JPS59113187A - アルミニウム材の陰極防食方法 - Google Patents

アルミニウム材の陰極防食方法

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JPS59113187A
JPS59113187A JP57222981A JP22298182A JPS59113187A JP S59113187 A JPS59113187 A JP S59113187A JP 57222981 A JP57222981 A JP 57222981A JP 22298182 A JP22298182 A JP 22298182A JP S59113187 A JPS59113187 A JP S59113187A
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corrosion
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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】 本発EyUu、犠性陽極を使用したアルミニウムおよび
アルミニウム合金(以下アルミニウムという)の陰極防
食方法に関するものである。
アルミニウム材は、軽量にして熱伝導性がよく。
しかも中性環境においては比較的腐食を受は難い金属材
料であるので、近時、広く化学機器などの構造材として
使用されているのであるが9例えばこれを熱交換器や貯
液槽などの海水や工業用水(以下水という。)に直接触
れる箇所に使用した場合、しばしば孔食や粒が腐食など
、所謂電気化学的原因に基く不均一腐食を生ずることが
知られている。
このような水に触れる箇所に使用されたアルミニウム材
の電気化学的腐食金防ぐ方法として、アルミニウム材弐
面に陽極酸化皮膜?施すか、または塗料などで塗装する
ことも行われているが、このような皮膜処理や塗装のみ
によったのでは、皮膜や塗装面に存在する潜在的な欠陥
や、使用中における皮膜の劣化や塗装面の剥離などによ
って。
長期に渉って十分な防食効果全期待することができなか
った。
従来、このような水中に浸漬された金属材の電気化学的
腐食を防止する方法として、金属材に水中においてその
金属材より卑な自然電位を示す他の金属材を取付けて、
水中における防食しようとする金属材の電位を常に孔食
電位より低く抑制する所謂犠牲陽極法が知られておシ、
鋼材などの腐食防止に広く用いられて効果を挙げている
本発明者らは、水中に浸漬し次陽極酸化処理または表面
塗装を施したアルミニウム材、もしくは裸のアルミニウ
ム材に上記犠牲陽極を適用して孔食や粒界腐食を防止す
る方法について1種々研究を重ねたが、いずれの場合に
おいても、アルミニウム材に単に従来の犠牲陽極法を適
用したのではニウム材は鋼材とは異なって、酸およびア
ルカリに溶ける所謂両性金属であることによるものであ
る。
すなわち、アルミニウム材が水中において実質的に腐*
を受けないで長期間安定して存在するためには、アルミ
ニウム材の合金の種類や浸漬環境などによっても幾分具
なるのであるが、その水中における自然電位が孔食電位
全上限として、それよjDn3Vないし[1L4V程度
低い狭い巾の電位域内に保たれねばならないことが知ら
れている。したがって、犠牲陽極を使用してアルミニウ
ム材を防食するためには、被防食材としてのアルミニウ
ム材全体に渉って、その陰極電位が可及的に上記安定電
位域内に保たれるように抑制する必要があるのであるが
、犠牲陽極として、水中におけるアルミニウム材の自然
電位に比較的近い電位をもった金属材を使用した場合、
アルミニウム材の犠牲陽極に近接した部分においては、
アルミニウム材と犠牲陽極との間に流れる陰極電位によ
って適正な電位抑制が行われるのであるが、アルミニウ
ム材の犠牲陽極と距離的に離れている部分は、水の電気
抵抗に起因して陰極電流の流れが少くなるために、十分
な電位抑制を行うことができ、この部分において孔食や
粒界腐食が発生することを避は難く、葦た。アルミニウ
ム材の犠牲陽極から距離的に離れた部分にまで電位抑制
をしようとして。
アルミニウム材に比べて十分に卑な自然電位をもった金
属材を犠牲陽極として使用すると、アルミニウム材の犠
牲陽極に近い部分において過度な電位抑制が行われ、こ
の部分に所謂過防食によるアルカリ腐食を起し勝ちとな
るのであった。このように、[米の犠牲陽極法によった
のでは、アルミニウム材全体に渉って、広範囲にその陰
極電位を安定域内に保つように抑制することが難しく、
このために犠牲陽極法のアルミニウム材への適用を著し
く狭めていたのであった。
本発明は、従来の犠牲陽極を使用したアルミニウム材の
