DE1960275A1

DE1960275A1 - Verfahren zum Schutz von Unterwasserkonstruktionen gegen Meeresorganismenbefall und Korrosion

Info

Publication number: DE1960275A1
Application number: DE19691960275
Authority: DE
Inventors: Wright Ian Gordon; Fray Derek John
Original assignee: ISC Alloys Ltd
Current assignee: ISC Alloys Ltd
Priority date: 1968-12-04
Filing date: 1969-12-01
Publication date: 1970-11-05
Also published as: FR2025221A1; NL6917993A

Description

Patentanwalt

Kar! A.' Br öse

Wü/ Γ·^:-·-'.·.ι. München-Pullach, den 1. Dezember

-10 OyyO-BO?.u '■■:■. ;■.·.,·.-! - Puiladi Vac^ur.i,':.:·:^.?^.^ 70,7531782

IMPEEIM. SMELTING- COEPOEAO)IOIi (ALLOTS) LIMITED*

Austral House* Basinghall Avenue« E* C. 2, London, England

Verfahren zum Schutz von Unterwasserkonstruktionen gegen Meeresorganismenbefall und Korrosion

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zum Schutz von Unterwasserkonstruktionen gegen Meeresorganismenbefall und Korrosion,

Als "Unterwasserkonstruktionen" sind in diesem Zusammenhange sowohl ortsfeste Konstruktionen, wie Anlegestellen, Schleusen-· tore usw. ι als auch im Wasser bewegliche Bauteile, z«B. Schiffsrümpfe zu verstehen, deren Mächen sich normalerweise unter dem. Wasserspiegel befinden, jedoch auch gelegentlich zur Vornahme von Wartungs- und Eeparaturarbeiten trockengelegt werden. Diese Unterwasserkonstruktionen können sich sowohl im See- als auch im Süßwasser befinden.

Zur Verhütung des Ansetzens und Anwachsens von, tierischen und pflanzlichen Organismen, wie Muscheln und Algen, an Unterwasserkonstruktionen sind bisher Schutzanstriche benutzt worden,, deren Wirkung darauf beruht, daß einzelne oder mehrere Bestandteile derselben sich lösen und Giftstoffe bilden, welche das Anwachsen der Organismen an die »u schützenden Flächen verhindern. Die Wirksamkeit solcher Schutzanstriche, insbesondere über längere Zeiträume, ist jedoch durch verschiedene Umstände sehr begrenzt, vor allem durch das Lösungsvermögen der betreffenden Giftstoffe, das nicht so geregelt werden kann, dafl die Giftstoffe nur dann, wenn sie unbedingt gebraucht werden, d.h. im Ruhezustand oder nur bei langsamer Bewegung der zu schützenden Teile, gelöst und wirksam werden.

KLe z*Zt gebräuchlichen Maßnahmen, z.B. die Anwendung eines Kathodengystems gegen die Korrosion und eines kupferhaltigen

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Schutzanstriches gegen Organismenbefall, wirken nur etwa.ein Jahr lang« Der Organismenbefall von ortsfesten Konstruktionen, wie Anlegestellen, Schieuäen usw., ist, obwohl "bei Medrigwasser kein schöner Anblick, Im allgemeinen nicht so wichtig, daß eine entsprechende Behandlung wirtschaftlich vertreten werden könnte, doch bei Schiffen entsteht durch das Anwachsen der Organismen eine überaus unebene Unterwasserfläche des Rumpfes, welche die Fahrt des Schiffes stark behindert. Die sich hieraus ergebenden Folgen sind einmal ein größerer Kraftbedarf mit entsprechend höherem Brennstoffverbrauch zur Einhaltung einer bestimmten Reisegeschwindigkeit, ein Nachteil, der zwar nicht nur, doch ganz besonders für Handelsschiffe von Bedeutung ist. Außerdem wird durch die von den angewachsenen Organismen rauh gewordene. Unterwasserfläche des Schiffsrumpfes die durch die installierte Maschinenleistung begrenzte Höchstgeschwindigkeit des Schiffes herabgesetzt* Diese Verminderung der Höchstgeschwindigkeit kann mehrere^ sm/h betragen und ist besonders nachteilig für Kriegsschiffe u

Diese bekannten Maßnahmen haben eine Wirkungsdauer von etwa einem Jahr, und die danach anwachsenden Organismen müssen gen der hierdurch bedingten höheren Brennstoffkosten gerade bei Handelsschiffen möglichst schnell entfernt werden, was im Trockendock durch Heinigung und Reparatur von angefressenen Rumpfplattett geschieht· . .

