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Die Opferanode, auch Schutzanode genannt, hat ihren Namen ihrer Funktionalität zu verdanken. Dabei opfert sich die Anode sprichwörtlich auf, um den Gegenstand zu schützen, an dem sie befestigt wurde. Solch ein Gegenstand kann zum Beispiel ein Schiff oder ein Warmwasserspeicher sein, woran Schäden jeglicher Art mit hohen Kosten verbunden sind. Zweck einer Opferanode ist es also vor Schäden zu schützen, die durch eine sogenannte Korrosion hervorgerufen werden.

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Korrosion ist eine chemische Reaktion eines Werkstoffes mit seiner Umgebung. Dies klingt erst einmal harmlos, schaut man sich jedoch die Begriffsherkunft der Korrosion an, erkennt man, dass der Korrosionsprozess gar nicht so harmlos sein kann. Im Lateinischen bedeutet “corrodere” nämlich zersetzen, zernagen oder auch zerfressen.

Korrosion existiert in unterschiedlichen Arten, aber im Zusammenhang mit Opferanoden, spricht man immer von elektrochemischer Korrosion. Dabei oxidiert die Anode, was konkret bedeutet, dass sie freie Elektronen aufnimmt. Sie steht nämlich in einer Spannungsreihe, bei der Elektronen immer in Richtung der Anode fließen. Im Gegensatz dazu wird eine Kathode – das Gegenstück zur Anode – reduziert und nicht oxidiert, da sie Elektronen abgibt.

Das Korrosionsprodukt einer Oxidation führt final zur oben bereits angedeuteten Zerstörung eines Metalls und kann als Rost bezeichnet werden, sofern das oxidierende Metall Eisen oder Stahl ist. Andernfalls ist eine Korrosion nicht weniger schädlich, wird jedoch einfach nur nicht mit dem Begriff Rost betitelt.

Gewässertypen

Allgemein kann man sagen, dass Wasser bezogen auf das Thema Korrosion nicht gleich Wasser ist, da es als Elektrolyt abhängig vom Gewässertypen unterschiedliches Aggressionspotential mit sich bringt. Demnach werden unterschiedliche Arten von Opferanoden bei unterschiedlichen Gewässertypen benötigt. Gewässertypen gliedern sich allgemein in Süßwasser, Brackwasser und Salzwasser.

Süßwasser hat eine geringe elektrische Leitfähigkeit, da es sehr wenige Salze enthält, die notwendig sind, um eine Spannungsreihe zu erzeugen. Aus diesem Grund verwendet man für Süßwasser Aluminiumanoden, Magnesiumanoden oder auch eine Legierung aus den beiden vorher genannten, um deren Vorteile miteinander zu kombinieren.

Brackwasser sticht durch seinen etwas höheren Salzgehalt hervor. Anders als Süßwasser, ist es nicht trinkbar. Obwohl es nicht solch einen hohen Salzgehalt wie Salzwasser hat, benutzt man trotzdem Zinkanoden bei Brackwasser, da die Leitfähigkeit des Salzwassers trotzdem viel höher ist als die des Süßwassers.

Salzwasser hat seinem Namen zufolge den höchsten Salzgehalt. Es ist ebenso wie Brackwasser ungenießbar, hat die beste Leitfähigkeit und kann deshalb am besten eine Spannungsreihe erzeugen, die für die Bewegung von Elektronen notwendig ist. Diese Eigenschaft macht das Salzwasser zum gefährlichsten Gewässertypen, da es dabei am schnellsten zur Korrosion kommt. Bei Salzwasser verwendet man ebenfalls Zinkanoden.

Ein Tipp eines unserer Experten ist es Opferanoden aus Aluminium, Magnesium oder einer Legierung aus beiden vorher genannten zu verwenden, um sein Boot sowohl in der Binnenschifffahrt, als auch in der Seefahrt sorglos einsetzen zu können. Das Metall dieser Opferanoden hat nämlich eine hohe Potentialdifferenz und wird normalerweise, wie bereits beschrieben, innerhalb von Süßwasser eingesetzt, das eine geringe elektrische Leitfähigkeit hat. Dennoch kann man diese Anoden problemlos im Salzwasser verwenden, da Salzwasser ohnehin eine sehr gute elektrische Leitfähigkeit hat. Man sollte hierbei nur beachten, dass die Opferanoden sich vermutlich etwas schneller innerhalb von Salzwasser auflösen werden, da sie ihrem ursprünglichen Zweck entsprechend eine höhere Potentialdifferenz als Zinkanoden haben. Demnach empfehlen wir die Opferanoden lieber einmal öfter innerhalb der Saison zu tauschen, um risikolos in beiden Gewässertypen Spaß haben zu können. Diesen Aufwand kann man sich aber auch ersparen, indem man auf größere Opferanoden zurückgreift, was zu dem gleichen Resultat führt wie das häufigere Wechseln der Opferanoden.

