DE1771835A1

DE1771835A1 - Verfahren und Einrichtung zum Schuetzen von Metall im Meerwasser gegen den Befall mit Meeresgetier

Info

Publication number: DE1771835A1
Application number: DE19681771835
Authority: DE
Inventors: Littauer Ernestj Lucius
Original assignee: Lockheed Aircraft Corp
Current assignee: Lockheed Martin Corp
Priority date: 1967-07-20
Filing date: 1968-07-19
Publication date: 1972-02-03
Also published as: SE347924B; US3497434A; NL6810165A; JPS4839343B1; FR1576662A; GB1176274A

Description

ϋ 353

PATENTANWÄLTE Dip;.-:: . : ■ ■ -· ·.;.-:■ ■■__■■_:: Lockheed Aircraft Corporation, Burbank / California (V.StoV.A.)

Verfahren und Einrichtung zum Schützen von Metall im Meerwasser gegen den Befall mit Me^resgetier

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf den Schutz von Metallen im Meerwasser gegen den Befall von Meerestieren usw· und im besonderen auf ein Verfahren zum anodischen Auflösen giftiger Metalle im Meerwasser um den genannten Befall zu verhindern.

Bisher wurden zum Schutz von im Meerwasser befindlichen Gegenständen und im besonderen Metallen gegen einen Befall mit Merreetieren und Meerespflanzen Anstriche mit Schutzfarben verwendet. Im allgemeinen hatte die Verwendung von Giftstoffen als Schutzbelag nur einen begrenzten Erfolg im Hinblick auf die zu erwartende Dauer der Wirksamkeit, da die Auflösung des Giftes nicht genau

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kontrolliert werden kann* Wie sich gezeigt hat, erfolgt nur ein geringer oder gar kein Befall, wenn ein Schiff sich in jrahrt befindet, so dass ein Schutz gegen einen Befall nur dann erwünscht ist, wenn das Schiff Tor Anker liegt oder sich im Dock befindet.

ferner wurde versucht, durch elektrische Impulse einen Befall der Schiffe mit Meeresorganismen zu verhindern. Aus nicht erkennbaren Gründen werden diese Organismen anscheinend immun gegen die Impulse.

Sie Erfindung sieht ein Mittel und ein Verfahren vor, mit dem ein solcher Befall verhindert werden kann, zu welchem Zweck die unter Wasser befindlichen metallischen Gegenstände mit einem Belag aus Metallen versehen werden, die für Meeres Organismen giftig sind, und die anodisch aufgelöst werden, wobei die Auflösungsprodukte über die Gegenstände verteilt werden, und ferner wird eine weitere Auflösung verhindert, wenn das Auftreten eines Befalls unwahrscheinlich ist. Der Ausdruck "Metalle* soll sowohl reine Metalle als auch Metallegierungen umfassen.

Sie Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben. In der beiliegenden Zeichnung ist die
Fig.1 eine schematische Darstellung einer typischen Einrichtung nach der Erfindung bei einem im Hafen liegenden Schiff,

und die
Pig,2 eine schematische Darstellung der Einrichtung nach der

Erfindung bei einem fahrenden Schiff.

Ss wurde entdeckt, dass gewisse Metalle, im besonderen Zink und Kadmium, für Meeresorganismen giftig sind, wenn diese Metalle im Meerwasser aufgelöst werden. Bekanntlich können gewisse Metalle, wenn diese anodisch gemacht werden, in wässerigen Elektrolyten, wie Meerwasser, nicht frei aufgelöst werden, da sich

allmählich isolierende Oxide oder Verbindungen mit einem hohen Widerstand bilden. Kadmium und Zink bilden in diesem falle keine Ausnahme, und infolge der Bildung solcher Oxidschichten wird die Auflösung allmählich schwächer. Wird dem Kadmium eine kleine Menge (ungefähr 0,1 bis 0,3^)Zinn zugesetzt, so bildet sich eine Legierung, die sich in meerwasser frei auflöst. Ebenso bildet sich eine Legierung, die sich frei auflöst, wenn dem Zink ungefähr O»1£ Aluminium und 0,055* Kadmium zugesetzt wird. Es sind noch weitere Zinklegierungen bekannt, die sich in Meerwasser frei auflösen, und die in der Literatur und in Patentschriften offenbart sind, die sich auf sich selbst zerstörende Zinkanoden für einen katodischen Schutz beziehen. Ss ist ferner erwünscht, dass das Zink einen sehr geringen Gehalt an Eisen aufweist.

