JP2735792B2 - アルミニウム材の防食方法及びアルミニウム材防食用の犠牲陽極 - Google Patents

アルミニウム材の防食方法及びアルミニウム材防食用の犠牲陽極

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JP2735792B2 JP6170733A JP17073394A JP2735792B2 JP 2735792 B2 JP2735792 B2 JP 2735792B2 JP 6170733 A JP6170733 A JP 6170733A JP 17073394 A JP17073394 A JP 17073394A JP 2735792 B2 JP2735792 B2 JP 2735792B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、純アルミニウムやアル
ミニウム合金(以下、「アルミニウム材」と称する)を
陰極防食する方法、及びその陰極防食に用いる犠牲陽極
に関するものである。
【0002】
【従来技術及びその問題点】アルミニウム材は、耐食
性、溶接性に優れているので、例えば水泳用プールとし
て広く使用されている。しかし、腐食による事故が全く
無いわけではない。敷砂として、多量の塩素イオンを含
む海砂や水はけの悪い山砂を使用した場合には、プール
外面に孔食が発生することがある。また、コンクリート
基礎部からアルカリ成分が溶出することによって、プー
ル外面に腐食が発生することがある。また、プール水の
中に含まれる殺菌剤が多かったり、プール水として含有
物の多い地下水や温泉水を用いた場合には、プール内面
に孔食が発生することがある。更に、ステンレス製、鉄
製のアンカーボルト等との間にカルバニ腐食を起こすこ
ともある。
【0003】そして、従来から、プールの腐食対策とし
ては、次のことが講じられている。 (1) プール水の成分を制限する、(2) 敷砂として、塩素
イオンを含まない採石6号又は7号を使用する、(3) プ
ール外面にタールエポキシ塗装を施す、(4) プール内面
にエポキシ塗装を施す、(5) プールの基礎部に水抜きを
設置する、(6) 異種金属との接触をなくす、(7) 陰極防
食を行なう。
【0004】陰極防食は、犠牲陽極を用いて防食電流を
流し、陰極となる金属の防食を図るものであるが、犠牲
陽極として、亜鉛からなるもの、マグネシウムからなる
ものを用いることが知られている。しかし、淡水中にお
けるアルミニウム材の陰極防食の場合、亜鉛陽極では陽
極から僅かな範囲しか防食できず、マグネシウム陽極で
は過防食が起こるという欠点があった。
【0005】
【発明の目的】本発明は、アルミニウム材に対し、広範
囲に、良好に、陰極防食を行なうことができる方法を提
供すること、及びその方法に用いる犠牲陽極を提供する
ことを目的とする。
【0006】
【目的を達成するための手段】本発明のアルミニウム材
の防食方法は、アルミニウム材より低い自然電位を有し
且つアルミニウム材を過防食させることのできる第1の
金属を陽極として用いて、陰極防食し、過防食させた
後、アルミニウム材より低く且つ第1の金属より高い自
然電位を有する第2の金属を陽極として用いて、アルミ
ニウム材を防食することを特徴としている。
【0007】本発明のアルミニウム材防食用の犠牲陽極
は、アルミニウム材より低い自然電位を有し且つアルミ
ニウム材を過防食させることのできる第1の金属と、ア
ルミニウム材より低く且つ第1の金属より高い自然電位
を有する第2の金属とからなっており、第1の金属と第
2の金属が積層された板状体であり、第1の金属が表層
となっていることを特徴としている。
【0008】第1の金属としてはマグネシウムやマグネ
シウム合金が、第2の金属としては亜鉛や亜鉛合金が、
挙げられる。
【0009】
【作用】請求項1記載の防食方法において、アルミニウ
ム材は、第1の金属によって過防食されると、その表面
状態が変化する。即ち、アルミニウム材の表面にはアル
カリ溶解されることによって腐食生成物が生じ、その腐
食生成物によってアルミニウム材表面の接液もれ抵抗が
増大する。そのため、その後に第2の金属を作用させる
と、抵抗が大きい腐食生成物の存在しない遠方にも防食
電流が流れることとなり、第2の金属による防食可能範
囲は、初めから第2の金属のみを用いた場合に比して、
広くなる。
【0010】請求項2記載の防食方法において、過防食
によって生成する腐食生成物は広い範囲に及ぶこととな
る。
【0011】請求項3記載の防食方法において、マグネ
シウム及び亜鉛は常用の金属であるので、利用が容易で
ある。
【0012】請求項4記載の犠牲陽極においては、第1
の金属の自然電位が第2の金属より低く、第1の金属の
表面積が第2の金属より大きいため、第2の金属が作用
する前に、第1の金属が円滑に作用する。従って、ま
ず、第1の金属が作用し、第1の金属が消失した後に第
2の金属が作用することとなる。しかも、構造が簡単で
ある。
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図1は本発明の犠牲陽極を用いたプールの一部を示