Manchmal bezieht man, um einen Gewässertypen genauer zu klassifizieren, dessen Wasserhärte mit ein. Dabei gilt allgemein die Aussage, dass je härter das Wasser ist, umso besser die elektrische Leitfähigkeit. Auf die Härte eines Gewässertypen kann man basierend auf dessen Verunreinigung schließen.

Generell ist es so, dass je sauberer das Wasser ist, umso mehr entspricht es dem Trinkwasser aus dem Wasserhahn und wird demnach mit Süßwasser gleichgesetzt. In diesem Zusammenhang nennt man es weiches Wasser. Im Gegensatz dazu ist hartes Wasser stärker verunreinigt, weil es unbearbeitet ist und entspricht Brack- oder Salzwasser.

Somit sollte man bei hartem Wasser Zinkanoden und bei weichem Wasser wiederum Aluminiumanoden, Magnesiumanoden oder die bereits genannte Legierung aus Aluminium und Magnesium verwenden.

Braucht man Opferanoden überhaupt?

Als Schlussfolgerung aus dem Gewässertypen, worin eine Opferanode eingesetzt werden soll, kann man nun in Frage stellen, ob Opferanoden überhaupt notwendig sind.

Bei Brackwasser und Salzwasser steht dies außer Frage, da deren gute elektrische Leitfähigkeit eine Oxidation der Opferanode begünstigt. Somit würde es in diesem Fall sehr wahrscheinlich zu einem irreparablen Schaden an dem zu schützenden Objekt – zum Beispiel Boot/Schiff oder Warmwasserspeicher – kommen, wenn man keine Opferanode einsetzen würde.

Bei Süßwasser wird die Situation oftmals falsch eingeschätzt. Obwohl dessen elektrische Leitfähigkeit nicht so hoch ist, wie die des Brackwassers oder Salzwassers, besteht dennoch eine realistische Gefahr, dass Korrosion auftritt und somit das zu schützende Objekt irreparabel beschädigt.

Es ist demzufolge absolut zu empfehlen bei egal welchen Umständen Opferanoden zu verwenden. Sie sind sozusagen eine fortlaufende Versicherung, die bei geringem Aufwand, Schutz gegen unverhältnismäßig hohe Kosten im echten Schadensfall bietet. Folglich sollte man nicht am falschen Ende Einsparungen machen, denn eine Hausratversicherung hat zum Beispiel auch fast jeder Hausbesitzer, um das Risiko im Ernstfall zu minimieren, anstatt auf hohen Kosten sitzen zu bleiben.

Wann sollte man Opferanoden austauschen?

Die Opferanode ist ein Verschleißteil und muss regelmäßig ausgetauscht werden, da gerade durch das Ableben der Opferanode, das zu schützende Objekt unversehrt erhalten bleibt. Den Verschleiß einer Opferanode kann man sehr gut nachvollziehen, indem man sich die Anode regelmäßig ansieht.

Ist die Anode nun bereits stark oxidiert, ist es sinnvoll diese auszutauschen, da sie mit der Zeit immer stärker zersetzt wird. Eine klare Regelung zu welchem Zeitpunkt man eine Opferanode nun austauschen muss, gibt es leider nicht, da das Fortschreiten der Korrosion immer vom Gewässertypen abhängt. Dennoch ist es üblich bei aggressiven Fahrgewässern wie Brackwasser oder Salzwasser, die Opferanode öfter als einmal pro Saison zu wechseln. Bei unbedenklichen Gewässertypen wie Süßwasser ist dies wiederum nicht der Fall. Dort reicht es meistens aus die Anode einmal pro Saison auszutauschen. Wechsel von Opferanoden finden meistens im Frühjahr und Herbst statt.

Man kann also schlussfolgern, dass mit dem Austausch einer Opferanode nicht allzu lange gewartet werden darf, da sonst die Gefahr besteht, dass der zu schützende Gegenstand erhebliche Korrosionsschäden davon trägt. Entsprechend sollte man die Oxidation der Opferanoden beobachten und diese austauschen, sobald weniger als fünfzig Prozent ihrer anfänglichen Substanz übrig sind.

Welches Material verwendet man für Opferanoden?

