VERON A63
Friese Wouden
____________

VERON afdeling Friese Wouden
Afdelingsblad 'CQ Friese Wouden'

door PAoLH

Antenne corrosie

Inleiding

In dit artikel wordt ingegaan op de corrosie van aluminium verbindingen en wat er aan te doen is. Deze tekst is een vrije bewerking van een artikel in QST van april 1993.

De aanleiding

Gisteren werkte uw antenne nog prima, vandaag is een goede werking ver te zoeken. Het probleem kan zeer voor de hand liggen, duidelijk defect, maar het kan ook veroorzaakt zijn door iets wat je niet verwacht. Je hebt een drie elements antenne aangeschaft en die aanschaf heeft een grote leegte in je beurs achtergelaten. Op zichzelf geen ramp, maar toen je dat ding vorig jaar uit de doos haalde en op een vrije dag op de mast plaatste, werkte die prima, buiten verwachting zelfs goed. Deze zomer, nou ja zomer, de afgelopen natte maanden, is die antenne met geen mogelijkheid goed aan te passen en de voor/achterwaarts verhouding is nergens. Wat kan hier de oorzaak van zijn?

Alle schroeven, moeren en klemmen zijn van te voren goed aangedraaid. Een dummyload op het eind van de coaxkabel toonde aan , dat de fout in de antenne moest zitten. Dus dat ding naar beneden en alles gedemonteerd..... als dat tenminste nog mogelijk was. Want wat gebeurt hier in dit natte zeeklimaat en ten gevolge van de zure regen? Juist, corrosie!

Wat is corrosie?

Geologisch gezien lenen wij metaal van de aarde. Metaal wordt gevonden als erts of in samenstellingen met andere elementen. Het winnen van het zuivere metaal moet gezien worden als het toevoegen van energie. Er is dus energie aan de stof toegevoegd. Deze energie wacht als het ware erop om onder de juiste omstandigheden weer vrij te komen.Over lange tijd gezien gaat het metaal weer over in zijn gecorrodeerde vorm.

Bij antennes van aluminium vindt ook zo'n omzetting plaats ten gevolge van externe invloeden. Relatief gezien kost het zeer veel energie om aluminium uit erts te winnen. Dit erts is aluminium oxyde. In de atmosfeer om ons heen oxydeert aluminium snel. Het witte poeder, wat u op het aluminium ziet, is oxyde, en dat is zeer hard.

Contact corrosie veroorzaakt ook veel moeilijkheden. Dit gebeurt, als er twee verschillende metalen, met apart goede eigenschappen, met elkaar in contact worden gebracht, terwijl een zogenaamd electroliet aanwezig is. Dit is ongeveer het zelfde chemische proces als in een batterij. Juist gezegd, electronen van het ene metaal (anode genoemd) gaan door de verbinding heen naar het andere metaal (kathode genoemd). In een verbinding van twee metalen, is het de anode zijde, die corrodeert. Het electroliet is een oplossing van een zout of een andere oplossing, die het water geleidend maakt. Let wel zuiver water is NIET geleidend. De metalen hoeven niet ondergedompeld te worden in water. Ochtend-dauw, zout van zweetvingers, etc. zijn reeds voldoende, om de contact corrosie te starten, met alle gevolgen van dien.

Iemand, die over het hoe en waarom van corrosie meer wilt weten, moet maar eens gaan snuffelen in de openbare bibliotheek. Ik zal in dit artikeltje hoofdzakelijk de aluminium-aluminium verbinding behandelen. In het tweede deel wordt ook de verbinding tussen twee verschillende metalen behandeld.

Kontakt

Het maken en handhaven van een goed electrisch kontakt is niet moeilijk, als je je maar een paar basisprincipes voor ogen houdt. De beste manier, om een goed electrisch kontakt te maken, is te beginnen met gelijke materialen en de oppervlakken van de verbinding zeer goed te reinigen. Om er zeker van te zijn, dat deze verbindingen goed blijven, moet je de twee delen na montage goed beschermen met een coating (insmeren), zodat geen vocht tussen de twee metaaldelen kan komen. Veel amateurs maken wel goed schoon, maar laten het andere achterwege. Electrisch contact geschiedt, doordat microscopisch kleine metaaldelen elkaar raken. De overgangsweerstand is evenredig met het aantal aanrakingspunten van de beide metalen. Een glad en schoon oppervlak geeft een goede geleiding, een ruw en vuil daarentegen geeft slecht contact.

Hoe te handelen

In QST wordt door KC7CJ aangegeven, hoe hij de metaaldelen behandelt en wat door mij (PAoLH) ook altijd gedaan is. Alle verbindingsdelen eerst behandelen met staalwol zeepsponsjes, zeer fijn watervast schuurpapier of een staalborstel. Het eerste verdient de voorkeur. Daarna goed met een doek met alcohol (spiritus) reinigen. Vergeet uiteraard ook de binnenkanten van de buizen niet, waar weer een andere buis in moet schuiven. Alle aanwezige oxyde, dat fijne witte poeder, moet verwijderd worden. Probeer in alle gevallen te voorkomen, dat je weer met zweetvingers aan het oppervlak komt. Een paar katoenen handschoenen zijn aan te bevelen. Van belang is verder de druk tussen de twee contact vlakken. Het oxyderen begint al direct na het glad maken. Het is onzichtbaar, maar het bestaat. Een mooie roestvrij stalen plaat heeft een dun laagje 'roest'. Deze dunne oxydelaag beschermt het onderliggende metaal. Dit oxydeert hierdoor niet verder. Bij aluminium vindt een constante omzetting plaats in aluminiumoxyde, mits de omstandigheden daarvoor gunstig zijn.