陰極防食法における上記したような欠点を改善すべくな
されたものである。
すなわち1本発明は、犠牲陽極を使用したアルミニウム
材の陰極防食法において、水中に設けた参照電極を基準
として測定されたアルミニウム材の陰極電位が、あらか
じめ設定され上限を位まで上昇するごとに、該アルミニ
ウム材と犠牲陽極とを電気的に短絡することによって、
アルミニウム材の陰極電位を間欠的に抑制するアルミニ
ウム材の陰極防食方法である。
以下、添付図面に基いて本発明の方法を、更に具体的に
説明する。
第1図(a)は1本発明の方法の実施態様を例示する説
明図である。図において、(1)は、水中に浸漬された
被防食材としてのアルミニウム材、(2)はアルミニウ
ム材(11に近接して水中に設けられた参照電極であっ
て、参照電極(2)としては飽和カロメル電極のような
基準電極を使用することができるが。
必ずしもカロメル電極に限られるものではなく。
亜鉛やマグネシウムのような外部環境の変化に対して、
比較的安定した電極電位を示す金属極または金属合金極
を使用することもできる。(3)は電位測定装置であっ
て、アルミニウム材(1)と参照電極(2)とは導線に
よって電位測定装置(3)に結ばれて電位測定回路(6
) (6)が形成されておシ、電位測定装置(3)によ
って測定されたアルミニウム材(11と参照電極(2)
との間の電位差から求められた参照電極(2)を基準と
したアルミニウム材11)の陰極電位Vがあらかじめ設
定された上限電位VuKまで上昇すると。
電位測定装置(3)からリレー装置(5)に信号が発せ
られる。(4)は水中に設けられた犠牲陽極であって。
リレー装置(5)ヲ介してアルミニウム材(1)に結ば
れ陰極電流回路(7) (7)が形成されている。陰極
電流回路(7) (7)は、常時は開かれた状態にある
が、アルミニウム材(1)の電位が上限電位vuKまで
上昇しfc場合、電位測定装置(3)からの信号によっ
てリレー装置(5)が作動して陰極電流回路(7) (
7)が短時間閉ざされ、この間アルミニウム材(1)と
犠牲陽極(4)との間に短絡電流が流れて、アルミニウ
ム材(1)の陰極電位Vが間欠的に抑制されるごとくに
構成されている。
第1図(b)は2本発明の方法の他の実施態様であって
、第1図(a)に示す実施態様においては、水中に犠牲
陽極(4)とは別に参照電極(2)ヲ設け、アルミニウ
ム材(1)と参照電極(2)との間の電位差から求めら
れた参照電極(2)を基準としたアルミニウム材(1)
の陰極電位Vが、あらかじめ設定された上限電位Vuに
なったときに、′g1位測定装置(3)からの信号によ
ってリレー装置(5)が作動し、陰極電流回路(7) 
(7)が閉ざされてアルミニウム材(1)と犠牲陽極(
2)との間に短絡電流が流されるととくに構成されてい
るが、第1図(b)の実施態様においては、第1図ta
)に示されている参照電a(2)を省略し、犠牲陽極(
4會参照電極として兼用し、犠牲陽極(4′lとアルミ
ニウム材(1)との電位差から求められたアルミニウム
材fl)の陰極電位Vがあらかじめ設定された上限電位
Vuにまで到達したときに電位測定装置(3)から信号
が発せられてリレー装置(5)が作動し、陰極電流回路
(7) (7)が短時間閉ざされ、アルミニウム材(1
1と犠牲陽極(4′lとの間に短時間短絡電流が流れて
アルミニウム材(1)の陰極電位が間欠的に抑制される
ごとくに構成されたものである。
第2図は、第1図(aおよびb)の装置によって、犠牲
陽極としてマグネシウム極を用いて本発明の方法を実施
した場合の被防食材としてのアルミニウム材の比較的犠
牲陽極に近い部分における陰極電位の時間的変化を例示
したものである。図において、縦軸はアルミニウム材(
1)の陰極電位(飽オlカロメル電極全基準とした電位
)、横軸は時間の経過を表わす。すなわち、電位測定装
置(3)によって測定されたアルミニウム材(11と参
照電極(2)(第1図すにおいては犠牲陽極(菊)間の
電位差から求められたアルミニウム材(1)の陰極電位
■が上昇して、あらかじめ設定され次上限電位VuOa
1点に達したとき、電位測定装置(3)からの信号によ
ってリレー装置(5)が作動して、陰極電流回路(7)
 (7)が閉ざされて、犠牲陽極(4)(第1図すにお
いては(4’l)とアルεニウム材(1)とが短時間短
絡し、アルミニウム材(1)の陰極電位Vはb1点にま
で急速に引下げられる。次いで陰極電流回路(7)(7
)が開かれると。
陰極電位Vは直ちに上昇に転する。このときの陰極電位
Vの上昇は2曲線bI−alに示されるように初期にお
いては急速に回復し、その後ゆるやかに上昇を続ける。
このようにしてアルミニウム材(1)の陰極電位Vが上
