DE1231906B - Verwendung von lanthan- und gegebenenfalls cerhaltigen Zinklegierungen als Aktivanoden fuer den kathodischen Korrosionsschutz - Google Patents
Verwendung von lanthan- und gegebenenfalls cerhaltigen Zinklegierungen als Aktivanoden fuer den kathodischen KorrosionsschutzInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C18/00—Alloys based on zinc
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F13/00—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
- C23F13/02—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
- C23F13/06—Constructional parts, or assemblies of cathodic-protection apparatus
- C23F13/08—Electrodes specially adapted for inhibiting corrosion by cathodic protection; Manufacture thereof; Conducting electric current thereto
- C23F13/12—Electrodes characterised by the material
- C23F13/14—Material for sacrificial anodes
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Description
DEUTSCHES M
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
C22c
Deutsche Kl.: 40 b -17/00
Nummer: 1231906
Aktenzeichen: A 45417 VI a/40 b
Anmeldetag: 6. März 1964
Auslegetag: 5. Januar 1967
Es ist bekannt, daß Stahlkonstruktionen besonders dann einem Korrosionsangrifl ausgesetzt sind, wenn
sie sich in einer agressiven Umgebung befinden (z. B. Erdboden, Meerwasser u. ä.). Zur Verhinderung
dieser Korrosion werden seit längerer Zeit Aktivanoden eingesetzt, die vorzugsweise und vorwiegend
aus Magnesium, Aluminium oder Zink bestehen. Diese Anoden sind unter Berücksichtigung
des gegenseitigen Oberflächenverhältnisses mit den zu schützenden Eisenkonstruktionen im Kurzschluß
verbunden. Bekanntlich tritt während der Stromabgabe eine Konzentrationspolarisation der Anodenoberfläche
ein, die durch Übergang in eine Bedekkungspolarisation eine mehr oder minder große Leistungsminderung
der Anoden zur Folge hat. Zur Verhinderung dieser Inaktivierung werden gewisse Komponenten, z. B. Aluminium, Silicium, Indium,
Thallium, Zinn, Kadmium oder Quecksilber zum Zink einzeln oder zu mehreren zulegiert.
Trotz oder zum Teil auch wegen dieser Aktivierung können sich auf der Oberfläche der Aktivanoden
durch Umsetzung mit Bestandteilen der korrosiven Umgebung, z. B. Meerwasser, Reaktionsprodukte
bilden, die in Form festhaftender Krusten die Anodenoberfläche mechanisch abdecken. Eine solche
zementartige Schicht besteht beispielsweise bei Verwendung von Zinkanoden in Meerwasser aus Verbindungen
des Zinks mit Komplexbildnern aus den Salzen des Meerwassers.
Weiterhin sind Anoden für den kathodischen Schutz von Stahlteilen bekanntgeworden, die aus
Fein-Zink von 99,99% und Zusätzen von insgesamt 0,01 bis 3% an Iindium, Thallium, Kadmium und/
oder Zinn bestehen. Wie Versuche ergeben haben, genügt eine derartige Zusammensetzung weder um
den schädlichen Einfluß des Eisens zu unterdrücken noch die Oberfläche dadurch zu aktivieren, daß die
allmählich verhärtenden und den Durchtrittswiderstand erhöhenden Deckschichten abgesprengt oder
durchlässig gemacht werden.
Außerdem sind Anoden bekanntgeworden, welche aus einer Zinklegierung von 0,05 bis 0,2% Kadmium,
0,25 bis 0,75% Aluminium, bis 0,185% Silicium, Rest Zink bestehen, wobei der Eisengehalt
der fertigen Legierung 0,0014% nicht übersteigen soll. Auch diese Zusammensetzung der Anoden verhindert
nicht den Bewuchs der arbeitenden Anode mit Deckschichten, die aus den Reaktionsprodukten
der Anode mit dem jeweiligen Elektrolyten bestehen.
Diese für den Elektrolyten wie für den Anodenstrom mehr oder minder durchlässige Deckschicht
beeinträchtigt die Leistung der Anode bei deren Ver-
Verwendung von lanthan- und gegebenenfalls
cerhaltigen Zinklegierungen als Aktivanoden für
den kathodischen Korrosionsschutz
cerhaltigen Zinklegierungen als Aktivanoden für
den kathodischen Korrosionsschutz
Anmelder:
Aktiengesellschaft für Zink-Industrie
vorm. Wilhelm Grillo,
Duisburg-Hamborn, Weseler Str. 1
vorm. Wilhelm Grillo,
Duisburg-Hamborn, Weseler Str. 1
Als Erfinder benannt:
Dr. Ernst Eberius, Duisburg-Hamborn
wendung in wechselweise gefahrenen Rohöltanks in Tankschiffen durch Festhalten von Wachs, wodurch
die Oberfläche der Anode teils isoliert, teils in Lükken und unter Schwachstellen der wachsdurchtränkten
Deckschicht lochartig zerfressen und außerdem das sogenannte Anspringen verzögert wird, worunter
das möglichst rasche Erreichen der maximalen Schutzstromlieferung nach Wechsel der Tankinhalte
von Öl zu Ballastwasser verstanden wird.
