JPH04157128A - 流電陽極用アルミニウム合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は鉄鋼構造物の電気的防食に好適の流電陽極用ア
ルミニウム合金に関する。

［従来の技術］ 従来、海水中、海上中あるいは土中で使用される鉄鋼構
造物の防食法として、防食電流により鉄を腐食に対する
安定領域に保持する電気防食法が広く用いられている。

この電気防食法には、例えば高シリコン鋼、白金などの
陽極電位の責な不溶性合金を陽極として用い、被防食体
を陰極とじてこれを接続し、その中間に直流電源を配置
して強制的に通電させて防食電流を得る外部電源法と、
アルミニウム合金、亜鉛合金、マグネシウム合金などの
陽極電位の卑な合金を陽極として用い、陽極が腐食され
ることにより発生する余剰電子を防食電流として得る流
電陽極法の２種類がある。このうち、外部電源法はその
設備が大規模となりやすく、また防食する期間中連続し
て通電を行わなければならず、コストが高くつくため通
常は流電陽極法が多く用いられている。

このうちアルミニウム合金流電陽極は、マグネシウム合
金あるいは亜鉛合金と比較して単位重量当たり最も高い
発生電気量を示し、少ない重量で広範囲の被防食体であ
る鉄鋼構造物を防食出来ることから海水中あるいは海上
中で使用される船舶、鋼矢板、橋梁の基礎など腐食性の
高い環境において多く用いられている。

［発明が解決しようとする課題］ このような従来のアルミニウム合金陽極としては、ＡＩ
にＺｎｓ　Ｓｎ、、　Ｉｎｓ　Ｚｎ−Ｉｎ、Ｚｎ−５１
１％　Ｉｎ−Ｓｎ等さまざまの元素を各種の配合比率で
添加したものが提案または実用化されている。

流電陽極の特性値としては発生電気量、効率および陽極
電位が挙げられる。発生電気量とは単位重量あたりの防
食電気量のことであり、この値が大きいほど優れた陽極
であることを表している。

また同じ重量であれば値が大きいほど長期にわたり防食
電流を得られる、すなわち長寿命であるということを表
している。効率とはこの発生電気量と、合金の成分組成
によって決定される理論発生電気量（電気化学当量の逆
数であり、アルミニウムは２９８ＯＡ−ｈｒ／ｋｇ、亜
鉛は８２０Ａ−ｈｒ／ｋｇ、またマグネシウムは２２０
５Ａ−ｈｒ／ｋｇである）との比であり、全発生電気量
の何％が防食電流として有効に作用したかを表す数値で
ある。また、陽極電位とは合金の自然電位であり、鉄の
自然電位との差が大きいほど広範囲にわたり防食電流を
流すことが可能であることを示している。

上記の各種合金は効率が約８７〜８８％（発生電気量と
して２６００〜２６５ＯＡ　−ｈｒ／ｋｇ）といわれ、
最近の鉄鋼構造物の長寿命化を望む要求に対し十分でな
いという問題点を有するものであった。

本発明の目的は発生電気量が大きく、高効率、長寿命の
流電陽極用アルミニウム合金を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため本発明の合金は、Ｚｎ０．５〜
６、ｆＱ、ｏ　１＝０．０５、Ｓｉ０．０５〜０．３、
Ｔｉ　０．００５〜０．１、Ｂ　０．００１〜０．０２
、Ｍｇ０．１〜３、Ｃｅ０．０２〜０．２各重量％を含
み、残部がアルミニウムと不可避不純物からなる点に特
徴がある。

［作　用コ 以下に本発明合金の各成分組成範囲を上記の通りに限定
した理由について述べる。

Ｚｎは、ＡＩｌを主体とする合金において、Ａｆを活性
にする効果については、ＺｎはＩｎに比較すると小さい
が、ＩｎをＡｆｉ中に分散させる作用を有し、溶解表面
を平滑にするのに有効な作用をする。さらにＺｎは／／
２合金の水素過電圧を増大させる効果があり、平滑な溶
解表面を形成する効果とともに局部アノード、局部カソ
ードの形成による自己腐食を抑制し、発生電気量を増大
させる元素であるが、０．５重量％未満ではその効果が
十分ではなく、−方、６重置％を超えると陽極電位の資
化を招くのでその含有量を０．５〜６重量％とする必要
がある。