す縦断面斜視図である。図において、1はプール槽、2
は還流口、3は還流ダクト、4はろ過装置へ続く排水用
配管である。これらの構成部材は、A5052又はA6
063のアルミニウム合金である。そして、犠牲陽極1
0は、配管4の内壁41に取付けられている。
【0017】図2は犠牲陽極10が取付けられた配管4
の拡大断面部分図である。犠牲陽極10は、2種類の金
属が積層されてなる板状体であり、表層11はマグネシ
ウムからなり、裏層12は亜鉛からなっている。表層1
1のマグネシウムの量は、陰極防食を行なった際に、配
管4(即ち、アルミニウム合金)の電位がそれ以下には
下降しない電位となる頃、即ちアルミニウム材表面に腐
食生成物が広い範囲に充分生成する頃に、消失してしま
う程度に設定されている。表層11は裏層12に対して
溶射して設けられている。なお、表層11は裏層12に
対してボルト固定してもよい。犠牲陽極10は、配管4
の内壁41にボルト固定されている。
【0018】上記アルミニウム合金、マグネシウム、亜
鉛の、各自然電位は、硫酸銅電極基準で、−0.53
V、−1.40V、−1.00Vである。そして、上記
アルミニウム合金が防食され得る電位即ち防食領域は、
−0.67V〜−1.10Vである。
【0019】ところで、マグネシウムのみからなる犠牲
陽極(マグネシウム陽極)を用いてアルミニウム合金の
陰極防食を行なうと、アルミニウム合金の電位は次のよ
うに変化する。即ち、マグネシウム陽極によってアルミ
ニウム合金の電位が下降し、その電位は防食領域内に入
るため、アルミニウム合金は防食される。しかし、更
に、時間が経過すると、アルミニウム合金の電位は更に
下降して防食電位よりも低くなり、アルミニウム合金は
過防食されることとなる。図3はその変化を具体的に示
す図である。図3において、縦軸はアルミニウム合金の
電位を示し、横軸は犠牲陽極からの距離を示す。また、
図3では、表1に示すように、3種類の電気伝導度のプ
ール水に対して、犠牲陽極を、1週間使用した場合と1
カ月使用した場合とを示している。
【0020】
【表1】
【0021】図3からわかるように、120μS/cmの
プール水に対しては、1週間使用の場合には800mmま
で防食されるが、1カ月使用の場合には200mmまでが
過防食となる。また、220、400μS/cmのプール
水に対しては、1週間使用の場合には1600、220
0mmまで防食されるが、1カ月使用の場合には160
0、1800mmまでが過防食となる。即ち、マグネシウ
ムのみからなる犠牲陽極を用いた場合には、使用期間の
経過により広い範囲が過防食されてしまう。
【0022】一方、亜鉛のみからなる犠牲陽極(亜鉛陽
極)を用いてアルミニウム合金の陰極防食を行なうと、
アルミニウム合金の電位は次のように変化する。即ち、
亜鉛陽極によってアルミニウム合金の電位が下降し、そ
の電位は防食領域内に入るため、アルミニウム合金は防
食される。図4はその変化を具体的に示す図である。図
4において、縦軸はアルミニウム合金の電位を示し、横
軸は犠牲陽極からの距離を示す。また、図4では、表2
に示すように、2種類の電気伝導度のプール水に対し
て、犠牲陽極を、1週間使用した場合と1カ月使用した
場合とを示している。
【0023】
【表2】
【0024】図4からわかるように、120μS/cmの
プール水に対しては、1週間使用の場合及び1カ月使用
の場合のいずれにおいても防食されなかった。400μ
S/cmのプール水に対しては、1週間使用の場合及び1
カ月使用の場合共に防食されたが、その範囲は600、
1000mmであり、狭いものであった。即ち、亜鉛のみ
からなる犠牲陽極を用いた場合には、防食範囲が狭かっ
た。
【0025】ところが、本発明の犠牲陽極10によれ
ば、まず、表層11のマグネシウムが作用し、表層11
が消失すると、裏層12の亜鉛が作用する。マグネシウ
ムの作用は、図3を示して説明した通りであり、配管4
は過防食される。そして、表層11が消失した後、亜鉛
が作用する。即ち、マグネシウムが過防食するまで作用
した後、亜鉛に切替わって、亜鉛が作用する。このよう
な場合、アルミニウム合金の電位は具体的には図5のよ
うに変化する。図5において、縦軸はアルミニウム合金
の電位を示し、横軸は犠牲陽極からの距離を示す。ま
た、黒丸はマグネシウムを1カ月使用した場合、白四角
は亜鉛に切替わった直後、黒三角はその後に亜鉛を1カ
月使用した場合を、それぞれ示している。なお、プール
水の電気伝導度は220μS/cmである。
【0026】図5からわかるように、アルミニウム合金
の電位は、亜鉛に切替わった直後に一気に上昇し、1カ
月使用後には防食電位まで上昇する。そして、その防食
領域内の電位を維持している範囲は非常に広くなってい
る。即ち、防食可能距離は増大している。ちなみに、図
4に示す黒三角は亜鉛のみからなる犠牲陽極を1カ月使
用した場合であり、その防食領域は1000mmにすぎな
いが、図5の黒三角は1000mmを軽く越えている。
【0027】このように本発明の犠牲陽極10によれ
ば、マグネシウムによって過防食となった後、亜鉛によ
り防食するので、過防食が続くことによるアルミニウム
合金即ち配管4の腐食を防止して、更に防食することが