Man weiß, daß sich im allgemeinen keine Organismen an das Schiff ansetzen, solange dieses in Fahrt, ist« Aus diesem Grunde ist ein Schutz gegen Organismenbefall nur notwendig, wenn das Schiff festliegt, z.B. im Schwimmdock oder vor Anker liegt, wohingegen der Korrosionsschutz während der Fahrt des Schiffes erforderlich ist« ■

Das erfindungsgemäße Verfahren sum Schutz von Unterwaseerlconstruktionen gegen Meeresorganismenbefall Und Korrosion besteht darin, daß auf mindestens einen Teil der zu schützenden Unterwaiserfläöhe ein Überzug aus einer Zink/AluminiunwLegierung

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mit einem Gehalt an O₉ 3 bis 50 % Aluminium aufgetragen und durch, allmähliche anodische Auflösung dieses Überzuges mittels eines elektrischen Außenpotentials eine die Losungsprodukte enthaltende, die Heeresorganismen fernhaltende bzw· deren Anwachsen verhütende Zone entlang der zu schützenden Unterwasserflache gebildet wird· Sobald die ifae Voraussetzungen für einen Organismenbefall nicht mehr bestehen, wird die anodische Auflösung des Überzuges unterbrochen»

Das Potential ist so bemessen., daß ein Strom von 2 bis 12 Mikroampere je cm. durch die zu schützende iläche fließt· Vor··

2 M

zugsweise beträgt die Stromstärke 6 bis 10 Mikroampere/cm · V

Überraschenderweise hat sich eine eutektische Zn/Al-Legierung mit 95 Gew.—% Zn und 5 Gew·—% Al als sehr geeignet für den Überzug erwiesen«

Zur Beendigung der weiteren Auflösung des Überzuges, z.B· bei . fahrendem Schiff* erhält dieser ein kathodisches Potential in der Größenordnung von -1100 bis -1200 Millivolt, bezogen auf eine Silber/Silberchlorid-Bezugselektrode·

Sobald die Auflösung; des Überzuges wieder fortgesetzt werden soll, bei einem Schiff also während seiner Liegezeit, wird λ

der Überzug wieder anodisch geschaltet und das Potential auf etwa 1050 Millivolt, bezogen auf eine Ag/AgCl-Elektrode, eingestellt· Hierbei bildet sich dann wiederum eine für die Meereso rganiemen giftige Zone entlang der zu, schützenden Unter-Wasserfläche·

Die für diese elektrischen Bedingungen erforderlichen Stromkreise sind die gleichen wie die für den kathodischen Schutz. von Schiffsrumpf en bekannten Stromkreise·

Der aus der Zlnk/Alüminium-Legierung bestehende Überzug kann auf verschiedene Welse aufgebracht werden, z.B. durch Plattieren, durch Aufbringen als in einem geeigneten filmbildenden

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Bindemittel disp ergiert es. Pulver oder im Wege des Metallspritzverfahrens, das für- die vorliegende Erfindung den Vorzug verdient© Hierbei kann mit der üblichen Spritzpistole und — technik ein für die erfindarigsgemäßen Zwecke sehr guter Überzug hergestellt werden·

Da ein Schiff längere Zeiten hindurch stilliegen kann, κ±± ist anzustreben, daß der Überzug im Seewasser nicht in weniger, als drei Monaten polarisiert und damit aufhört, sich zu lösen. Dies ist selbstverständlich eine zu lange Zeit für praktische Versuche an einem überzug« Aus diesem Grunde wurden Versuche zur Bestimmung der Zeit bis zur Polarisation verschiedener überzüge in einer synthetischen Salzlösung durchgeführte Durch Vergleichsversuche wurde festgestellt, daß einer Zeit von acht Stunden bis zur Polarisierung des Überzuges auf einem in der synthetischen Salzlösung untersuchten Probestückes, nach welcher also der Überzug nicht mehr in Lösung geht, eine Zeit von einem Monat bis zur Polarisierung des gleichen Überzuges in einem Seehafen, in dem der Versuch unter gleichen Bedingungen durchgeführt wurde, entspricht.

Versuchsanordnung und -durchführung

Der für den Versuch gewählte Stromkreis entsprach im wesentlichen demjenigen, der in "Electrochemistry", 1956» Seite 190, beschrieben worden ist«

Die Versuc'hs'ano'rdnung ist in der Abbildung schematisch veranschaulicht· Die beiden Zellenteile 1A und 1B sind durch eine Bergmilch-Salzbrücke 10 miteinander verbunden« Im Zellenteil 1B befindet sich eine Platinelektrode 3 und im Zellenteil 1A ein Probestück 4« Dieses Probestück besteht aus einem kleinen, 1 cm χ 1 cm großen, aus einer Stahlplatte mit.angelötetem Bleiüberzug herausgeschnittenen Körper, bei dem außer der mit dem zu untersuchenden Überzug zusätzlich versehenen !'lache alle anderen Flächen mit einer wasserundurchlässigen Isolierschicht ab-^: gedeckt sind. Der Strom kommt aus der Zelle 6 und wird in folgender V/eise geregelt?