ＩｎはＡＩ！合金を活性化し、陽極電位を大きく卑にす
る作用を有するが、Ｚｎが０．５〜６重量％の範囲にお
いて、Ｉｎが０．０１重量％未満ではその作用が十分で
はなく、一方、０．０５重量％を超えると陽極電位は卑
になるが、Ｉｎ自体不均一に分散し、そのために局部腐
食を生じて電気量が低下するのでその含有量を０．０１
〜０．０５重量％とする必要がある。

ＳＬは発生電気量を向上させるのに有効な元素であるが
、その含有量が０．０５重量％未満ではその作用が十分
ではなく、一方、０．３重量％を超えると陽極電位の資
化を招くのでその含有量を０．０５〜０．３重量％とす
る必要がある。

Ｔｉ及びＢはＡｌ−Ｚｎ−Ｉｎ−Ｓｉ合金に添加される
事によって結晶組織が粗大な柱状晶から微細な粒状晶へ
と変化し、それにともなって合金の溶出が均一となり、
孔食、溝腐食並びに腐食生成物の付着を防止する。その
結果、溶解表面の均一性と平滑性が向上する。Ｔｉは０
．００５重量％未満、Ｂは０．００１重量％未満ではそ
の効果は十分ではなく、Ｔｉは００１重量％を超え、Ｂ
は０．０２重量％を超えると発生電気量の低下を招くの
でその含有量をＴｉは０．００５〜０．１重量％、Ｂは
ｏ、ｏｏｉ〜０．０２重量％とする必要がある。

ＭｇはＳｉとの相乗効果によりその電気量をさらに増大
させるのに効果的な元素であるが、０．　ｌ　ＩＥ量％
未満ではその効果がなく、一方３％を超えると陽極電位
の資化を招くのでその含有量を０．１〜３重量％とする
必要がある。

ＣａはＡＮ合金の孔食を防止し、結果として発生電気量
を増大させるのに有効な作用をする元素であるが、その
含有量が０．０２１量％未満ではその作用が十分ではな
く、一方、０．２重量％を超えると陽極電位の資化を招
くのでその含有量を０．０２〜０．２重量％とする必要
がある。

［実施例コ 以下に実施例を示す。

第１表に示す組成で添加元素を配合し黒鉛ルツボを用い
て熔解し、直径２０ｍ、長さ１５０ｍ５の丸棒状の金型
に鋳造して試験片とした。この試料を（社）腐食防食協
会が制定した「流電陽極試験法」（「流電陽極試験法お
よび同解説」、防食技術、ｖｏｌ、３１、ｐ６１２−６
２０．１９８２）に準拠し、実施した。略述すると、こ
れらの試験片は鋳肌表面の酸化物の影響を除くために最
終的にサンドペーパーの２４０番の粗さになるまで表面
を研磨し、側面の供試面積４０−を残して他はビニール
テープを用いて絶縁被覆した。さらに人工海水に水酸化
マグネシウムを飽和させた液を１リツトルのビーカー内
に満たし、これを試験液とした。試験片は容器中央に配
置してこれを陽極とし、容器側壁に沿って配置したステ
ンレス円筒板を極間距離を３０額にとり陰極として、間
に直流安定化電源をはさんで結線した。これを陽極電流
密度１．０　ｍＡ／ｃｄの定電流条件で２４０時間通電
し、試験片の重量減から発生電気量を算出した。また終
了直前の陽極電位を銀−塩化銀電極を用いて測定し飽和
甘木電極基準値（ＳＣＥ）に換算した。結果を第１表に
示す。

第１表から本発明の合金はいずれも比較合金に比較して
一１０００ｍＶ　（ｖｓ　、５ＣＥ）以下の十分に卑な
陽極電位と２７５０〜２８２ＯＡ−ｈｒ／ｋｇと十分に
高い発生電気量を具備している。

「発明の効果〕 本発明合金は、海水中あるいは海水中に設置された鉄鋼
構造物の電気防食に使用される場合、十分に卑な陽極電
位を有しながらかつ発生電気量２７５０〜２８２ＯＡ−
ｈｒ／ｋｇと合金の効率を従来の８７〜８８％から約９
６％にまで高めるものであり、長期間安定して使用され
得る超寿命の流電陽極を得ることができ、実用上顕著な
効果を発揮するものである。

特許出願人　住友金属鉱山株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、Ｚｎ０．５〜６、Ｉｎ０．０１〜０．０５、Ｓｉ０
   ．０５〜０．３、Ｔｉ０．００５〜０．１、Ｂ０．００
   １〜０．０２、Ｍｇ０．１〜３、Ｃｅ０．０２〜０．２
   各重量％を含み、残部がアルミニウムと不可避不純物か
   らなることを特徴とする流電陽極用アルミニウム合金。