Schiffsrost – Rostarten und was man dagegen tun kann
Wenn Metalle Wasser ausgesetzt sind, sei es Süß-, Salz- oder Salzwasser, ist aquatische Korrosion unvermeidlich. Fast alle Stähle versuchen von ihrer Herstellung an, in die ursprüngliche Form zurückzukehren, in der sie sich befanden, als wir sie aus dem Boden gruben.
Die drei Rostarten, mit denen Bootsfahrer normalerweise zu kämpfen haben, sind:
Einfache elektrochemische Verschlechterung
Galvanischer Rost
Elektrolytische/Streukorrosion
Alle drei Korrosionsarten sind das Ergebnis eines elektrochemischen Prozesses. Der Unterschied liegt in der Geschwindigkeit der Korrosion. Der Prozess beschleunigt sich, wenn mehrere Metalle beteiligt sind (galvanische Korrosion), und noch schneller, wenn unerwünschte elektrische Ströme verwendet werden (Gleitstromkorrosion). Obwohl das Ergebnis jeder dieser Korrosionsarten nahezu identisch ist – freiliegende Stahlschäden –, kann es viele Gründe für die Korrosion geben. Die Herausforderung besteht darin, die Rostart zu erkennen und ihre wahre Ursache zu finden, um zukünftige Rostbildung zu minimieren.
Elektrolytisch - Streustrom-Meereszerstörung
Gleichstrom-Streustromrost entsteht, wenn Strom durch Metall und Wasser fließt und sich auf dem Weg zurück zur Batteriemasse befindet. Die durch Streustrom verursachte Korrosionsrate kann 100-mal höher sein als die von galvanischem Rost und innerhalb weniger Tage oder sogar Stunden erhebliche Schäden verursachen. In extremen Fällen von Streustromrost können ein Untergetriebe und ein Antriebsgehäuse fast vollständig zerfressen werden, wodurch Wellen und Getriebe freigelegt werden. Obwohl dies durchaus vorkommt, gibt es weitere, häufigere Fälle von Streustromrost, von denen einige fälschlicherweise auf galvanische Korrosion zurückgeführt werden. Streustrom tritt häufig bei Mehrmotor-Booten auf. Typischerweise hat der Edelstahlpropeller eines Mercury 115 an einem Motor eine glatte Oberfläche, während der andere noch glänzend und sauber ist.
Diese Bilder liefern einen ersten Hinweis darauf, dass es sich um ein Streustromproblem handelt. Wäre es ein Fall von galvanischer Korrosion, wäre der Edelstahlpropeller Mercury Black Max Aluminium nicht betroffen. Der Edelstahl wäre durch aktive Anoden oder, falls keine aktiven Anoden vorhanden sind, durch das Aluminiumgehäuse der unteren Komponenten und Bäuche geschützt. Bei Streustrom sucht der elektrische Strom einen Weg zurück zur Erde. Sobald er ein Metall, unabhängig von seiner Art, verlässt, erodiert der Strom dieses Metall. Erreicht der Strom das nächste Metall auf seinem Weg zurück zur Erde, bilden sich Ablagerungen auf dessen Oberfläche.
Der zweite Hinweis, falls Bootsführer aufmerksam sind, ist, dass das Problem typischerweise bei laufenden Elektromotoren auftritt, nicht beim Ankern. Zwar reinigen sie ihre Propeller, doch am nächsten Tag ist einer davon mit Ablagerungen bedeckt. Was könnte also diese Art von Verschleiß verursachen? Typischerweise liegt es an fehlerhaften Starthilfekabelverbindungen. Dies ist problematisch, da alle Elektromotoren von Mehrmotorenanlagen das gleiche elektrische Potenzial haben sollten. Aufgrund unterschiedlicher Ladeergebnisse zwischen den laufenden Motoren und Batterieproblemen ist dies jedoch möglicherweise nicht der Fall. Andernfalls versuchen sie, sich anzupassen.