Das Auftragen des Zink- oder des Kadmiumbelags auf den Metallkörper kann durch Plattieren, Aufdampfen oder nach ähnlichen Verfahren erfolgen. Der Belag kann andererseits auch aus Harzen oder dergleichen bestehen, die metallische Partikel des Kadmiums und/oder des Zinks enthalten und so zusammengesetzt sind, dass sie die gewünschten elektrischen und physikalischen Merkmale aufweisen. Diese Beläge können auch aus Zusammensetzungen bestehen, bei denen ein wichtiger Teil der Giftstoffe aus Salzen oder anderen Zusammensetzungen des Kadmiums und des Zinke besteht·

Ss wurde festgestellt, dass Metallkörper im Meerwasser kathodisch geschützt werden können· Es wird daher an den Belag ein (katodisches) Potential angelegt, dee eine Auflösung verhin-

minus dert. Für Kadmium ist ein Potential von ungefähr 900 mT gegen eine Silber-Silberchlorid-Bezugselektrode erforderlich und ein Potential von ungefähr minus 110 bis 1200 mY für Zink. Soll ein im Meerwasser sich nicht hegendes Schiff oder ein anderer Körper

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gegen den Befall mit MeeresOrganismen geschützt werden, so wird das Potential auf ungefähr minus 650 bis 700 mV für Kadmium und auf ungefähr minus 1050 mV für Zink eingestellt» wobei das Metall eich auflöst und eine giftige Umgebung erzeugt, die die Meeres-Organismen tötet, fährt andererseits ein Schiff mit einer Geschwindigkeit von fünf Knoten oder mehr, so ist ein solcher Schute nicht mehr notwendig, und eine weitere Auflösung des Metalls wird dadurch verhindert, dass das Potential auf das schützende katodische Potential eingestellt wird· Wird die vorliegende Erfindung zusammen mit einer katodisohen linrichtung verwendet, wie ζ·Β· in den amerikanischen Patentschriften Nr. 2 982 714, Nr. 2 998 571 oder Nr· 3 108 939 beschrieben, so wird sowohl ein Korrosionsschutz als auch ein Schutz gegen einen Befall von Meeres Organismen erzielt.

Liegt ein Schiff ζ·Β· in einem Hafen vor Anker, so kann die Einrichtung nach der Erfindung sich in dem in der fig.1 dargestellten Betriebszustand befinden. Der Schiffsrumpf ist mit einem Belag aus einer Zink- oder Kadmiumlegierung versehen, wie bei 2 dargestellt. Da die Auflösung proportional der Stromstärke erfolgt, so wird zwischen dem Belag auf dem Schiffsrumpf und eine permanente Anode oder eine Hilfegegenelektrode 4- eine Stromquelle 3 mit einem kontrollierten Stromfluss geschaltet. Die Stromquelle 3 wird so eingestellt, dass tin positiver Strom mit einer Stromdiohte von 1,8 bis 3»6 mA pro quadratfuß (ungefähr 2 bis 4 ui/oa ) der benetzten fläche fließt, je nach den örtlichen Bedingungen, so dass der Belag in einem Ausmaß aufgelöst wird, der zum löten der Organismen erforderlich ist· Untersuchungen im Hafen von San Diego ζ·Β. haben ergeben, dass zum Verhindern eines Befalls beständig eine Stromdichte von 2,0 bis 2,6 jxk/va? erforderlieh ist, während

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in Hawaii zum Erzielen der gleichen Wirkung eine Stromdichte von 4 jül/go? benutzt wurde. M.a.W·, bei höheren Wassertemperaturen wird eine größere Stromdichte benötigt, um einen Befall von Meereaorganismen zu verhindern.