限電位Vuのal点にまで戻ると、電位測定装置(3)
からの信号によってリレー装置が作動して、陰極電位V
は再びす1点にまで引下げられ2稜r  1)I  a
lに沿って上昇に転する。
上記から判るように9本発明のアルミニウム材の陰極防
食法においては、アルミニウム材の陰極電位があらかじ
め設定された上限電位Vuにまで上昇するごとに、犠牲
陽極とアルミニウム材とを短時間短絡してアルミニウム
材の陰極電位を間欠的に繰返して低下させる方法である
が、上記本発明の方法における。あらかじめ設定するア
ルミニウム材の上限電位Vuとしては、防食しようとす
るアルミニウム材の合金の種類、使用環境などによって
も幾分異なるが、アルミニウム合金材の使用環境におけ
る孔食電位付近(例えば、海水中におけるA110D材
にあっては、飽和カロメル電極を基準として−CL70
 V程度)ないしは、孔食電位よ、950mV程度低目
に設定することが望まし嘱また。犠牲陽極としては、被
防食材としてのアルミニウム材よりも同一使用環境にお
いてα3〜[18v程度低い電極電位を示す金属合金材
を使用することが望ましい。このような犠牲陽極材とし
ては、既知の鋼材の陰極防食に用いられている亜鉛。
マグネシウムなどを主成分とする犠牲陽極材から使用環
境に応じて適宜撰択使用することができもまた9本発明
におけるアルミニウム材の陰極電位が上限電位にまで上
昇したときに犠牲陽極とアルミニウム材とを短絡させる
時間tは、差程厳格に規定する必要はなく、一般的には
0.05〜2秒程度であることが望ましいが、I¥jK
アルカリ腐食を受は易い環境下における防食を除けば、
数秒間程度までは差支えない。
上記したように2本発明の方法は、水中に浸漬されたア
ルミニウム材の陰極電位が孔食電位付近にまで上昇する
ごとに、アルミニウム材と犠牲陽極とを短時間電気的に
短絡してアルミニウム材の電位を間欠的に抑制する方法
であるから、アルミニウム材の電位は常に孔食電位より
低く保たれ孔食や粒界腐食を確実に防止することができ
るばか9でなく、第2図にも示されるように、アルミニ
ウム材と犠牲陽極との短絡が解かれたときのアルミニウ
ム材の電位は初期において速やかに回復しその後ゆるや
かに上昇するのであるから、アルミニウム材がアルカリ
腐食域に曝される時間は、きわめて短かく、かつ、アル
カリ腐食には誘導時間があるので、陰極電位が一時的に
アルカリ腐食域にまで抑制されても、この間においてア
ルカリ腐食を受ける恐れはほとんどない。したがって9
本発明の方法によるときは、従来の陰極防食法に比べて
、十分に卑な電位をもった犠牲陽極材を使用することが
でき、アルカリ腐食を起す恐れなしにアルミニウム劇全
体に渉って広い範囲に孔食や粒界腐食などの電気化学的
Jに食を防止することができるのである。さらに本発明
の方法は、アルミニウム材と犠牲陽極との間に2間欠的
に防食電流が流されるのであるから、常時防食電流上流
す従来の方法に比べて犠牲陽極の消粁がはるかに少なく
て済むという利点をも併せて有する。
次に本発明の実施例を掲げる。
実施例1 被防食材試片として人1100アルミニウム板材(80
0鰭長×100団中×1朔厚)を使用し実験に供した。
試片の両側の長手方向に沿って流路巾約5咽の水路全つ
くり、&の一方の端からほぼ10G離れた位置に防食用
の巾40簡×長さ70簡×厚さ15■の犠牲陽極(材質
A z63 Mg−6,0NAL−3,(1%Zn−I
12XMn合金)を設け、犠牲陽極と試片の間に。
犠牲陽極と試片が間欠的に短絡できるような陰極電流回
路を設けた。使用水は天然海水(水温約20℃)とし、
はぼ20w/a6cの流速で流路に沿って流した。
試片に対して犠牲陽極と反対側に参照電極として標準カ
ロメル電極を設置し、これを基準として測定された試片
の電位が、あらかじめ設定され几上限電位(飽和カロメ
ル電極を基準として−CL70Vに設定)に1で上昇す
るごとに、電位測定装置から発せられる信号によって、
陰極電流回路を短時間([12秒に設定)短絡させて、
試片の電位の間欠的制御?行った。
このようにして10力月間の連続試験を行ったが、この
間における孔食の発生は皆無であり、アルカリ腐食も認
められなかった。
実施例2 被防食材試片としてA1100アルミ=ウム板材(寸法
実施例1と同じ)を使用した。
試片の両側に実施例1におけると同様の水路をつくp、
水路の一方の端からほぼ10譚離れた位置に参照電極兼
犠牲陽極としての巾40m×長さ70 @ X厚さ15
−の金属極(材質Ag65 Mg−6,CJにAt−3
,0%Zn−Q、2XMn合金)を設けた。使用水は実
施例1と同様に天然海水とし、はぼ20削/5111C
の流速で流した。
上記のようにして、参照電極兼犠牲陽極としての金属極
