nicht nur die Anode, denn eine kleinere Edelstahlfläche gegenüber einer Verletzung verringert den Strom, den diese Verletzung tragen muss. Nur das Aluminium zu beschichten und eine große blanke Edelstahlfläche stehen zu lassen, ist die weniger wirksame der beiden Möglichkeiten.
Ist Eloxieren für den maritimen Einsatz besser als Pulverbeschichtung?
Pauschal ist keines von beiden besser, und bei den meisten Leuchtengehäusen ist die Wahl enger, als sie aussieht, weil die Gusslegierung sie weitgehend entscheidet. Die Eloxalschicht wächst in das Metall hinein, hat also keine Filmkante, die sich abheben kann, während die Pulverbeschichtung eine dickere Sperrschicht ist, die verletzt werden kann, sich dafür aber leichter farbig auftragen lässt. Beide versagen an derselben Stelle: überall dort, wo die Oberfläche unstetig ist.
Was Sie damit tun
Was sich damit entscheidet, ist, worauf die Aufmerksamkeit gehört: nicht auf die Beschichtungsspezifikation im Allgemeinen, sondern auf die Fügestelle. Fragen Sie, wie die Halterung gebettet ist, ob die Befestigungen isoliert sind und ob die Einbaulage abläuft.
Wenn Sie Leuchten für Salzbelastung auswählen, ist das Nächste, was sich zu lesen lohnt, wie die Oberfläche selbst geprüft wird, denn das ist die Zahl, die Ihnen Lieferanten nennen werden, und sie will erst gedeutet werden, bevor sie etwas bedeutet.