Tussen twee lagen aluminium, zoals twee telescopische buizen van een beam of groundplane, moet een blijvend goed contact bestaan. Dus moet de druk hoog genoeg zijn, om een blijvend goed contact te waarborgen. Bij het buigen van een verbinding ten gevolge van doorhang van een beamelement of het doorbuigen van een groundplane antenne door de wind, treedt er altijd een kleine verplaatsing op van de twee delen, die contact met elkaar moeten maken. Metaaldelen schuren elkaar een beetje schoon en als er dan een beetje vocht bijkomt, corrodeert het 'blanke' metaal, enz., enz. Dit verschijnsel noemt men fretting corrosion, vrij vertaald: het corroderen van twee metalen, die herhaaldelijk over elkaar worden geschoven. Dit is een veel voorkomend verschijnsel. Bij het in elkaar schuiven wordt de oxydelaag doorbroken en er is weer metallisch contact. Trekt men de twee helften weer uit elkaar, dan zijn de oppervlakken weer blootgesteld aan oxydatie. Het oxyderen is een continue proces. Als de druk tussen de beide delen niet hoog genoeg is,is er geen metallisch contact, dus een open verbinding. Er komt steeds meer oxyde, tot een moment aanbreekt, dat er nagenoeg geen contact meer is en de laag aluminium oxyde een harde isolerende verbinding vormt tussen de beide metalen delen. Zelfs met een hoge druk tussen de beide delen komen we niet meer door de oxyde laag heen. Dit is een veel voorkomende antennekwaal bij radioamateurs. De beide antennedelen zijn niet meer los te maken. Er rest ons niets anders dan de ijzerzaag.

Wat kunnen we nu doen, om het oxyderen tot een minimum te beperken. In de loop van dit artikel wordt op de preventie van corrosie ingegaan.

Bij het toepassen van twee verschillende metaalsoorten, kan je helemaal de boot in gaan. Is het niet mogelijk, om twee gelijke metalen voor een verbinding te gebruiken, neem dan metalen, die zo dicht mogelijk in de reeks (zie tabel) bij elkaar liggen.

Potentiaaltabel

Anode kant
Magnesium
Zink
Aluminium
Staal
50/50 lood-zink soldeer
Roestvrij staal
Tin
Nikkel (actief) zuiver
Messing (legering)
Koper
Nikkel (passief) is met een zeer dun huidje
Zilver
Goud
Kathode kant

Hoe verder de metaalsoorten in de reeks uit elkaar liggen, hoe hoger de contactpotentiaal, met andere woorden, hoe eerder het metaal aan de anodekant is weggerot. Neem dus metalen, die dicht bij elkaar liggen, zoals aluminium en zink of roestvrij staal en 50/50 soldeer. Dus geen koper met aluminium. In bovenstaande tabel zijn metalen vermeld, in een volgorde, waaruit je kan opmaken,welke metalen je bij voorkeur niet met elkaar in aanraking moet brengen, om corrosie te voorkomen. Zoals je ziet, moet je in geen geval koperen schroeven gebruiken in een aluminium plaat. Het aluminium is in de kortst mogelijke tijd weggeoxideerd.

Roestvrij staal, met vertinde sluitringen op een aluminium buis is wel toepasbaar, mits deze verbinding maar goed wordt afgesloten voor regenwater. Moet een koperdraad op een aluminium buis worden bevestigd, ga dan eerst de koperdraad goed vertinnen en tussen draad en aluminium een roestvrij stalen sluitring (In het Fries heet dit een wei).

Voorkomen

Enkele tips om corrosie te voorkomen en om een goed electrisch contact te waarborgen. Gebruik kartel sluitringen van roestvrij staal. Deze drukken door de oxydelaag en snijden in het onderliggende metaal. Na het vastschroeven, moet de verbinding zorgvuldig ingesmeerd worden met een flexibel blijvende waterdichte bescherming, bijv. bruine tectyl, en dan meerdere laagjes. Ikzelf gebruik altijd bij het in elkaar zetten van aluminium telescoop buizen zuurvrije vaseline. Bij het in elkaar schuiven van de twee delen, maken deze goed contact. Rondom de microscopisch kleine oneffenheden bevindt zich een weinig vaseline, die het metallisch contact van de buitenwereld afsluit. Als na de montage en het aanklemmen van de telescopische verbinding ook deze met bruine tectyl wordt behandeld, kan je verzekerd zijn, dat na jaren de buizen zo weer losgemaakt kunnen worden. In plaats van de klemmen, die bijvoorbeeld bij de Hy-gain beam of GP worden geleverd, heb ik roestvrij stalen slangklemmen gebruikt. Het is iets duurder, maar over een langere tijd gezien goedkoper.

Als je de raadgevingen, die ik in dit artikel heb beschreven, opvolgt en dan speciaal bij nog te monteren nieuwe antennes, kan je ze na 25 jaar nog gemakkelijk demonteren. Koop je een antenne, controleer de schroeven en moeren of die misschien gegalvaniseerd zijn. Als dit zo is,dan adviseer ik je om deze te vervangen door roestvrij stalen exemplaren. Roestvrij staal is bijna niet magnetisch.