NO117567B

NO117567B -

Info

Publication number: NO117567B
Application number: NO168222A
Authority: NO
Inventors: K Yanagida; I Hatano; M Kawai
Original assignee: Sumitomo Chemical Co
Priority date: 1966-05-21
Filing date: 1967-05-19
Publication date: 1969-08-25
Also published as: DE1558640A1; DE1558640B2; GB1128138A; NL6706945A; US3464909A; NL131860C

Description

Galvanisk offeranode på aluminiumbasis. Galvanic sacrificial anode on aluminum base.

For å beskytte metallkonstruksjoner, i særdeleshet jern— og stålkonstruksjoner, katodisk mot korrosjon i korroderende om-givelser forbindes i alminnelighet en galvanisk anode eller en offeranode, som har et lavere elektrodepotensial enn metallene som skal beskyttes, med metallkonstruksjonen som skal beskyttes, slik at det dannes en elektrisk krets. Den galvaniske anoden blir således forbrukt og strømmen for den katodiske beskyttelse strømmer inn i metallet som skal beskyttes. In order to protect metal structures, in particular iron and steel structures, cathodically against corrosion in corrosive environments, a galvanic anode or a sacrificial anode, which has a lower electrode potential than the metals to be protected, is generally connected to the metal structure to be protected, so that an electrical circuit is formed. The galvanic anode is thus consumed and the current for the cathodic protection flows into the metal to be protected.

Til galvaniske legeringsanoder på aluminiumbasis som hittil er kjent, hører en legering som inneholder 3-6 vektprosent sink; en legering som inneholder tilsammen 0,1-10 vektprosent tinn og/eller indium, en legering som er fremstilt ved tilsetning av 1-10 vektprosent sink til den sistnevnte legering og en lege ring som er fremstilt ved å tilsette sink eller magnesium til en aluminiumkvikksølv-legering. Galvanic aluminum-based alloy anodes known to date include an alloy containing 3-6 weight percent zinc; an alloy containing a total of 0.1-10% by weight of tin and/or indium, an alloy made by adding 1-10% by weight of zinc to the latter alloy and a blank ring made by adding zinc or magnesium to an aluminum mercury -alloy.

Aluminiumsink-legeringen har et anodepotensial på -0,9 til 1,0 volt (målt mot standard kalomel-elektrode) og en virkningsgrad av anodestrømmen på omtrent 50 %. The aluminum-zinc alloy has an anode potential of -0.9 to 1.0 volts (measured against standard calomel electrode) and an anode current efficiency of approximately 50%.

Aluminiumindium-legeringen har et anodepotensial på -1,0 til -1,10 volt og en virkningsgrad av anodestrømmen på ikke mer enn 80 %. The aluminum indium alloy has an anode potential of -1.0 to -1.10 volts and an anode current efficiency of no more than 80%.

Videre har en aluminiumlegering som inneholder sink, in-' dium og kadmium, som ansees for å være den beste av de tilgjengelige, nå kjente galvaniske aluminiumlegerings-anoder, et anodepotensial på omkring -1,1 volt og en virkningsgrad av anodestrømmen på 80-85 %. Furthermore, an aluminum alloy containing zinc, indium, and cadmium, which is believed to be the best of the currently known galvanic aluminum alloy anodes available, has an anode potential of about -1.1 volts and an anode current efficiency of 80- 85%.

På den annen side viser aluminiumkvikksølv-legeringen et anodepotensial på omkring -1,3 volt, men dens anodestrømvirknings-grad er mindre enn 60 %, og det angis at legeringen som fåes ved å tilsette magnesium til den nevnte legering kan forbedres slik at den får en anodestrømvirkningsgrad på omkring 90 %. On the other hand, the aluminum mercury alloy shows an anode potential of about -1.3 volts, but its anode current efficiency is less than 60%, and it is stated that the alloy obtained by adding magnesium to the said alloy can be improved to obtain an anode current efficiency of around 90%.