Gute, saubere Kabelverbindungen und Batteriekabel der richtigen Größe sind erforderlich, um alle Elektromotoren und Batterien auf dem gleichen Potenzial zu halten. Das Starthilfekabel, das die Masseanschlüsse aller Batterien verbindet, ist besonders wichtig, um einen Ausgleich zu ermöglichen. Bei schlechten Verbindungen an Batterien und Motoren kann Streustrom durch das Wasser von einem Motor zum anderen fließen, um die Kapazität auszugleichen. Ein häufiger Grund für diese Art von Streustromschäden ist ein fehlendes oder zu kleines Starthilfekabel zwischen Starter- und Bordbatterie. Dieser Zustand verursacht in der Regel nicht innerhalb kurzer Zeit erhebliche Schäden, aber Kunden berichten oft, dass ein Propeller anders aussieht als der andere.
Es gibt jedoch noch einen ähnlichen Fall bei Batteriekabeln, der innerhalb kürzester Zeit erhebliche Schäden verursachen kann: falsch angeschlossene Batteriekabel. Alle negativen Batteriepole sollten miteinander verbunden sein. Doch was passiert, wenn der Pluspol eines Elektromotors mit dem Minuspol eines anderen Elektromotors verbunden wird?
Man könnte meinen, dies würde einen sofortigen Kurzschluss verursachen. Nicht unbedingt. Tatsächlich liegt an einem Elektromotor eine positive Kapazität von 12 V an allen Basismetallen an, und der Strom fließt von diesem Motor zum anderen. Eine fehlerhafte Verbindung kann auftreten, wenn Bootsbesitzer, ungelernte Werkstattmitarbeiter oder Hobbygärtner neue Batterien einbauen oder Batterien wieder einsetzen, wenn sie ein Boot nach der Saisonlagerung wieder einsatzbereit machen. Rechnen Sie mit solchen Fällen. Sie sind leicht zu erkennen und zu beheben, wenn Sie wissen, wohin die Hinweise führen.
Elektrochemischer Marinerost
Elektrochemische Korrosion, auch Selbstkorrosion genannt, erfordert lediglich den Kontakt eines Metallstücks mit einem Elektrolyten. In diesem Fall ist das Metall sowohl Anode als auch Kathode und bildet gleichzeitig den Leiterbahn. Wie kann ein einzelnes Stück Stahl sowohl Anode als auch Kathode sein? Viele Metalle sind Legierungen, d. h. sie bestehen aus mehreren unedlen Metallen und Verunreinigungen. In einer Legierung fungiert ein unedles Metall als Anode, während ein anderes als Kathode fungiert. Der Elektrolyt kann einfache Luft, eine Flüssigkeit oder eine Mischung aus beidem sein. Beispiele hierfür sind häufig die Bildung von Korrosion auf Stahl oder einer Oxidschicht auf blankem Aluminium. Dieser Prozess ist zwar extrem langsam, beginnt aber bereits bei der Herstellung vieler Stähle und ist möglicherweise die am einfachsten zu verlangsamende Rostart. Eine Schutzbeschichtung, beispielsweise die richtige Farbe, kann den Prozess deutlich verlangsamen.
Anoden werden an Außenbordmotoren angebracht, um dem natürlichen Prozess zu entgehen, der Stahl bei seinem Versuch, seine ursprüngliche Form wiederherzustellen, beeinträchtigt. Wie lässt sich – abgesehen von der optischen Abnutzung – feststellen, ob genügend Anoden vorhanden sind, um den Motor und andere Metallkomponenten zu schützen?
Die effektivste Methode zur Messung der Hüllenkapazität ist die Verwendung einer Silber-/Silberchlorid-Referenzelektrode. Die der Silber-/Silberchlorid-Referenzelektrode beiliegende Anleitung führt Sie durch die Vorgehensweise. Die grundlegende Einführung besteht darin, das negative Ergebnis des Voltmeters mit der Referenzelektrode zu verbinden.
