JPH0835085A

JPH0835085A - 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

Info

Publication number: JPH0835085A
Application number: JP6170733A
Authority: JP
Inventors: Zenichi Tanabe; 善一田部; Tomohiro Hayasaka; 友宏早坂
Original assignee: Nippon Aluminium Co Ltd
Current assignee: Nippon Aluminium Co Ltd
Priority date: 1994-07-22
Filing date: 1994-07-22
Publication date: 1996-02-06
Anticipated expiration: 2013-04-02
Also published as: JP2735792B2

Abstract

(57)【要約】【目的】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であ
る。【構成】アルミニウム合金（配管４）を犠牲陽極１０
を用いて陰極防食する方法において、アルミニウム合金
より低い自然電位を有するマグネシウム（表層１１）を
陽極として用いて、陰極防食し、過防食させた後、アル
ミニウム合金より低く且つマグネシウムより高い自然電
位を有する亜鉛（裏層１２）を陽極として用いて、アル
ミニウム合金を防食することを特徴とする防食方法であ
る。

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、ま
ず、第１の金属を作用し、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。

【００１３】請求項５記載の犠牲陽極において、過防食
は、アルミニウム材の電位がそれ以下には下降しない電
位となる頃まで、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まで行なわれることとなる。

【００１４】請求項６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。しかも、構造
が簡単である。

【００１５】請求項７記載の犠牲陽極において、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。

【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、
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に実施できる。

【００３５】（５）請求項５記載の犠牲陽極によれば、
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
領域に充分生成させた後に、自然に第２の金属を作用さ
せることができる。従って、請求項２記載の防食方法を
適切に実施できる。

【００３６】（６）請求項６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。従って、請求項１記載の防食方法を円滑に実施
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。

【００３７】（７）請求項７記載の犠牲陽極によれば、
常用の金属を用いるので、実用的である。

【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

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。
【請求項５】第１の金属の量が、アルミニウム材が第
１の金属により過防食となり且つ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頃に、消失する程
度に設定されている請求項４記載のアルミニウム材防食
用の犠牲陽極。
【請求項６】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請求項４記
載のアルミニウム材防食用の犠牲陽極。
【請求項７】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４記載のアルミニウム材防食
用の犠牲陽極。