DE1167036B - Aluminium-Zink-Legierung und deren Verwendung als Anodenlegierung zum kathodischen Korrosionsschutz von technischen Gebilden aus Eisen- und Nichteisenmetallen - Google Patents
Aluminium-Zink-Legierung und deren Verwendung als Anodenlegierung zum kathodischen Korrosionsschutz von technischen Gebilden aus Eisen- und NichteisenmetallenInfo
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
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AUSLEGESCHRIFT
Internat. Kl.: C 22 c
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Deutsche KL: 40 b-21/00
1 167 036
S 73443 VI a/40 b
12. April 1961
2. April 1964
S 73443 VI a/40 b
12. April 1961
2. April 1964
Technische Gebilde wie Maschinen, Behälter, Rohrleitungen usw. aus Stahl, Eisen, Messing, Bronzen,
rostfreien Stählen sind Korrosionen unterworfen, wenn sie in Kontakt kommen mit Wasser, wäßrigen
Lösungen oder anderen ionisierten Flüssigkeiten, die negative Ionen wie Cl", SO3 , SO4~~, CO3~~, Br~
od. ä. enthalten.
Beispiele solcher Ausrüstungen finden sich bei chemischen Prozessen, wo das korrodierende Medium
das Produkt selbst, ein Zwischenprodukt oder ein Kühl- oder Heizmittel sein kann. Auch erdverlegte
Leitungen, deren Trasse durch Salzmarschen oder unterseeisch verlaufen, fallen darunter. Seewasser ist
ein ausgezeichnetes Beispiel einer korrodierenden Flüssigkeit. In der Tat befindet sich die maritime Industrie
in einem stetigen Kampf gegen dieses vordringliche und kostspielige Problem. Beispiele solcher
Konstruktionen sind Hafeneinbauten, Spundwände, Kabel, Ketten usw. Außerdem betrifft dies jedes
Schiff — vom kleinsten bis zum größten —, welches seewasserbenetzte Teile aufweist, ferner Bilgen,
Ballasttanks, Brennstofftanks und sogar die Ladetanks von Öltankern. Die Tatsache, daß die Ladetanks
auch als Ballasttanks gefahren werden, wobei Seewasser als Ballast geführt wird, haben dazu geführt,
daß Salzwasser auch auf dem Boden von Haushalttanks und in den Ölbrennern gefunden wird. Um
Korrosion zu vermeiden, können folgende Wege beschriften werden:
I. Materialauswahl:
I. Materialauswahl:
Konstruktionen, die derartigen Angriffen ausgesetzt sind, können aus Holz, Stahl, Ziegel oder
anderem korrosionsbeständigem Material gefertigt werden.
II. Schutzüberzüge:
II. Schutzüberzüge:
In diese Kategorie fallen Anstriche, Mastix, Bitumen, Gummi oder gummiähnliche Kunstharz-Überzüge,
chemische Oberflächenbehandlung, aufgespritzte oder elektrolytisch aufgebrachte Metallüberzüge, Emailleüberzüge und in geschlossenen
Behältern der Gebrauch von Inhibitoren.
III. Kathodischer Schutz:
III. Kathodischer Schutz:
Diese Methode besteht im Aufdrücken eines Potentials auf die zu schützende Oberfläche, wobei
dieses Potential in einer Höhe zur Anwendung kommt, daß das zu schützende Metall kathodisch
wird und ein verhältnismäßig gleichmäßiges Potential ohne Stromspitzen über dem
gesamten Bereich aufrechterhalten wird. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die letztere
Methode.
Aluminium-Zink-Legierung und deren
Verwendung als Anodenlegierung zum
kathodischen Korrosionsschutz von technischen Gebilden aus Eisen- und Nichteisenmetallen
Verwendung als Anodenlegierung zum
kathodischen Korrosionsschutz von technischen Gebilden aus Eisen- und Nichteisenmetallen
Anmelder:
Dr.-Ing. Sautner G. m. b. H.,
Nürnberg, Kirchenweg 56
Als Erfinder benannt:
Winthrop Asa Johns, Middlesex, N. J. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 13. April 1960 (21 875) --
Der Schutzstrom kann von irgendeiner Gleichstromquelle geliefert werden, wie z. B. Batterie,
Gleichrichtern, mit geeigneten Steuereinrichtungen an Wechselstrom angeschlossen werden oder durch den
Einsatz von geeignetem Metall, das mit der Konstruktion leitend verbunden ist. Diese Metalle müssen
in der Spannungsreihe tiefer stehen, so daß sie gegenüber der zu schützenden Konstruktion anodisch werden.
