Galvanisk Tæring

Galvanisk tæring og elektrolyse er ikke sort magi
Mange syntes at galvanisk tæring et mysterium hvor man får forskellige svar på hvordan man forhindrer det, alt efter hvem man spørger.

Jeg vil i denne artikel prøve at forklare hvad der forårsager galvanisk tæring, og hvad man kan gøre for at begrænse det. Galvanisk tæring kan medføre stor økonomisk skade på bådens motor, drev, skrue, vandindtag, varmtvandsbeholder og andet der er elektrisk forbundet, og samtidig er i berøring med vand. Der kan spares både tid, ærgrelser og penge på at sikre mod galvanisk tæring frem for at skulle udskifte kostbare ting på båden.

Hvad er galvanisk tæring
For at forklare hvad galvanisk tæring er, må man først forstå lidt grundlæggende om grundstoffers elektriske egenskaber. Det er sådan at alle grundstoffer har et spændingsmæssigt potentiale som det ses i tabellen herunder. De angivne værdier kan variere afhængig af renheden af materialet .

  
Det er spændings potentialet der udnyttes når man fremstiller et 1,5 volt batteri (en galvanisk celle). Her tager man 2 grundstoffer med 1,5 volt forskel i potentiale og forbinder dem med en elektrisk ledende substans der hedder Elektrolyt.
Ligesom kæden på en cykel hvor man overfører energi fra pedalerne til baghjulet, skal der være et lukket elektrisk kredsløb for at der kan gå en strøm. Hvis kæden er sprunget, kommer man ingen vegne.


Her har jeg tilføjet ledninger og en pære så vi har et lukket kredsløb.
Elektronerne løber, modsat af hvad man skulle tro, fra zink kappen (-) på batteriet gennem ledningen til pæren og gennem endnu en ledning tilbage til kul stangen (+) midt i batteriet. Kredsløbet er sluttet ved at elektrolytten leder strømmen mellem kul stangen og zink kappen, og pæren vil lyse.

Der sker derved en galvanisk tæring så anoden under processen tæres væk, og når der ikke er mere materiale tilbage siger vi at batteriet er ”tomt” og det kasseres.

Galvanisk tæring i båden
Vi har nu lært at der går en elektrisk strøm mellem 2 materialer med forskellig spændings potentiale hvis de indgår i et lukket elektrisk kredsløb. På vores både har vi mange forskellige materialer i form af aluminium, stål, messing m.m. Mange af disse materialer skruet sammen og dermed forbundet elektrisk. Hvis disse materialer så samtidig er i berøring med det vand vi sejler i, kan man betragte vandet som elektrolyt, og vi har et lukket kredsløb. Saltvand er bedre elektrolyt end ferskvand, og der er flere faktorer der spiller ind.

Hastigheden på tæringen stiger ca. til det dobbelte for hver 10 grader vandtemperaturen øges. Vandforurening og tilstedeværelse af bio-organismer forøger også tærings hastigheden.

Det uheldige ved dette er at det materiale med det mest negative spændings potentiale (anoden), langsomt vil blive nedbrudt i form af en materiale vandring ud i elektrolytten (vandet), nøjagtigt ligesom det sker i et batteri.

Med de mange forskellige elektrisk ledende materialer der er i en båd, vil der derfor gå mange elektriske strømme der alle sammen vil medvirke til at nedbryde det materiale med det mest negative elektriske potentiale.
Løsningen på dette er at montere et materiale med et mere negativ potentiale end noget andet på båden, og så ofre dette frem for de dyre dele båden. Heraf navnet ”offer anode”
Det kunne være zink, aluminium eller magnesium. I ferskvand kan benyttes aluminium eller magnesium. I saltvand benyttes helst aluminium eller zink da magnesium bliver nedbrudt for hurtigt. Det afhænger dog af hvilket materiale din båd er lavet af.  Se tabel herunder.

