DE1256037B - Anode fuer den kathodischen Schutz - Google Patents
Anode fuer den kathodischen SchutzInfo
- Publication number
- DE1256037B DE1256037B DED25031A DED0025031A DE1256037B DE 1256037 B DE1256037 B DE 1256037B DE D25031 A DED25031 A DE D25031A DE D0025031 A DED0025031 A DE D0025031A DE 1256037 B DE1256037 B DE 1256037B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- magnesium
- manganese
- anode
- aluminum
- percent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C23/00—Alloys based on magnesium
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Deutsche Kl.: 48 dl-13/00
Nummer: 1 256 037
Aktenzeichen: D 25031 VI b/48 dl
Anmeldetag: 27. Februar 1957
Auslegetag: 7. Dezember 1967
Die Erfindung betrifft eine kathodische Schutzanode aus einer galvanisch wirksamen Magnesiumlegierung.
Kathodische Schutzanoden werden für viele Zwecke angewandt und in den meisten Fällen aus schnell
verbrauchbarem Magnesium hergestellt, das mit anderen Metallen legiert worden ist. Zum Beispiel hat
Zellenmagnesium ein hinreichendes Lösungspotential, aber einen schlechten Stromwirkungsgrad. Gewisse
Magnesiumlegierungen besitzen, bessere Stromwirkungsgrade, aber niedrigere Lösungspotentiale als
Zellenmagnesium. Dann sind mehr legierte Anoden zum Schutz eines gegebenen Gegenstandes erforderlich,
aber diese Anoden besitzen unter festgelegten Bedingungen auch eine längere Lebensdauer. Die
Vorteile dieser Anoden aus Magnesiumlegierungen werden jedoch in gewissem Umfang durch die zusätzlichen
Verarbeitungsstufen und Legierungsbestandteile aufgehoben.
Es ist bekannt, daß Mangan vom Standpunkt der Korrosionsverbesserung des Magnesiums das wirksamste
Metall ist. Die bekannten Anoden aus Magnesium-Mangan-Legierungen schließen jedoch bezüglich
der Legierungszusammensetzungen Konzentrationsbereiche ein, die zur Erzielung einer hohen Leistung
der so hergestellten Anoden nachteilig sind. So ist aus dem Bekannten zu folgern, daß die erzielbare Erhöhung
des Anodenwirkungsgrades schwierig zu reproduzieren ist, daß der angestrebte Effekt unregelmäßig
auftritt oder das die Anoden nur eine verhältnismäßig kurze Zeit arbeitsfähig sind.
Demgegenüber wurde gefunden, daß die regelmäßige, d. h. reproduzierbare Herstellung gleichmäßig wirksamer
Anoden auf Magnesiumbasis möglich ist, wenn bestimmte Mengen von Mangan in bezug auf die im
Magnesium ursprünglich vorhandene Menge an Aluminium zugesetzt werden. Es war bisher nicht bekannt,
daß bei Einhaltung bestimmter Mangan-Aluminium-Verhältnisse Anoden erhalten werden, die in reproduzierbarer
Weise ein höheres Lösungspotential und eine höhere Stromwirksamkeit besitzen als Zellenmagnesium
selbst.
Durch Zusatz von Mangan zum Zellenmagnesium in einem bestimmten Mengenverhältnis zum vorhandenen
Aluminium wird also eine Legierung erhalten, die als Anode ein sogar höheres Lösungspotential als
das Zellenmagnesium und gleichzeitig eine hohe Stromwirksamkeit besitzt. Die Stromwirksamkeit von Zellenmagnesiumanoden
beträgt üblicherweise 440 bis 660 Ah/kg Anodenmetall. Anoden entsprechend der vorliegenden Erfindung besitzen andererseits Strom-Wirksamkeiten
zwischen 880 und 1245 Ah/kg. Obwohl der genaue Grund für diese bemerkenswerte Zunahme
Anode für den kathodischen Schutz
Anmelder:
The Dow Chemical Company,
Midland, Mich. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt,
Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65
Als Erfinder benannt:
Harold A. Robinson, Midland, Mich.;
John J. Newport,
Oliver Osborn, Lake Jackson, Tex. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 29. Februar 1956 (568 619)
der Stromwirksamkeit unbekannt ist, wird angenommen, daß das Mangan diese erhöht bzw. den nachteiligen
Wirkungen der Eisen-Aluminium-Phase entgegenwirkt, die bekanntlich die Stromwirksamkeit der
Anoden nachteilig beeinflußt.