Die Folge davon ist, daß diese Anoden korrodieren an Stelle des Konstruktionsmetalls.
Effektiv stellt dieses System ein kurzgeschlossenes galvanisches Element dar, mit Elektronen, die von
der Anode durch die leitende Verbindung zur Kathode und von dort aus durch den Elektrolyten den
Stromfluß schließen.
Die Elektrochemie der dabei auftretenden Reaktion ist aus Fachliteratur hinreichend bekannt.
Diese Methode ist so alt wie die moderne Technik. Schon Davy erwähnt in einem Vortrag in London
im Jahre 1823 den Gebrauch von Zinkblöcken, die auf Kupferblech montiert sind.
Weltweite technische Literatur behandelt diese Probleme und schlägt Lösungen dafür vor. Die zur
Zeit üblichen Materialien für Anoden bestehen im wesentlichen aus drei Metallen: Zink, Magnesium
und Aluminium, entweder einzeln oder in Kombination von zweien oder allen dreien der genannten Elemente.
Theoretisch könnten diese drei Metalle als Anoden wirken. Sie sind genügend negativ in ionisierten
Lösungen.
Eine Messung des Potentials wird mit der bekannten Halbzelle durchgeführt. Diese besteht aus einem
Metall wie Silber, Quecksilber oder Kupfer im Kon-
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takt mit einer gesättigten Lösung ihrer Chloride oder die Verunreinigungen die Bildung von nicht reak-
Sulfate und getrennt vom korrodierenden Medium tionsfähigen unlöslichen Oberflächenüberzügen ver-
durch eine poröse Membran oder porösen Holz- Ursachen.
block. Die Lösungspotentiale von Eisen und den drei Wenn das Metall eine Reinheit von etwa 99,999 %
angeführten Metallen, gemessen über eine Kupfer- 5 aufweist, werden diese Effekte weitgehend unter-
sulfat-Hilfselektrode, sind folgendermaßen: drückt.
Die Gasentwicklung der Anode ist kein Problem,
1,01ο Volt un(j Jj6 Reaktionsprodukte sind volumenmäßig ziem-
Zn 1,106 Volt Hd1 klein. Funkenbildung wurde nicht festgestellt.
Mg 1,750 Volt ίο Das theoretisch erreichbare elektrochemische
pe 0,686 Volt Äquivalent liegt bei etwa 350 Amperestunden pro Ib.
Die reine Anode arbeitet mit einem Wirkungsgrad
In der Praxis ist das Aluminium sowohl im reinen von 95 %. Mit anderen Worten: Die Eigenkorrosion
Zustand als auch in den meisten seiner Legierungen beträgt in normalen Installationen ungefähr 5°/o.
nahezu wirkungslos, da es sich mit einer undurch- 15 Aluminium ist an sich geeignet. Es ist schon ausdringlichen Oberflächenschicht überzieht, die den An- geführt, daß es zur Polarisation neigt und inaktiv griff auf die Oberfläche verhindert. Zur Ausbildung wird. Untersuchungen haben neuerdings gezeigt, daß des elektrolytischen Stromkreises ist dies aber not- — wenn es mit 5% Zink legiert wird — das Anodenwendig. Dies wird als Polarisation der Anode be- potential leicht ansteigt und die Polarisationstendenz zeichnet und ist unerwünscht, da es die Anode daran 20 verschwindet.
nahezu wirkungslos, da es sich mit einer undurch- 15 Aluminium ist an sich geeignet. Es ist schon ausdringlichen Oberflächenschicht überzieht, die den An- geführt, daß es zur Polarisation neigt und inaktiv griff auf die Oberfläche verhindert. Zur Ausbildung wird. Untersuchungen haben neuerdings gezeigt, daß des elektrolytischen Stromkreises ist dies aber not- — wenn es mit 5% Zink legiert wird — das Anodenwendig. Dies wird als Polarisation der Anode be- potential leicht ansteigt und die Polarisationstendenz zeichnet und ist unerwünscht, da es die Anode daran 20 verschwindet.
hindert, den Strom zu erzeugen, der für die Erzeu- Aber diese Legierungen arbeiten nur mit einem
gung des Schutzpotentials notwendig ist. Wirkungsgrad von 53% und erzeugen ziemlich große
Die Erfahrung hat gezeigt, daß für den Schutz von Mengen Gase und Zersetzungsprodukte.