Zink anoder
Zink er det mest almindelige materiale anvendt til anoder. Zinkanoder er ikke så effektive i ferskvand og kan stoppe med at virke efter nogle få måneder da der kan komme en isolerende oxid belægning udenpå hvis ikke de opfylder Int. Mil. Specifikationer. Det er en god regel at skifte dem regelmæssigt, selv om de ser ud til at være OK.

Husk, hvis en anode ikke tærer, er det fordi den ikke virker som tiltænkt!

Aluminium anoder
Aluminiumlegeringen benyttet i tære-anoder er meget forskellig fra normal aluminium. Det indeholder cirka 5% zink og en smule indium, som forebygger og modvirker opbygningen af et oxid lag. Aluminium anoder giver større beskyttelse og holder op til 50% længere tid end zink. Det vil blive med at virke i ferskvand og er sikker i brug i saltvand. Aluminium anoder er de eneste anoder som er sikre under alle forhold.

Magnesium anoder
Magnesiumlegeringen benyttet i tære-anoder er meget forskellig fra normal Magnesium der samtidig er det mest aktive materiale på den galvaniske skala. Det kan benyttes i ferskvand, men med forsigtighed. Magnesium kan overbeskytte aluminium skrog eller drev i saltvand, eller endda i forurenet vand. Desuden får det malingen til at løfte sig med det resultat at korrosionen begynder. Selv få timers nedsænkning kan forårsage betydelig skade.

Til sejlads på søerne kan derfor anbefales aluminiums anoder, der også vil give en god beskyttelse ved besøg i saltvand.

Bland ikke de forskellige typer af anoder, så vil f.eks. aluminium anoder forsøge at beskytte zink anoder.

Monteringen af disse anoder skal ske så de er effektiv elektrisk forbundet til det som de skal beskytte. Effektiviteten af anoderne aftager efterhånden som de bliver nedbrudt. Derfor er det fornuftig at udskifte dem når halvdelen er nedbrudt. Jo større areal disse anoder har, jo længere tid vil de holde.

Man kan med fordel male de dele som anoden skal beskytte, men endelig ikke selve anoden.

Modsat skal man også passe på ikke at montere for mange anoder, specielt på træbåde. Så kan man nedbryde cellulose fiberen i træet.

Der kan også forekomme en noget langsommere galvanisk tæring på materialer der ikke er i konstant berøring med vand. Her er det den saltholdige havluft eller blot fugtigheden i luften der fungerer som elektrolyt. Det kan forekomme alle steder hvor der to forskellige materialer der er elektrisk forbundet. F.eks. stålskruer i aluminiums vindues rammer, eller stålbeslag monteret på en aluminiums mast.

Det er muligt med det nødvendige tekniske udstyr, at måle om din båd er korrekt beskyttet.

Elektrolyse
Elektrolyse er stort set den samme proces som ved galvanisk tæring, og kan opstå hvis der ud over materialernes egne spændings potentiale, tilføres en spænding fra f.eks. bådens batteri.

Ved elektrolyse speedes tærings processen væsentligt op og bliver mere aggressiv og dermed potentiel dyrere at reparere skader efter.

En defekt vandpumpe, en dårlig isoleret ledning i sumpen eller andet elektrisk udstyr kan lede batteri spænding til materiale der er i elektrisk berøring med vand, så der i stedet for en meget lav spænding nu ligger 12 volt med mange ampere til rådighed. Det kan virkelig sætte gang i en tæring.     

Der findes eksempler på at en afmonteret ledning til en pumpe, har fået kontakt med en bundventil og dermed sat gang i en elektrolyse hvorefter ventilen tærede væk på et par dage, og båden sank.

Det er en rigtig god ide og det kan absolut anbefales at få målt om man har et sådan utilsigtet strømforbrug når alt burde være slukket. 