Erfindungsgemäß wird eine kathodische Schutzanode aus einer galvanisch wirksamen Magnesiumlegierung
vorgeschlagen, welche zusammengesetzt ist aus (in Gewichtsprozent):
Mangan
Magnesium mindestens 98,5
Aluminium 0,0001 bis 0,01
Zinn nicht mehr als 0,01
Blei nicht mehr als 0,01
Eisen 0,001 bis 0,03
Nickel nicht mehr als 0,002
Anderen Metallen .. .jeweils nicht mehr als 0,05,
die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Mangangehalt der Anode in Gewichtsprozent in Abhängigkeit vom
Aluminiumgehalt der Anode mindestens 0,5 -f- 60 mal
(Gewichtsprozent Aluminium) beträgt.
Eine derartige verbesserte kathodische Schutzanode kann in der Weise hergestellt werden, daß man eine
Zellenmagnesiumschmelze der obigen Zusammensetzung außer Mangan elektrolytisch herstellt und der
Schmelze in der Zelle direkt eine Verbindung zusetzt,
709 707/542
die genügend Mangan enthält, so daß der Mangangehalt der Legierung in Gewichtsprozent in Abhängigkeit
vom Aluminiumgehalt mindestens 0,5 + 60 mal (Gewichtsprozent Aluminium) beträgt.
Wenn solche Anoden in einem kathodischen Schutzsystem von Gebilden, die aus einem Metall bestehen,
das weniger anodisch ist als Magnesium, angewendet werden, haben sie eine stark verbesserte Stromwirksamkeit
und gleichzeitig ein ungewöhnlich hohes Lösungspotential. Diese Wirkung ist insofern vorteilhaft,
als weniger Anoden benötigt werden und diese eine längere Lebensdauer als z. B. Zellenmagnesiumanoden
besitzen.
Die erfindungsgemäßen Anoden eignen sich besonders für den kathodischen Schutz von Metallgegenständen,
die in Erdboden von sehr hohem Widerstand eingegraben sind. Ihre aber weit umfassendere
Anwendbarkeit basiert auf der Tatsache, daß sie ihre hohe Stromwirksamkeit und ihr Lösungspotential in
Meerwasser, Salzböden und nicht salzhaltigen Erdboden beibehalten.
Das in der elektrolytischen Zelle hergestellte »Zellenmagnesium« ist im wesentlichen reines Magnesium,
aber gewisse fremde Elemente sind in kleinen Mengen vorhanden. Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen
Anoden muß die Menge dieser Fremdelemente geregelt werden. Aluminium ist immer in geringen
Mengen im Zellenmagnesium vorhanden, und zwar in Mengen zwischen 0,0001 und 0,02 Gewichtsprozent.
Obwohl bisher erkannt wurde, daß ein hoher Prozentgehalt an Eisen in Anoden nachteilig ist, wurde dem
Gehalt an Aluminium im Zellenmagnesium bisher kaum Aufmerksamkeit gewidmet. Die Stromwirksamkeit
von Anoden aus Zellenmagnesium hängt sehr stark vom Aluminiumgehalt ab. Mit größeren
Mengen Aluminium, d. h. über 0,005 Gewichtsprozent, fällt die Stromwirksamkeit der Anode ab.
Das Lösungspotential der erfindungsgemäßen Anoden bleibt im wesentlichen gleich, wenn der Mangangehalt
mindestens 0,5 und nicht mehr als 1,3 Gewichtsprozent beträgt. Über und unter diesen Werten jedoch
fällt das Lösungspotential ab. In demselben Bereich wird die Menge des Mangans zur Menge des vorhandenen
Aluminiums eingestellt, um höhere Stromwirksamkeiten und die höchsten Lösungspotentiale
zu erhalten.
