DE1148122B

DE1148122B - Anwendung von Anoden aus zinnhaltigen Aluminiumlegierungen zum Herstellen eines Korrosionsschutzes auf aus Stahl bestehenden Gegenstaenden

Info

Publication number: DE1148122B
Application number: DED36102A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Kurt Dies
Original assignee: KURT DIES DR ING
Current assignee: KURT DIES DR ING
Priority date: 1961-05-17
Filing date: 1961-05-17
Publication date: 1963-05-02

Description

Anwendung von Anoden aus zinnhaltigen Aluminiumlegierungen zum Herstellen eines Korrosionsschutzes auf aus Stahl bestehenden Gegenständen Aus Stahl bestehende Gegenstände unterliegen bekanntlich besonders stark einem Korrosionsangriff, wenn sie feucht sind. Gefürchtet ist die Bildung örtlicher Korrosionserscheinungen, des sogenannten Lochfraßes. Schädlich ist besonders auch das Auftreten derartiger Zerstörungen an Stahlleitungen, also Stahldrähten oder Rohren, die im feuchten Erdreich verlegt sind oder mit Wasser, beispielsweise mit Grundwasser, in Berührung kommen. Auch Schiffskörper aus Stahl oder Konstruktionsteile aus diesem Werkstoff worden bekanntlich sehr stark durch Seewasser angegriffen.
Zur Abwehr des Korrosionsangriffes ist bereits vorgeschlagen worden, Magnesiumelektroden in ihrer Eigenschaft als Anoden zu benutzen, um mit diesen eine kathodische Schutzschicht auf der Oberfläche von Stahlkörpern zu erzeugen, wenn sie der Einwirkung korrosiver Agenzien bzw. von Feuchtigkeit und Wasser ausgesetzt sind. Dabei erfährt die Anode eine allmähliche Auflösung. Es hat sich als zweckdienlich erwiesen, je nach Bedarf mit oder ohne Vorpolarisation dabei zu arbeiten. Die Anwendung von Magnesiumanoden für die Erzeugung und Aufrechterhaltung der kathodischen Schutzschichten hat allgemein befriedigt. Es können jedoch auch Fälle eintreten, in denen insbesondere für die Daueraufrechterhaltung der Schutzschichten der Aufwand für die dazu erforderliche Gesamtinstallation zuviel Kosten und zuviel Raum beanspruchen. Die Magnesiumanoden besitzen außerdem die unangenehme Eigenschaft, daß ihr Verbrauch sehr hoch ist und die Stromausbeute zu klein, um wirtschaftlich tragbar erachtet zu werden. Sie liegt nur bei etwa 55 bis 661% des theoretisch möglichen Wertes.
Es hat daher auch keineswegs an Versuchen gefehlt, auf andere Metalle, z. B. auf Aluminium oder Zink, als Anoden für den in Frage kommenden Zweck zurückzugreifen. Der Erfolg mit reinen Zinkanoden war jedoch nicht immer zufriedenstellend. Außerdem liegen die Zinkanoden hinsichtlich ihres Gewichtes sehr ungünstig. Anoden aus Reimaluminium haben sich als praktisch unwirksam erwiesen, weil sehr rasch eine Passivierung der Anoden eintritt und damit die Schutzwirkung erlischt.
Überraschend wurde nun gefunden, daß zinnhaltige Aluminiumlegierungen entweder als Zweistoff- oder Mehrstofflegierungen ganz besonders gut als Korrosionsschutz für Stahlgegenstände gebraucht werden können. Zinnfreie Aluminiumlegierungen passivieren meist sehr rasch. Bei geringen Zinnzusätzen zwischen 0.01 und 0,5'% Sn nimmt die Neigung zur Passivierung zunächst ab, fällt aber dann bei Gehalten um 0,5 % Sn fast wieder auf den Ausgangswert zurück. Solche zinnhaltigen Legierungen zeigen demnach ein unstetiges Verhalten hinsichtlich der Passivierung, und es war deshalb überraschend, daß bei Gehalten von über 0,6% Sn wiederum eine Abnahme der Passivierungsneigung festzustellen ist. Mit steigendem Zinngehalt werden immer günstigere Ergebnisse erzielt. Legierungen mit 0,6 bis 10% Sn erweisen sich als besonders wirtschaftlich. Jedoch kann der Zinngehalt auf 5011/o gesteigert werden. Die Vorteile des Zinnzusatzes verlieren sich auch dann nicht, wenn Aluminium die üblichen Verunreinigungen an Fe, Si, Mn, Cr und Mg enthält. Während die genannten Elemente nicht schädlich sind, wird die verbessernde Wirkung des Zinns noch durch einen Zinkzusatz von 2 bis 49,4%, vorzugsweise um 51% Zn, gesteigert. Das Zinn kann teilweise durch Indium, Gallium, Cadmium, Natrium und Lithium ersetzt werden. Die erfindungsgemäßen Anoden zeichnen sich durch eine hohe Stromausbeute, die unweit des theoretisch möglichen Wertes zu liegen kommt, aus.
Die erfindungsgemäßen Anoden können auf dem normalen Gießwege hergestellt werden, es ist aber auch möglich, sie mit einem gewissen Porenvolumen zu versehen und sie aus stückigen oderpulverförmigen Grundstoffen zu pressen und zu sintern. Es ist möglich, die Anoden entweder im Guß- oder im Sinterzustand zu verwenden. Aus Festigkeitsgründen kann der Werkstoff jedoch warm oder kalt verformt werden. An die Kaltverformung kann sich zur Erhöhung der Zähigkeit oder zur Verbesserung der Gefügestruktur eine Wärmebehandlung zwischen Raumtemperatur und 500° C anschließen.

