Kathodische Unterwanderung (englisch: cathodic disbondment, kurz CD) nennt man die fortschreitende Zerstörung einer Kunstharzschicht auf Stahl bei kathodischer Polarisation, z.B. durch kathodische Schutzmaßnahmen, aber auch durch vagabundierende Streuströme und Korrosionsströme. Wasserstoff entsteht an "Lokalkathoden", d.h. Defekten in der Beschichtung. Darüberhinaus wird der Elektrolyt am Defekt basischer.
Mit der Prüfung auf kathodische Unterwanderung wird der Zustand simuliert, der sich an einem Defekt in einer Kunstharzbeschichtung unter kathodischer Polarisation einstellt. Die Beschichtung einer Probe wird definiert verletzt, so dass der Stahluntergrund blank liegt. Anschließend wird diese Probe gegenüber einer Anode kathodisch polarisiert, d.h. der Stahl wird an eine regelbare Stromquelle an den Minuspol angeschlossen.
Einfache Prüfverfahren beruhen darauf, dass eine definierte Spannung zwischen einer Anode von definierter Qualität und mit festgelegten Abmessungen und dem Probeblech mit dem ebenfalls streng definierten künstlichen Fehler angelegt wird. Die Prüfung dauert mehrere Wochen bis mehrere Monate. Anschließend wird die Beschichtung entfernt und das Ausmaß der Unterwanderung bewertet.
Reproduzierbare Ergebnisse erzielt man aber nur, wenn man dafür sorgt, dass das "Wandpotential" des Stahls einen definierten Wert während der gesamten Prüfdauer beibehält. Dazu benötigt man eine Spannungsreferenz (Bezugs- oder Referenzelektrode), die einen festen Platz in der elektrochemischen Spannungsreihe hat sowie ein Gerät, das eine definierte Spannung gegenüber einer solchen Referenzelektrode einstellen kann. Ein solches Gerät ist ein Potentiostat. Er stellt den Potentialunterschied zwischen Referenzelektrode und Probenblech ein, indem zwischen Probenblech und einer Hilfselektrode der Strom genau geregelt wird. Durch die Referenzelektrode darf dabei kein Strom fließen, denn sonst würde sich ihre Stellung in der Spannungsreihe verändern. Vorteil einer solchen Messanordnung ist, dass der Potentiostat den Strom während der Messung sehr genau misst. An Hand des Stromverlaufs kann man also während des Tests bereits das Verhalten einer Probe erkennen.
Für Nicht-Elektrochemiker steht hier eine kurze Beschreibung zum Download bereit:
Kathodische Unterwanderung.pdf
Aus dem Inhalt:
Kunstharzbeschichtungen als Korrosionsschutz
Mechanismus der kathodischen Unterwanderung
Prüfverfahren
Potentiostatischer Aufbau
Technische Hinweise
Prüfzellen
Mehrere Proben mit einer Referenzelektrode steuern?
Die Rolle der Haber – Luggin - Kapillare
Gemeinsames Bad für mehrere Proben
Gegenelektrodenmaterial
Referenzelektroden
Pflege von Referenzelektroden
Potentiostaten für CD-Tests
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