Landstrøm.
I Danmark har vi 230 volt vekselstrøm (tidligere 220 volt) i stikkontakterne. En korrekt vekselstrøm installation i båden genererer ikke galvanisk tæring eller elektrolyse i samme grad som jævnstrøm gør det. Det er ikke der bekymringen skal ligge. 

Ved en korrekt 230 volt vekselstrøms installation i både, er der tale om 3 ledninger. En fase, en nul og en jord ledning. Jord ledningen skal forbindes til et fælles jord punkt i båden hvorfra alle 230 volt enheders ydre metaldele samt motordele forbindes. Hvis man f.eks. har en vandvarmer med 230 volt el patron er det selve beholderen der skal forbindes til jord ledningen så den beskytter mod en elektrisk defekt i vandvarmeren.

Jord forbindelsen kommer til båden via strømkablet fra stikket på land, og sikrer at hvis der er overgang i installation i båden eller noget er fejlmonteret, vil HPFI relæet i båden eller på landinstallationen slå fra.

Det kan være forbundet med livsfare hvis 230 volt installationen i båden er defekt, eller ikke er udført korrekt.

Der er flere eksempler på at en båd uden korrekt jordforbindelse og med fejl på installationen, har forårsaget dødsfald for badene der er kommet tæt på båden.

Et menneske leder strøm bedre end saltvand og væsentligt bedre end ferskvand. Hvis en badende kommer for tæt på en båd med defekt elinstallation, vil personen derfor kunne virke som en ledning der er bedre end det vand personen bader i og dermed få strømmen gennem kroppen.

Denne strøm gennem personen kunne forårsage et dødeligt hjertestop. Tidligere er flere af disse dødsfald blevet forklaret som drukne ulykker, indtil man fandt ud af at personerne ikke havde vand i lungerne.

Det er blandt andet en af årsagerne til at der i langt de fleste havne er forbud mod at bade i havnen. 

Det samme kan ske hvis båden står på land med landstrøm uden jordforbindelse, og man rører ved defekte strømførende dele på båden.

Det er derfor meget vigtigt at den ansvarlige for landinstallationen jævnligt får kontrolleret om installationen ikke er defekt, og at installationen opfylder kravene for en korrekt jordforbindelse.

Men det at have en korrekt jordforbindelse åbner op for andre problematikker.

Når 2 eller flere bådes elektriske jævnstrøms installation er indbyrdes forbundet via deres landstrøms jordledning til fælles landstik, vil bådene elektrisk være forbundet og opføre sig som én båd. Dermed kan de jævnstrøms problematikker med galvanisk tæring og elektrolyse der tidligere er beskrevet, utilsigtet overføres til fra båd til båd. Det betyder at både med fejl installationer, kan forårsage tæring på andre både.

Den sidstnævnte problematik med galvanisk tæring kan undgås ved at montere en galvanisk isolator på jord ledningen hvor 230 volts installationen går ind i båden. Dermed er bådene ikke længere galvanisk/elektrisk forbundet, men stadig sikret med en jordforbindelse.
En galvanisk isolator spærrer for de svage jævnstrømme der forårsager tæring, men tillader vekselstrøm at passere, og kan købes fra kr. 400,-.  Det er en engangsudgift, og er væsentligt billigere end løbende at udbedre skader efter galvanisk tæring.

Fænomenerne beskrevet i denne artikel kan der måles på, og med det rigtige udstyr og med besiddelse af den nødvendige viden, kan der efterfølgende stilles en diagnosen og en eventuel kur.
Mange af de forskellige forhold der er beskrevet, kan være til stede under varierende omstændigheder og har ofte givet anledning til mange skrøner.

Hvis du vil sikre dig at din båd ikke er udsat for galvanisk tæring og om din 230 volt installation er i orden, og du ikke hel tryg ved at gøre det selv, kan du kontakte Ole Seeberg ved Virklund maritim folie. Der kan du bestille en gennemgang af din båd, og du får efterfølgende en målerapport med anbefalinger på hvad du skal gøre for at sikre dig.