Wie funktioniert eigentlich...

Eine Schutzanode ist eines von mehreren unterschiedlichen Hilfsmitteln, um bei Trinkwassererwärmern Korrosionsschäden weitestgehend zu vermeiden. Die ideale Lösung ist immer die Fertigung des Gefäßes aus nichtrostendem Material. In vielen Fällen sprechen Kostengründe gegen diesen Weg. Dann bleibt nur die Oberflächenbeschichtung des Behältermaterials als Korrosionsschutz übrig. Hierbei muss man immer davon ausgehen, dass von Anfang an oder im Laufe des Betriebes Beschädigungen, wenn auch nur kleine, an dieser Schicht (meist Email) unvermeidbar sind. Damit nach Auftreten dieser Beschädigungen der Behälter trotzdem keine Korrosionsschäden erleidet, wird mit sogenannten Schutzanoden gearbeitet.
Um die nützliche Funktion der Schutzanoden zu verstehen, ist es erforderlich, die zerstörende Wirkung der Korrosion ansatzweise zu beschreiben. Dabei interessiert hier nur die Elektrolytkorrosion an Eisenwerkstoffen. Da Trinkwasser als elektrischer Leiter wirkt, entstehen bei Vorhandensein unterschiedlicher Metalle in dem Trinkwassersystem sogenannte Lo­kal­elemente. Bei leitender Verbindung über das Wasser funktionieren die beiden unterschiedlichen Metalle wie ein Flüssigkeitsakku. Das unedlere Metall bildet dabei immer die Anode (Pluspol) und das edlere Metall die Kathode (Minuspol). Durch Stromfluss wird die Anode mit der Zeit abgetragen. Bei fast allen denkbaren Kombinationen von Metallwerkstoffen in der Trinkwasserinstallation sind Eisenmetalle die unedleren und werden damit als Anode abgetragen. Wenn also eine Beschädigung in der Schutzbeschichtung des Trinkwassererwärmers entstanden ist, liegt dort die unedle Eisenanode vor. Es bildet sich üblicherweise Lochfraß.
Eine Schutzanode besteht aus Magnesium, einem noch unedleren Material als Eisenmetalle. Damit wird das Behältermaterial gegenüber dieser „Opferanode“ zur edleren Kathode, die selbst nicht mehr abgetragen wird. Die Anode wird durch die Ladungsträgerbewegungen (Elektronenfluss zur Kathode) abgetragen. An der Kathode (Behälterwand) kommt es gleichzeitig noch zur Ausfällung von Calciumcarbonat (Kalk), das die frei liegende Schadstelle abdeckt. Dagegen braucht sich die Schutz­anode langsam auf. Sie ist zu den Wartungsintervallen zu kontrollieren und bei Bedarf zu erneuern.
Die Schnelligkeit des Aufbrauchens hängt nicht nur von der Großflächigkeit eventuell vorhandener Schadstellen, sondern auch sehr von der Wasserhärte ab. Je kalkhaltiger (härter) das Trinkwasser ist, desto intensiver wirkt der Reparatureffekt der Schadstellen mittels Calciumcarbonat, was idealerweise zum Erhalt der Opferanoden führen kann. Bei sehr weichem Wasser (Talsperrenwasser) stellt sich dieser Effekt möglicherweise nie ein und die Opferanoden verbrauchen sich immer wieder. Wegen dieses Abtragungseffektes wird die Magnesiumanode als Opferanode bezeichnet.
Eine dauerhafte Alternative zur Opferanode ist die Fremdstrom­anode. Hier wird mit einer ständig anliegenden Gleichspannung der Korrosion entgegengewirkt. Das zu schützende Behältermaterial liegt dabei an der Kathode.