En weiterer Weg zur Herstellung von zinnhaltigen Anoden ist das Eindiffu_ndieren von Zinn in die Aluminiumoberfläche. Es hat sich gezeigt, daß in kupferfreie Aluminiumlegierungen Zinn. in erheblichen Mengen in das Innere des Werkstoffs eindiffundiert, so daß ein Gefüge mit einer Aluminiumgrundmasse und feinverteiltem Zinn entsteht. Auch ein so hergestellter Werkstoff weist die ausgezeichneten Schutzeigenschaften als Anode auf.

.. Beispiele

Folgende Zusammensetzungen haben sich als zweckmäßig für die Herstellung von Anoden erwiesen:

1. 0,6'0/a Sn, 2. 1% Sn, 3. 5 % Sn,

Rest A1980/0, Rest Al 98 %, Rest Al 98 0/0,

4. 10% Sn, 5. 20% Sn,

Rest Al 98 %, Rest Al 98 %,

6. 5 % Zn, 7. 5 % Zn, B. 5 % Zn,

0,8 % Sn, 1% Sn, 5% Sn,

Rest Al 98 0/ö, Rest Al 98%, Rest A1980/0,

9. 7 % Zn, 10. 7 °/o Zn, 11. 7 °/o Zn,

0,611/o Sn, 1% Sn, 5 % Sn,

Rest Al 98 %, Rest Al 98 %, Rest A198 %,

12. 5 °/o Sn, 13. 5 % Sn, 14. 5 0/a Sn,

0;1% In, 0,5% Cd, 0;2% Ga,

Rest Al 98 %, Rest Al 98 %, Rest Al 98'%,

15. 5 % Sn, 16. 5 % Sn,

0,01% Na, 5% Li,

Rest Al 98 %, Rest Al 98 0/0.

In. die Anoden können ferner Haltedrähte oder Haltebänder aus Stahl eingegossen, eingepreßt oder eingesintert werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verwendung einer Aluminiumlegierung aus 0,60 bis 50% Sn, Rest Al, zur Herstellung von Anoden für den kathodischen Korrosionsschutz von Gegenständen aus Stahl.
2. Verwendung von Aluminiumlegierungen nach Anspruch 1, bei welchen Sn teilweise durch Zn, Cd, Ga, Na oder Li ersetzt ist, für den im Anspruch 1 genannten Zweck.
3. Verwendung von Aluminiumlegierungen nach Anspruch 1 oder 2, welchen noch 2 bis 49,4 % Zn zugegeben sind, für den im Anspruch 1 genannten Zweck.
4. Herstellung von Anoden aus Aluminiumlegierungen nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf dem Sinterwege mit einem gewissen Porenvolumen hergestellt werden.