Platzieren Sie anschließend die Referenzelektrode in der Nähe der untergetauchten Stahlteile im Wasser. Verbinden Sie das Pluskabel des Voltmeters mit der Gleichstrommasse oder dem Erdungssystem des Wasserfahrzeugs. Sie werden eine extrem niedrige Spannung zwischen der Referenzelektrode und dem Wasserfahrzeug feststellen. Die Spannung, üblicherweise im Bereich von -750 bis -1100 mV, entspricht der Rumpfkapazität. Es gibt festgelegte Bereiche für verschiedene Rumpfmaterialien und Antriebssysteme, innerhalb derer Sie sich befinden müssen, wenn der richtige Anodenschutz vorhanden ist. Bei schnellem Rost muss die Rumpfkapazität untersucht werden, um die Ursache des Problems zu finden. Der Austausch korrodierter Komponenten ohne Behebung des eigentlichen Problems führt nur zu anhaltendem Rost.
Galvanischer Schiffsrost
Galvanischer Rost besteht typischerweise aus zwei verschiedenen Metallen: Aluminium und Edelstahl. Diese Stähle werden entweder durch direkten Kontakt oder durch das elektrische System miteinander verbunden und in einen Elektrolyten – das Wasser, in dem sich das Boot befindet – eingetaucht. Die Kombination dieser Komponenten ergibt im Grunde eine riesige Nasszellenbatterie.
Was passiert in einer Batterie, wenn eine Verbindung zwischen den positiven und negativen Elementen hergestellt wird? Elektronen fließen zwischen den Platten der Batterie, den Anoden und Kathoden. Auf einem Boot ohne Korrosionsschutz wird Aluminium, das energiereichste Metall, zur Anode und Edelstahl, ein weniger energiereiches Metall, zur Kathode. Elektronen fließen von der Anode zur Kathode, was zu einem Verlust von Anodenmaterial führt, der sich als Korrosion an den Aluminiumelementen bemerkbar macht. 
Galvanischer Rost sieht im Allgemeinen wie Farbflecken mit einem weißen, feinkörnigen Rückstand auf dem freiliegenden Stahl aus. Ecken und Kanten von Bauteilen, wie die Vorderkante des Unterteils und die Seiten der Antibelüftungsplatte, sind in der Regel zuerst betroffen. Galvanische Korrosion ist weitaus zerstörerischer als elektrochemische Korrosion, kann jedoch kontrolliert und reduziert werden, wenn der Korrosionsprozess erkannt wird.
Achten Sie unbedingt auf Mängel und ergreifen Sie geeignete vorbeugende Maßnahmen. Die wirksamste erste Schutzmaßnahme ist eine Schicht hochwertiger Farbe, um die Stahlteile vor dem Elektrolyten zu schützen. Eine weitere Methode ist die Einführung eines anderen Metalls, das aktiver als Aluminium ist. Ein aktiveres Metall dient als Opferanode und schützt sowohl die Aluminium- als auch die Edelstahlteile. Die Methode besteht darin, die richtige Menge an Opferanodenmaterial zu verwenden, um das gesamte Aluminium und den Edelstahl zu schützen. Die Verbindung erfolgt entweder direkt oder über eine Verbindung zum elektrischen System des Bootes.
Fakten zu Opferanoden
Die werkseitig installierten Anoden müssen sich im Wasser befinden, um Schutz zu bieten.
Trimmklappenanoden befinden sich möglicherweise nicht im Wasser, wenn das reduzierte System nach oben geneigt ist.
Bei Elektromotoren, die in Anwendungen montiert werden, die eine extrem hohe Montage erfordern, dürfen die Anoden der Heckhalterungen nicht im Wasser verbleiben.