Eisenkonstruktionen ein Potential von weniger als Das Volumen und die Art dieser Niederschläge
— 0,85 Volt aufrechterhalten werden muß. 25 können in geschlossenen Behältern problematisch
Es ist ersichtlich, daß mit so einer geringen Span- werden. Eine Funkenbildung wurde nicht festgestellt,
nungsdifferenz eine aktive Oberfläche auf der Anode Die theoretisch mögliche Energieausbeute liegt bei
und ein sehr niedriger elektrischer Widerstand zwi- etwa 1370 Amperestunden pro Ib. Aber es gibt noch
seihen Anode und Kathode aufrechterhalten werden einige andere Faktoren, die den Anteil des Ver-
muß, um diese negativen Werte zu erreichen. 30 brauchs beeinflussen.
Das sind die beiden Grundforderungen eines guten Bei geringer Belastung arbeitet die Aluminiumkathodischen Schutzes. Es gibt jedoch noch andere anode mit niedrigem Wirkungsgrad, d. h., ein gerin-Faktoren,
die eine Rolle spielen: ger Anteil dient der Schutzwirkung, und ein großer
1. die Materialkosten; ^f wifd für die Eigenkorrosion verbraucht.
2. Installationskosten; 35 Magnesium hat einigen Erfolg als Anodenmaterial
3. die Kosten für das Auswechseln verbrauchter aufzuweisen. Es hat em verhältnismäßig hohes
Anoden· Anodenpotenüal, das beim Einsatz ziemlich schnell
4. Häufigkeit des Ersatzes; im Vergleich zu Zink oder Aluminiumlegierungen
5. das Anodengewicht in tragbaren oder transpor- aus zwei Gründen zu -hoher Abnutzung fuhrt:
tablen Ausrüstungen· 40 Einmal rufen Verunreinigungen im Metall die BiI-
tablen Ausrüstungen· 40 Einmal rufen Verunreinigungen im Metall die BiI-
6. die Natur, das Volumen und die Art der bei der <*ung von kathodischen Bereichen hervor, die einen
elektrochemischen Reaktion aus der Lösung ho^n Anted ™n ^g^0"05.1011 verursachen Ein
niedergeschlagenen Salze; andermal arbeiten die Magnesiumanoden heu hoher
7. die Natur, Volumen und Art der Anoden selbst; Belastung mit einem Wirkungsgrad von etwa 50·/..
8. Volumen und Natur der entwickelten Gase; 45 Bei J mtSp£r Bela?un£ nahfrn S1f *f W»rkungs-
9. im FaUe von Lagertanks jede mögliche Gefahr- SraJe NuU. Der zweite Grund ist daß das Potential
dung des gelagerten Gutes durch zufäUige ?? jioch wird daß die Kathode keine Schutzschicht
Funkenbildung bilden kann. Einige Kombinationen dieser drei Metalle
boten sich als eine Möglichkeit an, aber Ver-
Die vier ersten dieser Punkte stehen untereinander 50 suche mit diesen Legierungen waren enttäuschend, da
in einem engen Zusammenhang. die Zersetzungsprodukte entweder inaktiv machten
Die ideale AnodeninstaUafion sollte über billiges oder zu hoher Selbstkorrosion führten.
Material verfugen, leicht einzubauen sein und sollte Nach einem älteren Vorschlag (deutsches Patent
eine vernünftig lange Lebensdauer haben und leicht 1 083 619), welcher aber hier nicht als Stand der
auswechselbar sein. 55 Technik zu werten ist, ist die Verwendung einer Le-
Zink, das historische Material, hat sich in See- gierung aus 2 bis 60% Zink, bis 6% Magnesium,
wasser häufig als gut erwiesen. Es ist billig, besitzt Mangan, Silizium, Rest Aluminium mit einem Reinjedoch
einen großen Nachteil dadurch, daß es eine heitsgrad von 98 als Anodenmaterial für den kathoundurchlässige
Oberflächenschicht bildet, welche ihre dischen Korrosionsschutz von Stahloberflächen beWirksamkeit
einschränkt oder verhindert, oder daß 60 kannt.