Bei den Rohmaterialien für Opferanoden gibt es klare Unterschiede. Prinzipiell eignen sich für Opferanoden alle Metalle, die innerhalb einer Spannungsreihe mehrerer Elemente unedler sind, als das zu schützende Element. Im Hinblick auf Verfügbarkeit, Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit, findet man heute jedoch größtenteils Anoden aus Zink, Aluminium oder Magnesium wieder.

Hinzukommend ist bei dem Material einer Opferanode ihre Potentialdifferenz von Bedeutung. Diese steht im Zusammenhang mit der elektrischen Leitfähigkeit der Gewässertypen, worin die Opferanode verwendet werden soll. Es gilt dabei je höher die elektrische Leitfähigkeit des Wassers, umso geringer muss die Potentialdifferenz des verwendeten Metalls sein.

Dementsprechend haben zum Beispiel Zinkanoden eine sehr geringe Potentialdifferenz, da sie in Brackwasser oder Salzwasser verwendet werden, dessen elektrische Leitfähigkeit ohnehin sehr gut ist. Im Gegensatz dazu haben Opferanoden aus Aluminium eine hohe Potentialdifferenz und werden innerhalb von Süßwasser verwendet, da Süßwasser eine schwache elektrische Leitfähigkeit mit sich bringt. Opferanoden aus Magnesium haben sogar eine noch höhere Potentialdifferenz als Anoden aus Aluminium, sind aber lange nicht so langlebig wie letztere.

Über die drei beschriebenen Materialien für Anoden hinaus, gibt es zudem Anoden aus Metalllegierungen. Solche Legierungen werden hergestellt, um die besten Eigenschaften einzelner Metalle miteinander zu verknüpfen. Beispielsweise stellt man Anoden aus einer Aluminium-Magnesium-Legierung her, um die Langlebigkeit des Metalls Aluminium mit dem hohen Wirkungsgrad des Metalls Magnesium zu vereinen.

Welche Form haben Opferanoden?

Opferanoden gibt es in den unterschiedlichsten Formen und Größen. Dabei tauchen Bezeichnungen wie Wellenanoden, Blockanoden, WellenanodenRinge, Rumpfanoden, Bugstrahlanoden, Propelleranoden, Wellenendanoden, Scheibenanoden, Topfanoden, Trimmklappenanoden, Hutmuttern, Ein-, Zwei-, oder auch Dreilochhüte auf. Diese Bezeichnungen hängen von der Form der Opferanode und folglich der Form des zu schützenden Objekts ab, an dem man die Anode befestigen möchte.
Bei einem Schiff hat man zum Beispiel mehrere Möglichkeiten Opferanoden zu positionieren. Abhängig von dem gewählten Schiffspart, werden unterschiedliche Anoden benötigt, was sich allein durch die unterschiedliche Form der einzelnen Schiffsteile ableiten lässt. Hierzu lassen sich als gutes Beispiel die Schiffsschraube und der Bootsrumpf miteinander vergleichen. Nicht nur von der Größe her weichen beide Schiffsteile stark voneinander ab, da die Schiffsschraube verglichen mit dem Bootsrumpf eher klein ist, sondern auch bei ihrer Form gibt es gravierende Unterschiede. Die Schiffsschraube ist nämlich viel feingliedriger, wenn man sie dem weitläufigen Bootsrumpf gegenübergestellt. Folglich benötigt man für den Bootsrumpf eine Block- oder Rumpfanode, die eher länglich ist und eine große Fläche abdeckt. Auf der anderen Seite wird für die Schiffsschraube eine Bugstrahl- oder Propelleranode eingesetzt, die an der Spitze der Schiffsschraube befestigt wird.

In welchen Bereichen verwendet man Opferanoden?

Opferanoden werden in unterschiedlichen Bereichen verwendet, in denen Korrosion auftreten kann. In der Schifffahrt setzt man sie am häufigsten ein. Sie sollen teure Schiffsteile wie den Schiffspropeller – auch Schiffsschraube genannt, den Schiffsrumpf oder die Ruderblätter eines Schiffes schützen.

Darüber hinaus werden Opferanoden auch bei Warmwasserspeichern verwendet, um zum Beispiel Heizkessel, die in der Regel verzinkte Boiler haben, vor dem Korrodieren zu schützen.

Auch bei größeren Tanklagern, unterirdischen Pipelines und Erdölbohrtürmen verwendet man Opferanoden, um Korrosion vorzubeugen.

Montage von Opferanoden

Sobald man die richtige Opferanode anhand des Gewässertypen, worin die Anode eingesetzt werden soll, ausgewählt hat, kommt die Frage der Montage einer Opferanode auf.