Imidlertid vil en legering som inneholder magnesium kun-ne forårsake brann ved sammenstøt med andre metalliske stoffer, However, an alloy containing magnesium will only cause fire in collisions with other metallic substances,

og den er følgelig lite ønskelig som legering ved katodisk beskyttelse av installasjoner for behandling av antennelige stoffer. and it is consequently not desirable as an alloy for cathodic protection of installations for the treatment of flammable substances.

Tidligere legeringer på aluminiumkvikksølv-basis inne-holdende sink eller magnesium viser videre ingen jevn korrosjon og har tendens til å oppvise grop-korrosjon eller selektiv-korrosjon. Previous aluminium-mercury-based alloys containing zinc or magnesium further show no uniform corrosion and tend to exhibit pitting corrosion or selective corrosion.

Dessuten oppviser den nevnte legering unødig nedbrytning av anoden når den brukes i lengre tid, noe som forkorter anodens levetid. Moreover, the said alloy shows undue degradation of the anode when used for a long time, which shortens the lifetime of the anode.

Da aluminiumkvikksølv-legeringen har et relativt guns-tig anodepotensial som galvanisk anode, er det foretatt forskjellige undersøkelser som består i å tilsette forskjellige elementer til den nevnte legering, dette for å finne utmerkede aluminiumlegeringer for galvaniske anoder. Som et resultat av dette er det funnet en galvanisk aluminiumlegerings-anode som ikke har de oven-for nevnte ulemper. As the aluminium-mercury alloy has a relatively favorable anode potential as a galvanic anode, various investigations have been carried out which consist in adding different elements to the said alloy, this in order to find excellent aluminum alloys for galvanic anodes. As a result, a galvanic aluminum alloy anode has been found which does not have the above-mentioned disadvantages.

Et formål ved oppfinnelsen er å tilveiebringe en galvanisk aluminiumlegerings-anode som har et lavere elektrodepotensial og en høyere elektrisk virkningsgrad enn tidligere, i handelen tilgjengelige, legeringer på aluminiumbasis og som ikke oppviser grop-korrosjon eller selektiv korrosjon. An object of the invention is to provide a galvanic aluminum alloy anode which has a lower electrode potential and a higher electrical efficiency than previously, commercially available, aluminum-based alloys and which does not exhibit pitting corrosion or selective corrosion.

Andre formål vil fremgå av den følgende beskrivelse. Other purposes will be apparent from the following description.

For å oppfylle disse formål tilveiebringer oppfinnelsen en galvanisk anode av en legering på aluminiumbasis med et innhold av 0,01-0,2 vektprosent kvikksølv, 0,01-10 vektprosent sink, og den erkarakterisert vedat den også inneholder 0,01-2 vektprosent bly. Dette er en utmerket galvanisk aluminiumlegerings-anode som har et anodepotensial på omtrent -1,11 volt og en anodestrømvirkningsgrad på 90-95 % og som oppviser jevn korrosjon og beholder et lavt elektrodepotensial i lengre tid. To fulfill these purposes, the invention provides a galvanic anode of an aluminum-based alloy with a content of 0.01-0.2 weight percent mercury, 0.01-10 weight percent zinc, and it is characterized in that it also contains 0.01-2 weight percent lead. This is an excellent galvanic aluminum alloy anode that has an anode potential of approximately -1.11 volts and an anode current efficiency of 90-95% and exhibits uniform corrosion and maintains a low electrode potential for a long time.

I anoden i henhold til oppfinnelsen er det ønskelig at kvikksølv-innholdet i legeringen er 0,01-0,2 vektprosent basert på vekten av legeringen. In the anode according to the invention, it is desirable that the mercury content in the alloy is 0.01-0.2 weight percent based on the weight of the alloy.

Når kvikksølvinnholdet er høyere enn 0,2 %, er legeringen ganske aktiv og begynner å reagere med fuktigheten i luften umiddelbart efter fremstillingen. When the mercury content is higher than 0.2%, the alloy is quite active and begins to react with the moisture in the air immediately after production.