できる。しかも、亜鉛による防食範囲を、亜鉛のみから
なる犠牲陽極を用いた場合(図4)に比して、非常に広
いものにできる。
【0028】亜鉛による防食範囲が広くなるのは、次の
理由によると考えられる。即ち、アルミニウム合金は、
マグネシウムによって過防食されると、その表面状態が
変化する。即ち、アルミニウム合金の表面にはアルカリ
溶解されることによって腐食生成物が生じ、その腐食生
成物によってアルミニウム合金表面の接液もれ抵抗は増
大する。そのため、その後に亜鉛を作用させると、抵抗
が大きい腐食生成物が存在しない遠方にも防食電流が流
れることとなり、その結果、亜鉛による防食可能範囲は
広くなる。
【0029】本発明の犠牲陽極10では、表層11のマ
グネシウムの量を、アルミニウム合金の電位がそれ以下
には下降しない電位になる頃、即ちアルミニウム合金表
面に腐食生成物が広い範囲に充分生成する頃に、消失し
てしまう程度に設定しているので、充分な過防食が行な
われる。従って、亜鉛による防食可能範囲は、限界まで
広いものとなる。
【0030】なお、上記実施例では、犠牲陽極10とし
て積層構造の板状体を用いているが、これに限るもので
はない。例えば、マグネシウムで亜鉛を被覆した構造の
ものでもよい。また、表層11にはマグネシウムを用
い、裏層12には亜鉛を用いているが、これらに限るも
のではなく、自然電位が次のようになる材料即ちアルミ
ニウム材>裏層12>表層11となる材料であればよ
い。
【0031】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、次のよ
うな効果を奏する。 (1)請求項1記載の防食方法によれば、第1の金属に
よる過防食が続くことによってアルミニウム材が腐食さ
れるのを防止して、更に防食することができる。しか
も、第2の金属による防食可能範囲を、第2の金属のみ
からなる犠牲陽極を用いた場合に比して、非常に広いも
のにできる。
【0032】(2)請求項2記載の防食方法によれば、
過防食によるアルミニウム材表面への腐食生成物を広い
範囲に充分生成させることができ、従って、第2の金属
による防食可能範囲を限界まで広くできる。
【0033】(3)請求項3記載の防食方法によれば、
常用の金属を用いるので、防食方法を有効且つ実用的に
実施できる。
【0034】(4)請求項4記載の犠牲陽極によれば、
第1の金属の自然電位が第2の金属より低く且つ第1の
金属の表面積が第2の金属より大きいので、第2の金属
が作用する前に、第1の金属を円滑に作用させることが
できる。即ち、まず、第1の金属を作用させ、第1の金
属が消失した後に第2の金属を作用させることができ
る。従って、請求項1記載の防食方法を適切且つ円滑に
実施できる。しかも、構造が簡単であるので、製作、取
付等の作業が容易であり、コスト面で有利となる。
【0035】
【0036】
【0037】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の犠牲陽極を用いたプールの一部を示
す縦断面斜視図である。
【図2】 本発明の犠牲陽極が取付けられた配管の拡大
断面部分図である。
【図3】 マグネシウムのみからなる犠牲陽極を用いて
陰極防食を行なった場合のアルミニウム合金(陰極)の
電位の変化を示す図である。
【図4】 亜鉛のみからなる犠牲陽極を用いて陰極防食
を行なった場合のアルミニウム合金(陰極)の電位の変
化を示す図である。
【図5】 本発明の防食方法による場合のアルミニウム
合金(陰極)の電位の変化を示す図である。
【符号の説明】
10 犠牲陽極 11 表層 12 裏層

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミニウム材を犠牲陽極を用いて陰極
    防食する方法において、 アルミニウム材より低い自然電位を有し且つアルミニウ
    ム材を過防食させることのできる第1の金属を陽極とし
    て用いて、陰極防食し、過防食させた後、 アルミニウム材より低く且つ第1の金属より高い自然電
    位を有する第2の金属を陽極として用いて、アルミニウ
    ム材を防食することを特徴とするアルミニウム材の防食
    方法。
  2. 【請求項2】 過防食を、アルミニウム材の電位がそれ
    以下には下降しない電位となるまで行なう請求項1記載
    のアルミニウム材の防食方法。
  3. 【請求項3】 第1の金属がマグネシウムであり、第2
    の金属が亜鉛である請求項1記載のアルミニウム材の防
    食方法。
  4. 【請求項4】 アルミニウム材を陰極防食するために用
    いる犠牲陽極において、 アルミニウム材より低い自然電位を有し且つアルミニウ
    ム材を過防食させることのできる第1の金属と、アルミ
    ニウム材より低く且つ第1の金属より高い自然電位を有
    する第2の金属とからなっており、第1の金属と第2の
    金属が積層された板状体であり、第1の金属が表層とな
    っていることを特徴とするアルミニウム材防食用の犠牲
    陽極。
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