Aus F i g. 1 ist zu entnehmen, welchen entscheidenden
Einfluß das Mn: Al-Verhältnis auf die Stromwirksamkeit
der Anode ausübt; hierbei wurden die Versuchsergebnisse erfindungsgemäßer Legierungen
von annähernd gleichem Aluminiumgehalt graphisch dargestellt, wobei auf der Ordinate die Stromwirksamkeiten
in Ah/kg Anodenmetall und auf der Abszisse der veränderte Mangangehalt in Gewichtsprozent aufgetragen
wurde. Eine Legierung enthielt in jedem Fall annähernd 0,0005% Cu, weniger als 0,01% Ca,
weniger als 0,0005 % Ni5 weniger als 0,001 % Pb, weniger als 0,001 % Si, weniger als 0,01 % Sn, weniger
als 0,02% Zn, etwa 0,004 bis 0,03 % Eisen und neben Aluminium und Mangan, die jeweils verändert worden
sind, in der Hauptsache Magnesium. Bei niedrigem Aluminiumgehalt (weniger als 0,001 %) werden übereinstimmend
gute Stromwirksamkeiten erhalten, wenn zwischen 0,5 und 1,3 Gewichtsprozent Mangan vorhanden
sind. Wenn der Gehalt an Aluminium zunimmt, wird die Abnahme der Stromwirksamkeit bei
den geringeren Mangangehalten ausgeprägter. Höhere Prozentgehalte an Mangan ergeben befriedigende
Wirksamkeiten für alle Aluminiumlegierungen mit einem Gehalt von nicht mehr als 0,01%· Daraus ist
zu ersehen, daß das Verhältnis Mangan zu Aluminium der entscheidende Faktor ist. Da es notwendig war,
zu wissen, wie wenig Mangan zugefügt werden muß, um den schädlichen Einfluß des Aluminiums zu überwinden,
wurde eine empirische Formel aufgestellt, derart, daß der zugefügte Prozentgehalt an Mangan
0,5 + 60 mal (Gewichtsprozent des vorhandenen ίο Aluminiums) betragen muß. So muß ζ. Β. bei einem
Aluminiumgehalt von 0,004% der Mangangehalt
mindestens
0,5 + 60 (0,004) = 0,5 + 0,24 = 0,74 Gewichtsprozent
betragen. Bei einer Aluminiumkonzentration von 0,01% beträgt die geringste erforderliche Manganmenge
. 0,5 + 60 (0,01) = 0,5 + 0,6 = 1,1 %.
Die erfindungsgemäßen Anoden können auf zahlreichen Wegen, so z. B. durch Behandlung von
Zellenmagnesium in einem gesonderten Legiergefäß, erhalten werden. Die bevorzugte Herstellungsweise
besteht jedoch darin, daß man eine Manganverbindung, wie Mangandioxyd oder Mangandichlorid, zur
Beschickung einer elektrolytischen Zelle zur Herstellung von Magnesium hinzufügt. Die Bestandteile
der Zelle werden laufend in Abständen analysiert und das zur Beschickung gegebene Mangan dem Aluminiumgehalt
des Zellenmagnesiums angeglichen. Die Anoden werden aus dieser Legierung nach den üblichen
Verfahren gegossen, obgleich verhältnismäßig kalte Schmelzen verwendet werden sollen.
Das folgende Beispiel dient zur Erläuterung der Erfindung.
Die Schmelze in einer Magnesiumzelle wurde durch direkte spektrophotometrische Analyse untersucht und
0,0052 Gewichtsprozent Al, 0,0013 Gewichtsprozent Cu, 0,014 Gewichtsprozent Fe, weniger als 0,01
Gewichtsprozent Ca, weniger als 0,0005 Gewichtsprozent Ni, weniger als 0,001 Gewichtsprozent Pb,
weniger als 0,001 Gewichtsprozent Si, weniger als 0,01 Gewichtsprozent Sn, weniger als 0,02 Gewichtsprozent
Zn, Rest Magnesium ermittelt. Zur Beschickkung der Zelle wurde genügend Mangandioxyd gegeben,
um in der Schmelze den geringstmöglichen Gehalt von 0,81 Gewichtsprozent an Mangan
[0,5 + 60 (0,0052) = 0,5 + 0,31]
zu erzielen. Eine abschließende Analyse ergab einen Mangangehalt von 0,92 Gewichtsprozent. Die Stromwirksamkeiten
wurden aus dem Gewichtsverlust der Anoden und der Menge des durchgeflossenen Stromes
berechnet. Auf dieser Grundlage zeigten die Anoden eine Stromwirksamkeit von 1146 Ah/kg Anodenmetall.