Während bei den mit Aluminium und Cadmium legierten, bekannten Anoden die volle Leistung nach
etwa 2 Tagen erreicht wird, benötigen die erfindungsgemäß mit Lanthan bzw. Cer legierten Zinkanoden
hierfür etwa 1 Tag, was bei lOtägigem Ballastfahren 10% mehr Schutz bedeutet.
Außerdem werden mit solcherart legierten Anoden —90OmV als Minimum des konstant bleibenden
Mischpotentials mit Stahl erhalten, während unter gleichen Bedingungen die aluminium-cadmium-legierten
Zinkanoden nur —780 mV erreichen (Messung gegen die gesättigte Kalomelhalbzelle).
Gegen die Kathodenfläche aus V2A im Flächenverhältnis
1 (Anode) zu 1000 (Kathode) geschaltet, senkt die Lanthan-Cer-Legierung das Potential der
V2A-Kathode in 60 Minuten von —190 bis — 250 mV
auf — 920 mV, während die bekannte aluminiumcadmium-legierte Anode 100 Stunden für ein Absenken
auf —890 mV braucht.
Die lanthan-cer-legierten Zinkanoden liefern also
die gewünschte Leistung rascher und mit höherem Treibpotential als die aluminium-cadmium-legierten
Zinkanoden. Die sich daraus ergebende, je nach dem
609 750/350
Grad der Beanspruchung zwischen 20 bis 60% liegende Verbesserung ist sowohl für die Wirkung
wie für die Bestückung der Unterwasserfläche von Schiffen und Stahlkonstruktionen sowie Tanks in
Tankschiffen von großem Wert.
Es wurde nun gefunden, daß Zink mit einem Reinheitsgrad von 99,999 % bis zum Hüttenzink mit
einem Reinheitsgrad von 98,5% bereits durch Zulegieren von 0,02% Lanthan aktiviert wird. Eine
Steigerung des Lanthanzusatzes über 5,0% hinaus bringt keine äquivalente Verbesserung der Wirkung
mit sich.
Ferner wurde gefunden, daß die gleiche Wirkung eintritt, wenn an Stelle des Lanthans Legierungen
verwendet werden, in denen das Lanthan zum Teil durch Cer ersetzt ist. Eine solche Legierung ist z. B.
das sogenannte Mischmetall, das aus etwa 35% Lanthan, 15% Neodym und Praseodym und aus
50% Cer besteht. Durch langfristige, vergleichende Versuche und Messungen von mischmetallegierten
Feinzink- und Hüttenzinkanoden einerseits und nichtlegierten Zinkanoden andererseits wurde erwiesen,
daß die mischmetallegierten Anoden, im Gegensatz zu den nichtlegierten Zinkanoden, sowohl während
einer ununterbrochenen als auch bei einer interinitiierenden Arbeitsdauer über einen längeren Zeitraum
in synthetischem Meerwasser keinen nennenswerten Spannungsabfall zeigen und ein der Belastung
entsprechendes nahezu gleichbleibendes Treibpotential behalten.
Diese Leistungs- und Potentialkonstanz beruht darauf, daß sich die Oberfläche dieser Anoden nicht
mit der eingangs beschriebenen festhaftenden, zementartigen Schicht bedeckt, sondern daß auf den
Anoden lediglich ein dünner, brüchiger, von selbst abfallender oder mit Wasser leicht abspülbarer, blättriger
Film entsteht, so daß der leistungsbestimmende Kontakt zwischen dem blanken Anodenmetall und
dem umgebenden Elektrolyten ständig erhalten bleibt.
Claims (3)
1. Verwendung einer Zinklegierung, bestehend aus 0,02 bis 5,0% Lanthan, Rest Zink mit einer
Reinheit von mindestens 98,5%, als Werkstoff zur Herstellung von Anoden für den kathodischen
Korrosionsschutz.
2. Verwendung einer Legierung der im Anspruch 1 angegebenen Zusammensetzung, wobei
jedoch bis zu 50% des Lanthans durch Cer ersetzt sein können, für den im Anspruch 1 genannten
Zweck.
3. Verwendung einer Legierung der im Anspruch 2 angegebenen Zusammensetzung, bestehend
aus 0,05 bis 5,0% Mischmetall, Rest Zink mit einer Reinheit von mindestens 98,5%,
für den im Anspruch 1 genannten Zweck.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschriften Nr. 837 523, 883 193.
Britische Patentschriften Nr. 837 523, 883 193.
609 750/350 12.6« © Bundesdruckerei Berlin
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