DE416421C - Verfahren zum Schutze von Rohren und Konstruktionsteilen aus Kupfer - Google Patents

Description

Kupfer und kupferhaltige Legierungen werden in elektrisch leitendem Wasser infolge der normalen Lösungstension des betreffenden Materials korrodiert. Metalle, die in der elektrolytischen Spannungsreihe unterhalb Kupfer liegen, insbesondere Eisen, Zink, Aluminium, und deshalb unedlere Metalle als Kupfer sind, haben in elektrisch leitendem Wasser die Wirkung, Metallteile aus Kupfer oder kupferhaltigen Legierungen, die ebenfalls mit dem elektrisch leitenden Wasser in Berührung stehen und mit denen sie metallisch verbunden sind, kathodisch zu machen. Dies kommt daher, daß die Lösungstension der unedleren Metalle entsprechend ihrer Stellung in der elektrischen Spannungsreihe größer ist als diejenige des Kupfers oder der Kupferlegierung. Es entsteht deshalb ein Strom, der in der Flüssigkeit die Richtung vom unedleren Metall zu dem Kupfer oder der kupferhaltigen Legierung hat, wobei also das unedlere Metall Anode, das kupferhaltige Metall Kathode eines kurzgeschlossenen galvanischen Elementes wird. Es ist bekannt, die genannten unedleren Metalle in Form von Blechen, Platten oder Klötzen als sogenannte Protektoren zu verwenden, indem man sie gut leitend mit dem zu schützenden kupferhaltigen Metall verbindet und»sie in die Flüssigkeit eintauchen läßt. Das Schutzmetall wird aufgelöst unter Bildung von Metallsalzen, während das Kupfer oder die Kupferlegierung unangegriffen bleibt. Als Nebenerscheinungen kommen dabei vor: kathodische Wasserstofferzeugung und Bildung von Hydroxyden der als Kationen im Wasser enthaltenen Metalle; anodische Bildung von Metallsalzen. Die Entstehung von Hydroxyden ist nur dann nützlich, wenn sie zur Bildung von festhaftenden, dichten Isolierschichten führt, was unter anderem von der Wahl passender Schutzmetalle und der Möglichkeit, daß die Anodensalze an die Kathode geschwemmt werden, abhängt. Nebenbei sei bemerkt, daß die zufällige Bildung solcher Schichten unter dem Einfluß von Lokalelektrolysen an der Oberfläche von zweiphasigen zink- oder aluminiumreichen Messingen auch der Grund ist für das hie und da beobachtete korrosionssichere Verhalten solcher Legierungen. Die erwähnte anodische Bildung von Metallsalzen und deren Verteilung in der Flüssigkeit sind auch|wichtig, weil sie die dem Wasser durch die kathodisch entstehenden Alkalien erteilte, Lokalkorrosionen befördernde alkalische Reaktion beseitigen.

Der durch die Protektoren auf diese Weise erzeugte Schutz des Kupfers bzw. der kupferhaltigen Legierungen gegen Korrosion hat jedoch den Nachteil, daß er sich nur auf die den Protektoren zunächst liegenden -Teile der zu schützenden Metalloberfläche beschränkt und 6p seine Wirkung daher mit der Entfernung von den Protektoren rasch^: abnimmt.

Es tragen übrigens außer den normalen Wirkungen der Lösungstension noch andere Wirkungen zur Korrosion der kupferhaltigen Metallteile bei. Zu nennen sind hauptsächlich elektrolytische und chemische Wirkungen der einmal gebildeten Kupfersalze. Aufgelagerte Krusten, aus verschiedenen, teils sehr unbeständigen Kupfersalzen bestehend, reagieren unter sich und mit dem blanken Metall, das sie ίο decken, teils direkt chemisch, teils durch Bildung von Lokalelektrolysen unter dem Einfluß von sogenannten Konzentrations- und Oxydationsketten: Luftgehalt und Wassertemperatur sind dabei von Einfluß. Diese Wirkungen kommen in einiger Entfernung von den Protektoren voll und ungestört zur Geltung. Daher kann das Verfahren, kupferhaltige Metallteile durch Protektoren gegen Korrosionen zu schützen, nicht als befriedigend angesehen werden.

Etwas günstiger ist in dieser Beziehung ein anderes bekanntes Verfahren, bei welchem Eisen als Schutzmetall in fein verteilter Form als Eisenfeile oder Eisenspäne festhaftend, beispielsweise durch Aufwalzen, mit der zu schützenden Oberfläche verbunden wird. Man schafft auf diese Weise eine zweckmäßigere Verteilung der Protektoren über die ganze Oberfläche. Der Nachteil dieses Verfahrens ist aber der, daß das Schutzmetall rasch verbraucht wird und nicht ersetzbar ist.

Es ist im weiteren bekannt, durch Zusatz hydrolytisch spaltbarer, dabei sauer reagierender Salze zur Flüssigkeit einen Potentialausgleich auf der Metalloberfläche zu scharfen, womit wenigstens die Schädigungen durch Lokalelektrolysen verhindert werden.

Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren, dessen Wirkung teilweise ebenfalls auf der Anwendung elektrolytischen Schutzes, teilweise auf Beeinflussung der Oberflächenbedingungen beruht, hat allen diesen Verfahren gegenüber nun wesentliche Vorteile. Es haftet ihm der Mangel der räumlichen und zeitlichen Beschränkung der bekannten kathodischen Schutzverfahren nicht an. Die Bildung von Isolierschichten wird gefördert und zudem wird die Beseitigung der Kupferionenkonzentration und des im Wasser gelösten Luftsauerstoffes erreicht. Es unterscheidet sich von den erwähnten bekannten Verfahren besonders dadurch, daß das Schutzmetall nicht von vornherein fest mit dem zu schützenden Metallteil verbunden wird, sondern in freier Verteilung dem Betriebswasser beigemengt wird. Von einem anderen bekannten Verfahren zum Entfernen von Korrosionsschichten an Gegenständen aus Silber oder anderen Edelmetallen durch Kochen ί in alkalischen Reinigungsbädern, denen Alu- ; minium in Pulverform beigemengt wird, unter- j scheidet es sich erstens im Anwendungsgebiet [ und ferner dadurch, daß nicht eine Reinigung unter dem Einfluß naszierenden Wasserstoffes bezweckt wird, sondern im Gegenteil eine gewisse Verkrustung der Metalloberfläche mit Schutzoxyden.

Es wird nun zum Schütze von Rohren und Konstruktionsteilen aus Kupfer und kupferhaltigen Legierungen, insbesondere von Kondensatorrohren, welche mit elektrisch leitendem Wasser in Berührung kommen, unter Verwendung eines unedleren Metalles als Kupfer in fein verteiltem Zustand, erfindungsgemäß dieses unedlere Metall dem Betriebswasser beigemischt. Die Wirkungsweise ist die folgende: Einzelne - Teilchen des zum Schlitze eingeführten Metalles kleben an den zu schützenden Metalloberflächen fest, kommen damit in mehr oder weniger guten elektrischen Kontakt und wirken so als über die ganze Fläche verteilte kleine Einzelprotektoren, von denen jeder seine nächste Umgebung kathodisch macht iind damit schützt und mit Isolierschichten bedeckt. Andere der Teilchen reagieren mit dem im W'asser gelösten Sauerstoff und beseitigen damit einen wichtigen Korrosionsfaktor. Andere Teilchen reagieren mit den an den Metallflächen entstehenden Kupfersalzen, indem sie durch Ionenverdrängung metallisches, schwammiges Kupfer ausfällen. Dieses hat, wie Versuche gezeigt haben, keine schädliche Wirkung. Lokalelektrolysen kommen unter seinem Einfluß bei nicht saurer Reaktion der Flüssigkeit nicht zustande. Die bei dem Vorgang entstehenden Metallsalze wirken einerseits neutralisierend durch Beseitigung von Alkalität und anderseits isolierschichtbildend. Die Tatsache, daß Schutzmetall in feiner Verteilung beigefügt wird, bewirkt, daß es sich in der Flüssigkeit in Suspension befindet und sich nur nach und nach, sowie hauptsächlich in toten Winkeln absetzt, also gerade dort, wo sich auch die ausgeschiedenen Kupfersalze absetzen. Das Ergebnis ist, daß anstatt schädlichen Krusten von Kupfersalzen sich nützliche Schutzschichten von Hydroxyden der im Wasser gelösten Leichtmetalle und gleicher Verbindungen der Schutzmetalle anlagern. Diese Schichten können sich durch Absorption von Kohlensäure teilweise in Karbonatschichten umwandeln.

Schutzmetalle, die sich zur Ausführung des Verfahrens besonders eignen, sind: Eisen, Zink, Aluminium. Die Schutzmetalle können unmittelbar als trockenes Pulver, feine Späne oder in wäßriger oder sonstiger Aufschwemmung in das Wasser gebracht werden. Die Beimischung der Schutzmetalle kann auch nur periodisch erfolgen, und während der Zeit der Beimischung ^rkann das Wasser in geschlossenem Kreislauf bewegt bzw. umgewälzt werden.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche: _als Kupfer, in fein verteiltem Zustand, da-

   i. Verfahren zum Schütze von Rohren durch gekennzeichnet, daß dieses unedlere

   und Konstruktionsteilen aus Kupfer und j Metall dem Betriebswasser beigemischt

   kupferhaltigen Legierungen, insbesondere , wird.

   Kondensatorrohren, welche mit elektrisch , 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch

   leitendem Wasser in Berührung kommen, | gekennzeichnet, daß das Beimischen peri-

   uiiter Verwendung eines unedleren Metalles \ odisch erfolgt.

   BERLIN. GEDRUCKT IN t>ER REICHSDRUCKEREI.