を基準として1%L位測定装置によって測定された試片
の電位が、あらかじめ設定さnた上限電位(飽和カロメ
ル電極を基準として−α70Vに設定)に1で上昇する
ごとに、を位測定装置から発せられる信号によって、陰
極電流回路を短時間(Q、1秒に設定)短絡させ、試片
の官位の間欠的制御上行いながら10力月間の連続試験
を行った。
この間における孔食の発生は皆無であり、アルカリ腐食
も認められなかった。
なお、比較のために、同様の試片の一端に犠牲陽極(材
質実施例2と同じ)を取りつけた状態で防食電流の断続
を行わずに試験を行った結果、海水を流し始めてから約
1カ月でアルミニウム材の犠牲陽極に近い部分において
、アルカリ腐食による著しい地荒れが発生した。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)および+b)は9本発明方法の実施態様を
例示する説明図、第2図は2本発明方法によった場合の
アルミニウム拐の陰極電位の時間的変化を例示し念もの
である。 図において、(1)・・・アルミニウム材、(2)・・
・参照電極、(3)・・・電位測定装置、(4)・・・
犠牲陽極、 (4’)・・・・・参照電極兼犠牲陽極、
(6)・・・リレー装置、 (6)(6)・・・電位測
定回路、 (7)(7)・・・陰極電流回路。 特許出願人 日本軽金属株式会社 第1図 (Q) 手続補正書 昭和58年6月3日 特許庁長官 若杉和夫殿 1、事件の表示 昭和57年特許願第222981、 発明の名称 アルミニウム材の陰極防食方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所   東京都中央区銀座7丁目3番5号5、補正に
よυ増加する発明の数  kし6、補正の対象 補正の内容 10、明細書第4頁第8行目に「陰極電位」とあるを「
陰極電流」と訂正。 2同頁第12行目に「でき、」とあるを。 「できず、」と訂正。 3、同頁用18行目に「過度な」とあるを。 「過度の」と訂正。 4、同第10頁第12行目に「望ましい。」とあるを。 「望ましいが、特にアルカリ腐食を起し離い環境におい
ては1■ないしそれ以上低い電極電位を示す金属材料を
使用しても差支えない。」と訂正。 5、同頁下から2行目に「0.05〜2秒」とあるを「
0.01〜2秒jと訂正。 6、同第13頁下から第2行目に「40mjとあるな。 「40smJと訂正。 以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 犠牲陽極を使用したアルミニウム材の陰極防食法におい
    て、水中に設けた参照電極を基準として測定されたアル
    ミニウム材の陰極電位が、あらかじめ設定された上限電
    位にまで上昇するごとに。 該アルミニウム材と犠牲陽極とを短時間電気的に短絡す
    ることによって、アルミニウム材の陰極電位全間欠的に
    抑制することft特徴とするアルミニウム材の陰極防食
    方法。
JP57222981A 1982-12-21 1982-12-21 アルミニウム材の陰極防食方法 Expired JPS6039755B2 (ja)

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US06/521,753 US4510030A (en) 1982-12-21 1983-08-09 Method for cathodic protection of aluminum material
CA000434217A CA1229320A (en) 1982-12-21 1983-08-09 Method for cathodic protection of aluminum material
FR8314067A FR2538004B1 (fr) 1982-12-21 1983-09-02 Procede de protection cathodique d'objets en aluminium
DE19833338179 DE3338179A1 (de) 1982-12-21 1983-10-20 Verfahren fuer den kathodischen schutz eines aluminiumgegenstands

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB2475731A (en) * 2009-11-30 2011-06-01 Vetco Gray Controls Ltd Cathodic protection monitoring method

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