Følgelig dannes det voluminøst aluminiumhydroksyd på overflaten, og reaksjonen utvikler varme. På den annen side, hvis kvikksølvinnholdet er mindre enn 0,01 %, kan det ikke iakttas noen. virkning av kvikksølvtilsetningen og legeringens elektrodepotensial blir mer positivt. Consequently, voluminous aluminum hydroxide is formed on the surface, and the reaction develops heat. On the other hand, if the mercury content is less than 0.01%, none can be observed. effect of the mercury addition and the electrode potential of the alloy becomes more positive.

Sinkinnholdet er 0,01-10 vektprosent basert på vekten av legeringen. Hvis sinkinnholdet er høyere enn 10 %, iakttas ingen forandring av virkningen, men den utviklede elektrisitetsmengde er redusert. The zinc content is 0.01-10% by weight based on the weight of the alloy. If the zinc content is higher than 10%, no change in the effect is observed, but the amount of electricity developed is reduced.

Hvis sinkinnholdet er lavere enn 0,01 %, oppviser legeringen en lavere virkningsgrad av anodestrømmen. If the zinc content is lower than 0.01%, the alloy shows a lower efficiency of the anode current.

Dette vil si at det antas at sink har som virkning en forbedring av den elektriske virkningsgrad. This means that it is assumed that zinc has the effect of improving the electrical efficiency.

Det tilsettes 0,01-2 vektprosent bly basert på vekten av legeringen. Ved tilsetning av bly blir oppløsningen av legeringen enhetlig og grop-korrosjon eller selektiv korrosjon iakttas sjelden. Dette går klart frem av de sammenlignende fotografier av korrosjonsmønster. Vedlagte fotografier nr. 1 og 2 viser oppløsningsstadiene av aluminiumlegeringer med henholdsvis 3 % Zn + 0,05 % Hg og 3 % Zn + 0,05 % Hg + 0,1 % Pb, som ble dyppet i kunstig sjøvann som det ble sendt en elektrisk strøm igjennom i 168 timer, med en strømtetthet på 1 mA/cm 2 ifølge "Constant CurrentTest Method". 0.01-2 weight percent lead is added based on the weight of the alloy. When lead is added, the dissolution of the alloy becomes uniform and pitting corrosion or selective corrosion is rarely observed. This is clear from the comparative photographs of corrosion patterns. Attached photographs No. 1 and 2 show the dissolution stages of aluminum alloys with 3% Zn + 0.05% Hg and 3% Zn + 0.05% Hg + 0.1% Pb, respectively, which were immersed in artificial seawater to which a electric current through for 168 hours, with a current density of 1 mA/cm 2 according to the "Constant CurrentTest Method".

Således forbedrer tilsetning av bly i høy grad legeringens korrosjonsmønster. Thus, the addition of lead greatly improves the alloy's corrosion pattern.

Når den tilsatte blymengde er lavere enn 0,01 %, kan ingen slik virkning iakttas. Heller ikke når mengden er høyere enn 2 %, kan det iakttas noen forskjell mellom virkningsgradene, og det oppnåes ingen jevn struktur i den nevnte legering. When the added amount of lead is lower than 0.01%, no such effect can be observed. Even when the amount is higher than 2%, no difference can be observed between the efficiency levels, and no uniform structure is achieved in the said alloy.

Aluminiumlegeringen i henhold til oppfinnelsen kan varme-behandles. The aluminum alloy according to the invention can be heat treated.

Skjønt handelsvare-aluminium i- alminnelighet anvendes ved fremstilling av den nevnte legering på aluminium-basis, vil et mer tilfredsstillende resultat oppnåes ved bruk av aluminium med høy renhet. Although commercial aluminum is generally used in the production of the aforementioned aluminum-based alloy, a more satisfactory result will be obtained by using aluminum of high purity.

De følgende eksempler gis for å klargjøre foreliggende oppfinnelse, men de må ikke oppfattes som begrensende. The following examples are given to clarify the present invention, but they must not be taken as limiting.