Diese Versuchsanoden wurden ferner auf ihr
Lösungspotential durch Eintauchen in eine gesättigte
wäßrige Lösung von CaSO4 und Mg(OH)2 untersucht.
C5 Die Proben wurden mit einer Kalomelelektrode über
eine gesättigte Kaliumchloridbrücke verbunden und ihre Lösungspotentiale gemessen, ohne dabei die
Proben aus der Lösung zu entfernen.
I ZOO
In F i g. 2 sind diese Ergebnisse in Form eines Diagrammes wiedergegeben, in welchem das Lösungspotential
(in Volt, Kalomelbezugselektrode) gegen den Mangangehalt aufgetragen ist. Legierungen, die außerhalb
des angegebenen Mangangehaltes liegen, wurden ebenfalls berücksichtigt, um zu zeigen, wie ausschlaggebend
der Mangangehalt ist. Es ist deutlich erkennbar, daß das Lösungspotential bei unter etwa 0,5 %
und über etwa 1,3% liegenden Manganwerten ziemlieh stark abfällt.
Die erfindungsgemäßen Legierungen besitzen eindeutig gleichzeitig eine hohe Stromwirksamkeit und
ein hohes Lösungspotential.
Claims (1)
- Patentanspruch:Anode für den kathodischen Schutz aus einer galvanisch wirksamen Magnesiumlegierung, welche zusammengesetzt ist aus (in Gewichtsprozent):Mangan Ow-Ί.)Magnesium mindestens 98,5Aluminium 0,0001 bis 0,01Zinn nicht mehr als 0,01Blei nicht mehr als 0,01Eisen 0,001 bis 0,03Nickel nicht mehr als 0,002Anderen Metallen ... .jeweils nicht mehr als 0,05, dadurch gekennzeichnet, daß der Mangangehalt der Anode in Gewichtsprozent in Abhängigkeit vom Aluminiumgehalt der Anode mindestens 0,5 -\- 60 mal (Gewichtsprozent Aluminium) beträgt.In Betracht gezogene Druckschriften: »Metall«, 8, 1954, S. 199 ff.;von Beck, »Magnesium und seine Legierungen«, 1939, S. 278;»Dow, The Magnesium Anode«, Vol. 1, Nr. 4, 1950.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen709 707/5« 11.67 Bimdesdruckerei Berlin
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US568619A US2805198A (en) | 1956-02-29 | 1956-02-29 | Cathodic protection system and anode therefor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1256037B true DE1256037B (de) | 1967-12-07 |
Family
ID=24272028
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DED25031A Pending DE1256037B (de) | 1956-02-29 | 1957-02-27 | Anode fuer den kathodischen Schutz |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US2805198A (de) |
DE (1) | DE1256037B (de) |
FR (1) | FR1197655A (de) |
GB (1) | GB813657A (de) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3258682A (en) * | 1966-06-28 | Electrode assembly | ||
US2834698A (en) * | 1957-06-17 | 1958-05-13 | Dow Chemical Co | Superior galvanic magnesium anode |
US3549993A (en) * | 1966-06-14 | 1970-12-22 | Union Oil Co | Corrosion rate measuring method by maintaining electrolytic contact and excluding any substantial oxygen contact with a test specimen |
US4427517A (en) * | 1982-03-01 | 1984-01-24 | The Dow Chemical Company | Underground backfill for magnesium anodes |
CN101665944B (zh) * | 2008-09-05 | 2011-06-15 | 淄博宏泰防腐有限公司 | 一种高电流效率Mg-Mn-Ca-Zn-Sr牺牲阳极 |
DE102019002409A1 (de) * | 2019-04-02 | 2020-10-08 | Bundesrepublik Deutschland, vertr. durch das Bundesministerium der Verteidigung, vertr. durch das Bundesamt für Ausrüstung, Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr | Reduzierung der elektrischen Felder eines Wasserfahrzeuges |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1960700A (en) * | 1930-01-10 | 1934-05-29 | Dow Chemical Co | Method of making magnesium alloys |