Sie Elektronen e aus der Stromquelle 3 bewegen sioh vom Belag des Schifferumpe aue zur Anode 4, wobei ein Stromkreis durch das Meerwasser geschlossen wird. Bei der obengenannten Stromdichte beträgt das Potential des Zinkbelage auf dem Schiffsrumpf, gegen eine Silber-Silberchloridbezugszelle gemessen, ungefähr minus 1050 Millivolt, welches Potential die Auflösung des Zinks zulässt, jedoch genügend negativ ist, um eine Korrosion blanker Stahlflächen am Schiffsrumpf zu verhindern· Bekanntlich beträgt das korrodierende Potential des Stahls ungefähr minus 600 mV, während das Schutzpotential ungefähr minus 900 mV beträgto

Befindet sich das Schiff in Fahrt, so ist ein Befall mit MeeresOrganismus unwahrscheinlich· In diesem falle kann eine katodische Einrichtung benutzt werden, um eine weitere Auflösung des Belags zu verhindern sowie den Schiffsrumpf gegen eine Korrosion zu schützen, wie an sich bekannt. Die 7ig*2 zeigt ein Beispiel für die Verwendung einer solehen Einrichtung während der Fahrt. Eine katodisohe Einrichtung 5, ζ·Β· nach den obengenannten amerikanischen Patentschriften wird in Betrieb gesetzt, während die Stromquelle 3 abgeschaltet wird, wie durch den Umschalter 7 dargestellt. In diesem Jfalle wird der Belag des Schiffsrumpes katodisch gemacht in bezug auf die permanenten Anoden 6, wie durch die Richtung der Bewegung der Elektronen e angezeigt wird. Die Stromdichte, die von der Fahrgeschwindigkeit, der Wassertemperatur usw. abhängt, und die als kontrollierter katodischer Potentialsohutz bezeichnet wird, wird so eingestellt, dass am Belag des Schiffs-

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rumpfes in bezug auf eine Silber-Silberchloridbezugselektrode θ ein Potential von ungefähr minus 1100 bis 1200 mV aufrechterhalten wird, das eine Auflösung des Belags verhindert und zugleich die blanken Stahlflächen des Schiffsrumpfes fortlaufend schützt.

In der Fig»2 sind sowohl die permanenten Elektroden 6 als auch die Hilfeelektroden 4 dargestellt. Biese Anordnung kann erwünscht sein, wenn die Permanentanoden 6 aus der in der amerikanischen Patentschrift Hr₀ 3 108 939 beschriebenen Ausführung bestehen, da die Blei-Platin-Anode als Katode zum Verhindern eines Befalle mit MeeresOrganismen nicht gut wirkt· Sie zusätzliche Hilfeanode oder Elektrode 4 wird an die Stromquelle 3 angeschlossen» wir durch die unterbrochene linie dargestellt. Ist jedoch eine geeignete permanente Anode erwünscht, so können beide Stromquellen 3 und 5 mit der Anode 6 verbunden werden, wie durch die punktierte Linie dargestellt.

An der vorstehend beschriebenen AusfUhrungsform der Erfindung können von Sachkundigen Änderungen, Abwandlungen und Ersetzungen im Rahmen des Erfindungsgedankens vorgenommen werden· Die Erfindung selbst wird daher nur durch die beiliegenden Patentansprüche abgegrenzt.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1«) Verfahren zum Schützen τοη Metallkörpern im Meerwasser gegen einen Befall mit MeeresOrganismen, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallkörper mit einem Belag aus einem Metall versehen werden, das für Meeresorganismen giftig ist, dass das Metall anodisch aufgelöst wird, während der Metallkörper sich im Meerwasser im wesentlichen im Ruhezustand befindet, und dass das Metall katodisch geschützt wird, wenn die Bewegung des Metallkörpers im Meerwasser einen solchen Befall ausschließt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Metall aus Kadmium mit einem Zusatz τοη ungefähr 0,1$ bis 0,35* Zinn besteht·

3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Metall aus einer Zinklegierung besteht, die im Meerwasser anodisch auslösbar ist, z.B. Zink mit einem Zusatz von ungefähr 0,1^ Aluminium und 0,05# Kadmium,

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