sie durch Eigenkorrosion schnell zerstört wird, ohne Erfindungsgemäß wurde nun erkannt, daß, wenn
Schutzstrom zu erzeugen. · kleine Prozentsätze von Mangan und Silizium den
Neuerdings wurde gefunden, daß diese Eigenschaf- Legierungen zugefügt werden, der Polarisations-
ten durch Verunreinigungen im Metall verursacht prozeß reduziert und die Auswirkung der anderen
werden. Als Gründe werden betrachtet die Bildung 65 Verunreinigungen hinsichtlich Verminderung des
von anodischen und kathodischen Bereichen auf der Wirkungsgrades nahezu ausgeschaltet wird.
Oberfläche der Anode selbst, mit dem Resultat, daß Während dieser Versuchsarbeiten wurden zwei
eine nicht beeinflußbare Zerstörung eintritt, oder daß weitere unerwartete Feststellungen getroffen:
Die erste betrifft die gegenseitige Löslichkeit von Zink und Aluminium. Bei der Erstarrungstemperatur
ist Zink in Aluminium bis weit über 50% löslich.
Die Löslichkeit von Aluminium in Zink ist sogar niedriger als 2 oder 3%.. Aus diesem Grunde wurde
erwartet, daß Schwierigkeiten entstehen wurden, wenn man zu höheren Zusätzen beider Metalle geht.
Um ein höheres Anodenpotential zu erreichen, fügt man erfindungsgemäß Magnesium im Betrag von 2
bis 10% in einigen Legierungen zu. Bei 2 bis 10% machte es den Eindruck, daß es als Lösungsmittel
wirkt und die Möglichkeit gibt, Zink und Aluminium proportional zu erniedrigen. Einige Legierungen wurden
vorbereitet, im Laboratorium und im Einsatz geprüft.
Die zweite unerwartete Feststellung war dabei die Auswirkung von kleinen Zusätzen von Mangan
und Silizium. Die Anwesenheit von entweder Mangan bis zu 0,8% oder Silizium bis zu 0,5% oder
besser beide schienen die Legierung zu stabilisieren. Mit diesen kleinen Zusätzen wurde die Toleranz für
andere metallische Verunreinigungen stark erhöht. Im Gegensatz zu anderen Anodenlegierungen von
gleicher Leistungsfähigkeit, wo Eisen und Nickel unter 0,0015 gehalten werden mußten, wurde gefunden,
daß diese erfindungsgemäße Legierung ohne weiteres 0,05% enthalten kann, ohne Erhöhung der Eigenkorrosion.
Es ist möglich, daß diese Prozentsätze noch erhöht werden können. Der Anteil der Selbstkorrosion ist
bei dieser neuartigen Legierungsgruppe ungewöhnlich niedrig. Laboratoriumsversuche ergaben Werte von
ungefähr 0,18 Milligramm je Quadratzentimeter und Tag. Einige Experimente haben sogar noch niedrigere
Werte gezeigt. Eine Probe von etwa 250 g und einer geschätzten Oberfläche von etwa 1 Quadratdezimeter
wurde mit Seewasser behandelt, jedoch nicht kurzgeschlossen mit einer Kathode während
120 Tagen. Sie zeigte kernen sichtbaren Korrosionsangriff.
Eine Laboratoriumsanode der beschriebenen Zusammensetzung wurde einem Wechseltest, der dem
Gebrauch in einem Ballasttank eines Öltanks entspricht, untersucht. In diesen Tanks wird Seewasser
etwa 13 Tage lang gefahren. Daraufhin steht der Tank unter feuchten Bedingungen während 2 Tagen
leer, dann wird er mit Öl während 13 Tagen gefüllt, worauf er wieder an 2 Tagen leer steht. Dieser Zyklus
wiederholt sich. Die nachstehende Aufstellung zeigt die Daten, die sich aus diesem Versuch ergeben
haben:
Gewicht der Anode am Versuchsbeginn 58,42 g Gewicht der Anode nach 247 Tagen ... 57,89 g
Gewichtsverlust 0,53 g
Anodengewicht nach 371 Tagen 57,85 g
Gewichtsverlust seit Versuchsbeginn ... 0,57 g
Gewichtsverlust in 124 Tagen 0,04 g
Gewicht der Anode nach 820 Tagen ... 57,72 g Gewichtsverlust seit Versuchsbeginn ... 0,70 g
Gewichtsverlust, bezogen auf 1 Jahr ... 0,31 g Gewichtsverlust in den letzten 449 Tagen 0,13 g
Durchschnittliche Stromdichte in den letzten 449 Tagen,
MA pro m2 = 1,064 pro Quadratmeter g
Die Kathode zeigt keine irgendwie geartete Korrosion. Ursprünglich würde sie weiß trocknen, aber das
Öl hat die Oberfläche gedunkelt. Die Anode ist frei von irgendwelchen zerstörenden Niederschlägen. Die
Kathode hat einen festhaftenden Überzug, der von 0,08 bis 0,13 mm stark ist.