US2431723A (en) * | 1942-01-17 | 1947-12-02 | Leland A Yerkes | Electrolytic method for producing magnesium alloys |
US2478479A (en) * | 1947-02-03 | 1949-08-09 | Dow Chemical Co | Cored magnesium anode in galvanic protection |
US2698230A (en) * | 1950-02-21 | 1954-12-28 | Magnesium Elektron Ltd | Magnesium base alloys containing zirconium |
US2645612A (en) * | 1950-06-15 | 1953-07-14 | American Smelting Refining | Sacrificial anode |
US2742355A (en) * | 1952-02-29 | 1956-04-17 | Magnesium Elektron Ltd | Method of producing magnesium base alloys |
-
1956
- 1956-02-29 US US568619A patent/US2805198A/en not_active Expired - Lifetime
-
1957
- 1957-02-07 GB GB4296/57A patent/GB813657A/en not_active Expired
- 1957-02-27 DE DED25031A patent/DE1256037B/de active Pending
- 1957-02-27 FR FR1197655D patent/FR1197655A/fr not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
None * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR1197655A (fr) | 1959-12-02 |
US2805198A (en) | 1957-09-03 |
GB813657A (en) | 1959-05-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1281232B (de) | Anode fuer den kathodischen Korrosionsschutz | |
DE2607547A1 (de) | Verfahren zur herstellung von seil und federdraht aus kohlenstoffstahl mit verbesserter korrosionsbestaendigkeit | |
DE1256037B (de) | Anode fuer den kathodischen Schutz | |
DE1960047A1 (de) | Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung einer Goldlegierung und waessriges Abscheidungsbad zur Ausfuehrung des Verfahrens | |
DE10309402A1 (de) | Zinklegierungspulver für alkalische Mangandioxidzellen und negative Elektroden für alkalische Mangandioxidzellen sowie alkalische Mangandioxidzellen unter Verwendung derselben | |
DE1231906B (de) | Verwendung von lanthan- und gegebenenfalls cerhaltigen Zinklegierungen als Aktivanoden fuer den kathodischen Korrosionsschutz | |
DE2844558A1 (de) | Elektrode fuer die verwendung in einem elektrolytischen verfahren | |
DE2814364A1 (de) | Verfahren zur elektrolytischen niederschlagung von mangan | |
DE2232903C3 (de) | Verfahren zur elektrolytischen Raffination von Kupfer unter Verwendung von Titanelektroden | |
DE1275284B (de) | Aluminiumlegierung und daraus hergestellte galvanische Opferanode | |
DE3141584C2 (de) | Korrosionsbeständige Anode aus legiertem Blei | |
AT142090B (de) | Verfahren zur Verringerung der Rostneigung von Stahl oder Gußeisen. | |
DE1135727B (de) | Anoden zum kathodischen Schutz | |
DE959243C (de) | Galvanisches Bad und Verfahren fuer die Abscheidung von Antimonueberzuegen | |
DE1268852B (de) | Aluminiumlegierung und deren Verwendung fuer galvanische Opferanoden | |
DE3443338C2 (de) | Kathode zur Herstellung von Elektrolyt-Mangandioxid | |
EP0119640B1 (de) | Galvanische Opferanode auf Aluminiumlegierungsbasis | |
DE650191C (de) | Verfahren zur elektrolytischen Reinigung von Werkstuecken aus Stahl und Eisen | |
DE463876C (de) | Erhoehung der mechanischen und chemischen Widerstandsfaehigkeit von Silber | |
DE1258606B (de) | Aluminiumlegierung und deren Verwendung fuer galvanische Opferanoden | |
AT35667B (de) | Material für die Träger der wirksamen Massen sowie für das Gefäß und die Kontaktvorrichtungen von Sammlern mit unveränderlichem alkalischem Elektrolyten. | |
DE1558640C (de) | Quecksilberhaltige Aluminiumlegierung, insbesondere für galvanische Opferanoden | |
DE1558640B2 (de) | Quecksilberhaltige Aluminiumlegierung,insbesondere fuer galvanische Opferanoden | |
DE1279868B (de) | Elektrodenboiler | |
DE2044260A1 (de) | Elektrode |