Für eine korrekte Anbringung der Opferanode ist es wichtig sicherzustellen, dass eine elektrische Leitfähigkeit zwischen Opferanode und dem zu schützenden Objekt existiert. Andernfalls funktioniert die Opferanode nicht richtig und der zu schützende Gegenstand wird stattdessen angegriffen. Deshalb sollte man keinesfalls irgendeine Dichtung aus Gummi oder sonstigem Material zwischen der Opferanode und dem zu schützenden Objekt positionieren, sondern Metall auf Metall setzen.

Opferanoden werden abhängig von ihrem Modell befestigt. Sie haben entweder Bohrungen, damit man sie festschrauben kann oder auch Laschen, worüber man die Anode an dem zu schützenden Objekt festschweißen kann. Bei manchen Opferanoden, wie zum Beispiel der Wellenanode, muss man auf den Wellendurchmesser achten. Andernfalls ist ein reibungsloses Anbringen der Opferanode auf den Wellen der Schiffsschraube nicht möglich.

Nachdem eine Anode mehr als fünfzig Prozent korrodiert ist, sollte man sie austauschen. Der Austausch funktioniert meist problemlos, denn erneut, abhängig vom Modell, muss man die Opferanode, genauso wie bei ihrer Montage, losschrauben oder losschweißen bzw. abschlagen, um sie zu entfernen.

Opferanoden werden bei Schiffen entlang des Kiels befestigt. Eine geeignete Stelle für eine Montage von Anoden ist vor allem der Propeller als Teil des Bugstrahlruders am Hintersteven des Bootes. Bei etwas kleineren Booten ist es die Außenborder, woran man die Opferanode befestigt. Darüber hinaus verwendet man auch häufig das Ruderblatt und die Propellerwelle, um daran Opferanoden zu befestigen. Am häufigsten jedoch die als erstes genannte Schiffsschraube – auch Schiffspropeller genannt, da die Stromintensität dort am stärksten ist und somit der Korrosionsschutz an dieser Stelle absolut notwendig ist.

Wie viele Opferanoden man für ein Boot nun benötigt, kann man anhand einer Faustregel nachvollziehen. Dabei gilt je größer die Oberfläche des Unterwasserschiffes, umso mehr Anoden sind daran anzubringen. Man sollte jedoch lieber eine Anode zu viel anbringen als zu wenig, um das bestehende Korrosionsrisiko zu minimieren.

Anpassung und Modifikation von Opferanoden

Es kann vorkommen, dass eine Opferanode angepasst bzw. modifiziert werden muss, damit sie den Maßen des zu schützenden Objekts entspricht. Dies sollte in der Regel kein unlösbares Problem darstellen, denn solche eine nachträgliche Veränderung der Opferanode verursacht keine Beeinträchtigung ihrer Funktion.

Ist eine Opferanode mit Bohrungen versehen, so kann man die bestehenden Bohrlöcher je nach Bedarf vergrößern oder weitere Bohrlöcher hinzufügen. Man sollte dies jedoch lieber von einem Fachmann oder Experten durchführen lassen, denn bevor man mit dem Bohren beginnt, müssen einige Vorkehrungen getroffen werden. Zum einen sollte man die Opferanode mit einem Schraubstock fixieren, damit sie sich nicht bewegen kann und zum anderen ist das Körnen vor Beginn des Bohrens sehr wesentlich, da man sonst mit dem Bohrer auf dem Material abrutschen kann. Hinzukommend muss man einen Bohrer verwenden, der stark genug ist, um das Material zu durchdringen.

Möchte man nachträglich an einer Opferanode Laschen befestigen, um die Anode festzuschweißen, anstatt sie festschrauben zu müssen, ist dies auch möglich. Hierbei sollte man ebenfalls einen Fachmann oder Experten konsultieren. Es ist nämlich zu beachten, dass die Laschen idealerweise das gleiche Metall haben sollten, wie die Opferanode selbst oder zumindest mit dem gleichen Metall ummantelt sein sollten, da das Schweißen gleicher Metalle zu weniger Komplikationen führt. Eine verzinkte Lasche aus Stahl lässt sich zum Beispiel ohne große Probleme nachträglich an einer Zinkanode festschweißen.

Darüber hinaus können Opferanoden auch individuell gegossen werden. Dies ist jedoch meist mit höheren Kosten verbunden, denn dazu muss erst einmal ein Kokillen-Werkzeug angefertigt werden, das anschließend als Form für die Opferanode dient. Anfragen bezogen auf individuelle Anoden kommen größtenteils von Geschäftskunden.