Eksempel 1 Example 1

En legering som var fremstilt ved å tilsette til aluminium 0,05 vektprosent kvikksølv, 0,1 vektprosent sink og 0,2 vektprosent bly, ble brukt som en forsøksprøve. Denne prøven ble støpt til en stav i en metallform, ble deretter dreiet slik at den fikk en diameter på 20 mm og en lengde på 100 mm, ble deretter avfettet og veid, og den utsatte flaten på prøven ble holdt konstant. DerÆter ble forsøksprøven nedsenket i kunstig sjøvann som hadde den nedenfor angitte sammensetning, og en jernplate ble brukt som katode. An alloy prepared by adding to aluminum 0.05 weight percent mercury, 0.1 weight percent zinc and 0.2 weight percent lead was used as a test sample. This sample was cast into a rod in a metal mold, then turned to a diameter of 20 mm and a length of 100 mm, then degreased and weighed, the exposed surface of the sample being kept constant. The test sample was then immersed in artificial seawater having the composition stated below, and an iron plate was used as the cathode.

Strømtettheten på anoden ble holdt på 1 mA/cm ved hjelp av et ytre batteri. The current density on the anode was maintained at 1 mA/cm using an external battery.

Sammensetning av kunstig sjøvann: Composition of artificial seawater:

Tiden for forsøket var 168 timer. Elektrisitetsmeng-den som ble ført gjennom, ble målt ved hjelp av et kobbercoulome-ter. Etter forsøket ble prøven vasket med vann og ble deretter nedsenket i 2-3 minutter i konsentrert salpetersyre for å fjerne korrosjonsproduktet fra overflaten og ble veid for å beregne kor-ros jonstapet: Den elektriske virkningsgrad av den galvaniske anoden ble beregnet på grunnlag av den teoretiske mengde korrosjon som skyldtes den samlede elektrisitetsmengde og av korrosjonstapet, den var 94,9 %. The time for the experiment was 168 hours. The amount of electricity passed through was measured using a copper coulometer. After the experiment, the sample was washed with water and was then immersed for 2-3 minutes in concentrated nitric acid to remove the corrosion product from the surface and was weighed to calculate the corrosion ion loss: The electrical efficiency of the galvanic anode was calculated on the basis of the theoretical amount of corrosion due to the total amount of electricity and of the corrosion loss, it was 94.9%.

Anodepotensialet var omkring -1,11 volt under hele for-søksperioden. The anode potential was around -1.11 volts during the entire trial period.

Korrosjonen av den galvaniske anode var ganske jevn sam-menlignet med den konvensjonelle legering. The corrosion of the galvanic anode was quite uniform compared to the conventional alloy.

Eksempel 2 Example 2

En aluminiumlegering som inneholdt 0,05 vektprosent kvikksølv, 0,1 vektprosent sink og 0,01 vektprosent bly, ble prøvd på samme måte og i like lang tid som angitt i eksempel 1. An aluminum alloy containing 0.05 weight percent mercury, 0.1 weight percent zinc and 0.01 weight percent lead was tested in the same manner and for the same length of time as indicated in Example 1.

Ved dette forsøket var virkningsgraden av anodestrømmen for legeringen 95,3% og anodepotensialet var omkring -1,12 volt. Den korroderte overflaten av legeringen var forbedret i høy grad som i eksempel 1. In this experiment, the efficiency of the anode current for the alloy was 95.3% and the anode potential was about -1.12 volts. The corroded surface of the alloy was highly improved as in Example 1.

Tabell 1 viser resultatene av forsøkene som fant sted på samme måte som i eksemplene 1 og 2. Table 1 shows the results of the experiments which took place in the same way as in examples 1 and 2.

Claims

Jalvanian sacrificial anode on an altminium basis which contains 0.01-0.2 weight percent mercury and 0.01-10 weight percent zinc, Characterized by the fact that it also contains 0.01-2 weight percent lead, the rest being aluminum.