Zusätzliche Anoden werden benötigt, wenn weitere Metallteile im System vorhanden sind: leichte Aluminiumrümpfe, Jack Plates, Trimmklappen*, Schleppmotoren usw. Die Anoden des Elektromotors können nicht nur die anderen Komponenten, sondern auch den Motor selbst nicht sichern. Sie verschleißen zudem sehr schnell. Zusätzliche Anoden können für einen Motor erforderlich sein, wenn er für andere Zwecke als den ursprünglich vorgesehenen verwendet wird. Beispiel: SHO®-Modelle, hauptsächlich Süßwasser-Bassbootmotoren, benötigen möglicherweise zusätzliche Anoden, wenn sie in Tiefsee, Brackwasser und sogar bei häufigem Ankern im Süßwasser eingesetzt werden.
Anoden müssen sauber und frei von Farbe sein, um ordnungsgemäß zu funktionieren.
Anoden müssen elektrisch leitfähig sein und mit der Erdung des Bootes und des Motors verbunden sein. Die Leitfähigkeit des Anodenmaterials und zwischen Anode und elektrischem System des Bootes lässt mit der Zeit und durch Einwirkung von außen nach.
Anoden sind konstruktionsbedingt schwächer, da sie für Sicherheit sorgen, und sollten daher regelmäßig ausgetauscht werden. Wechseln Sie die Anoden, sobald sie auf zwei Drittel ihrer ursprünglichen Größe abgenutzt sind. Vorsicht, der Schein kann trügen. Anoden können an Masse (Gewicht) verlieren, ohne sichtbar kleiner zu wirken. Haben Sie schon einmal eine gesehen, die aussah, als hätte sie Wurmlöcher?
Die Wasserzirkulation um ein festgemachtes Boot kann den Elektronenfluss von der Anode zur Kathode beeinträchtigen. Wenn die Elektronen von der Anode nicht zur Kathode gelangen, gibt die Anode in ihrem tapferen Bemühen, die Kathode zu sichern, noch mehr Elektronen ab – und zwar deutlich schneller.
An Landstrom angeschlossene Boote können über das gemeinsame Erdungskabel (grün) im Wechselstromnetz elektrisch mit anderen Booten und Dockanlagen verbunden werden, wodurch ein großes System entsteht. Anoden auf einem Boot schützen andere Boote oder untergetauchte Dockanlagen, die selbst nicht über ausreichenden Anodenschutz verfügen. Ein galvanischer Isolator in der Nähe der Landstromsteckdose des Bootes im Wechselstrom-Erdungskabel (grün) blockiert den galvanischen Stromfluss zwischen an Landstrom angeschlossenen Booten und Dockanlagen.
Nicht nur unzureichender Anodenschutz ist problematisch, auch zu viel Schutz ist nicht gut. Zu viele Anoden oder das falsche Anodenmaterial können eine andere elektrochemische Reaktion hervorrufen, die Wasserstoff auf der Metalloberfläche erzeugt. Dies führt dazu, dass der Lack scheuert und sich von übergeschützten Oberflächen vollständig ablöst. Metallteile, die elektrisch vom Rest des Boots getrennt sind, sind nicht gebunden. Diese Komponenten benötigen möglicherweise einen eigenen Anodenschutz, um elektrochemischen Verschleiß zu minimieren. Zink-, Magnesium- und Aluminiumanoden sind für verschiedene Zwecke erhältlich. Wie kann Aluminium Aluminium schützen? Die für Anoden verwendete Aluminiumlegierung ist deutlich energiereicher als die üblicherweise für Außenbordmotoren, Antriebe und Rümpfe verwendeten Aluminiumlegierungen. Zink- und Aluminiumanoden werden am häufigsten verwendet. Magnesium eignet sich hervorragend für Süßwasseranoden, sollte jedoch niemals in Tiefsee- oder Brackwasser verwendet werden, da Magnesium in Salzwasser überschützen und sehr schnell erodieren kann.