Prüfung der Funktionalität von Opferanoden

Allgemein gilt die Aussage, dass wenn eine Opferanode beobachtbar korrodiert ist, man davon ausgehen kann, dass ihre Montage korrekt ausgeführt wurde und man sich keine Sorgen bezüglich ihrer Funktionalität machen muss.

Um jedoch zusätzlich sicherzugehen, ob eine Opferanode wirklich funktioniert, kann man sie auf ihre Funktionalität hin testen. Dies kann mithilfe eines Strommessgeräts umgesetzt werden, wobei bezogen auf den Einsatz bei Warmwasserspeichern, die Voraussetzung besteht, dass die Opferanode isoliert eingebaut wurde. Anschließend kann man den Strom der Spannungsreihe messen, in der sich die Opferanode befindet. Ob der Strom nun stark genug ist, hängt davon ab in welchem Bereich die Opferanode ihre Verwendung findet. Warmwasserspeicher haben zum Beispiel ihre Funktionsgrenze bei 0,3 mA. Erst ab dieser Grenze fließt ein Schutzstrom, der ausreichend ist, um die Korrosion auf die Opferanode zu lenken und somit den Heizungsboiler zu schützen.

Mögliche Gründe für die Fehlfunktion von Opferanoden

Wird die Oberfläche einer Opferanode nicht wirklich abgetragen, so kann man davon ausgehen, dass die Anode nicht richtig funktioniert. Eine Fehlfunktion einer Opferanode kann mehrere Gründe haben. Im Folgenden sieht man eine Übersicht der häufigsten Gründe für eine Fehlfunktion von Opferanoden:

Verwendung von ungeeignetem Anodenmaterial

Das Material einer Opferanode muss immer unedler sein, als das zu schützende Metall, da die Anode sonst nicht zum Minuspol wird und keine Korrosion aufnehmen kann. Bringt man beispielsweise eine Zinkanode an dem Aluminiumrumpf eines Bootes an, so ist das Metall Zink edler als Aluminium und somit entsteht kein Elektronenstrom, der in der Zinkanode endet.

Die Opferanode wurde unter elektrischer Isolation angebracht

Eine Opferanode muss immer mit ihrem Metall auf dem Metall des zu schützenden Objekts aufliegen, ohne dazwischen jegliche Art von Isolation zu haben. Überstreicht man eine Anode zum Beispiel mit Farbe oder Lack, setzt dies die Funktion der Anode außer Kraft. Auf der anderen Seite muss man beachten, dass auch das zu schützende Metall frei liegen muss. Es darf genauso wenig überstrichen oder durch irgendeinen Gegenstand so abgedichtet werden, dass kein Stromfluss entstehen kann.

Einfluss von Fremdstrom

Externe elektrische Ströme, die nicht direkt etwas mit dem Elektronenfluss von dem zu schützenden Metall zur Opferanode zu tun haben, können zu erheblichen Interferenzen führen. Beispielsweise können Spannungsabfälle des öffentlichen Personennahverkehrs den Strom im Wasser beeinflussen und somit die Wirkung von Opferanoden beeinträchtigen oder sogar aufheben. Fremdströme kann man zum Beispiel bei Booten mit Hilfe von Feldmessungen identifizieren.

Interferenz anderer Metalle

Andere Metalle, die sich in der Nähe der Opferanode im Wasser befinden, können ebenfalls den Elektronenfluss, vom zu schützenden Metall zur Opferanode, ablenken. Steht zum Beispiel ein Boot in der Nähe eines anderen Schiffes im Wasser, so kann das Feld im Wasser gestört werden und die Funktionsfähigkeit der Opferanode wird beeinträchtigt.

Pflege und Reinigung von Opferanoden

Um eine Opferanode sauber zu halten und sie dem gepflegten Äußeren des zu schützenden Metalls anzugleichen, kann man sie auf unterschiedliche Arten reinigen.

Eine Drahtbürste ist hierbei ein guter Helfer. Sie kann die Opferanode von Algen und sonstigen Rückständen befreien. Dabei sollten die Borsten aus rostfreiem Edelstahl bestehen, um bei der Nutzung der Bürste und dem damit verbundenen Verlust von Borsten, Rost zu vermeiden.

Eine weitere Methode der Pflege von Opferanoden ist die Benutzung einer Sandstrahlpistole. Durch den Druck der Sandstrahlpistole und der Feingliedrigkeit der daraus entweichenden Sandkörner, können Rückstände jeglicher Art sehr zuverlässig entfernt werden.