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■■■.-. .. .;-. 5 - ' ■■■..■ .;■■ ■ ;. . . .■:

Der Schalter S^j wird zunächst geöffnet und damit der Widerstand E^ aus dem Stromkreis abgeschaltet, während der Schalter Sp geöffnet und damit das Mikroamperemeter 7 ih den Stromkreis eingeschaltet wird» Mit Hilfe der verstellbaren Widerstände R₀

■ -■ ρ ■ ^-

und fi, wird die Stromstärke auf 10 Mikroampere je cm der ÜlDer-.zugsfläche des Probestückes eingeregelte Danach wird der Schalter S,| geschlossen und der Widerstand E^ so eingestellt, daß der Strom je zur Half te durch diesen Widerstand und durch das Amperemeber 7 fließt» Hierauf wird der Schalter S₀ geöffnet und damit das Amperemeter abgeschaltet.

Die jeweilige Anodenspannung wird "durch das Eegistriergerät 8 gemessen und angezeigt, welches mit Hilfe des Yoltmessers 9 genau eingestellt wird, Hierbei wird die Spannung xwinssM«K zv/ischen dem Probestück Λ und der. Silber/Sil-berchlorid—Bezugs—" elektrode/gemessen»

In dem "Registriergerät-8 werden die Sp annungs Schwankungen zwischen dem Probes bück und der Bezugselektrode auf/dem Registries- streifen laufend aufgezeichnet* Mit Hilfe des Schalters .S_x

werden ■> kann das Voltmeter 9 In den Stromkreis eingeschaltet/, so daß durch die hierdurch bewirkte Kalibrierung des RegistrierStreifens von diesem die Spannungsanzeigen unmittelbar in Millivolt abgelesen werden können. Die Zeit bis zum Beginn.der Polaris^ tion des Überzuges ergibt sich aus der Länge des Registrieratreifens,/soweit auf diesem die unpolarisierte Spannung verzeichnet ist;, und der bekannten linearen &eschwindigkeife des . Registriersbreifena» ,

Unter diesen Bedingungen wurden in einem aus einer Lösung von 30 g Natriumchlorid und 7t5 S iiatriumkarbonat in 1 1 Wasser _: bestehoiiden Elofcbrolyben Probestücke untersucht, welche mit je einem Oberzug aus hochreinen Zinlc/Aluminlum-Legierangen nachstehender Zusammensetzungen yeraehen. waren«, Es ergaben sich hierbei folgende Lölten bis zum Beginn der Polarisation}

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L· e gi e rung s au a ajomens e t zug ■ Zn (Gew.-#) AL (Gew.-.#)

Zeit bis zur Polarisation

99,7	0,3
99,5	0,5
97,0	3,0
95,0	5,0
93,0	7,0
90,0	ΊΟ, 0
78,0	22,0
65,0 >	35,0

	als	VJl	Tage ■
	Il	34	Il
mehr	Il	44	H
' Il		30	Il
Il	als	40
	Il	39	Il .
mehr	44	11
Il	28	Il

Yergleichsweise entspricht eine unter den Bedingungen der vorstehenden Versuche sich ergebende* Zeit bis zur-Polarisation von 180 Stunden einer Zeit von etwa zwei Jahren bis zur Polarisation des gleichen Überzuges in normalem Seewasser.

Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Abänderungen des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich,■ ■

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Claims

/ 1» jVerfahren zum Schutz von Unterwasserkonstruktionen gegen. . Meeresorganismenbefall und. Korrosion, d ä d u r c h g e kennzeichen et, daß auf mindestens einen Teil der zu schützenden Unterwasser fläche ein durch seine anodische Auflösung eine Lösungsprodukte enthaltende, die Meeresorganismen. fernhaltende bzw. deren Anwachsen verhütende Zone entlang der Unterwasserfläche "bildender Überzug einer Zink/Aluminium^Le— gierung mit einem Gehalt an 0,3 bis 50 Gew·-·^ Aluminium auf getragen, wird« ™

2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus etwa 95 % Zink und etwa 5 % Aluminium bestehende Legierung als Überzug aufgetragen wird»

3· Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der überzug mittels einer Spritzpistole unter Zuführung der Legierung in Pulverform aufgetragen wird·

4· Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß bei drohendem Organismenbefall die anodische Auflösung des Überzuges mittels eines elektrischen Außenpotentials M herbeigeführt wird·

dadurch gekennzeichnet, 5» Verfahren nach Anspruch 4,/daß die Stromstärke auf 2 bis 12

2 ■

Mikroampere je cm der Überzugsfläche eingestellt wird·

6» Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromstärke auf 6
eingestellt wird·
2 Stromstärke auf 6 bis 10 Mikroampere je cm der Überzugsfläche

7· Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht mehr bestehender Gefahr des Anwachsens von Meeresorganismen eine Stromumkehr vorgenommen wird«,

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