Versuchshalber wurden kleine Flächen aus der Schicht herausgebrochen, um die Stärke und das Aussehen
festzustellen. Es wurde beobachtet, daß sich der Belag innerhalb von 6 bis 7 Tagen während des
Seewasserzykluses wieder erneuerte. Unter Zugrundelegung des Gesamtverlustes ist die Anode über
100 Jahre berechnet, und wenn man die letzten 124 Tage des Versuches zugrunde legt, sogar noch
wesentlich langer.
Es ist daher möglich, Anoden aus diesem Material in ein Schiff zu installieren, wenn es gebaut wird und
den vollständigen Schutz für die ganze Lebensdauer des Schiffes aufrechtzuerhalten.
Im Gegensatz dazu erfordern die zur Zeit üblichen Magnesiumanoden fast das doppelte Gewicht und
müssen innerhalb von 2 oder 3 Jahren erneuert ao werden.
Die gebräuchliche Schutzstromdichte bewegt sich von etwa 53,8 MA pro Quadratmeter bei Magnesium
und wesentlich darunter bis zu 21,5 für Zinkanoden.
Das erfindungsgemäße Anodenmaterial bildet Schutzschichten auf der Stahloberfläche, welche hart
und derart undurchdringlich sind, daß Korrosion verhindert wird und zur gleichen Zeit der Anodenstrom
auf weniger als 5% des normalen Schutzstromes reduziert wird.
Der extrem geringe Gewichtsverlust während der Dauer von 449 Tagen zeigt, daß der Anteil der Eigenkorrosion
der erfindungsgemäßen Legierung extrem klein ist.
Diese niedrigliegende Selbstkorrosion ist sehr wichtig vom Standpunkt der Ausrüstungs- und Erneuerungskosten.
Die oben geschilderten Kostenfaktoren treffen nur bei maximaler Belastung zu. Die Eigenkorrosion
setzt sich in dem gleichen Maße ohne Rücksicht auf den Strombedarf fort. So gewinnt die
Selbstkorrosion bei niedrigeren Belastungen außerordentliche Bedeutung.
Das Hochleistungs-Anodenmaterial kann niedrigere Gesamtkosten verursachen, obwohl es ursprünglich
höhere Gestehungskosten pro Gewichtseinheit erfordert.
Dieses Anodenmaterial mit nahezu 50% Aluminium und seinem außerordentlichen hohen Wirkungsgrad
hat eine höhere Amperestundenkapazität und einen niedrigeren Kostenfaktor.
Ihr Energiepotential bei 98% Wirkungsgrad beträgt etwa 885 Amperestunden und der Kostenfaktor
1770 Amperestunden je Dollar bei einem Herstellungspreis von 0,50 Dollar pro Ib. Die Legierungszusammensetzung bewegt sich innerhalb folgender
Grenzen:
35
40
45
55
60
Aluminium 44,0 bis 52,5 %
Mangan 0,05bis 0,8%
Magnesium 2,0 bis 10,0%
Silizium 0,05bis 0,5%
Eisen max. 0,05%
Nickel max. 0,05%
Kupfer max. 0,05%
Sonstige Verunreinigungen max. 0,30%
Zink Rest
Von den vorausgehend genannten Stoffen Eisen, Nickel, Kupfer und anderen Verunreinigungen sollen
im allgemeinen nur geringe Beträge insgesamt nicht mehr als 0,45 % vorhanden sein.
Diese Verunreinigungen werden als nicht wesentlich betrachtet. Die erfindungswesentlichen Komponenten
sind: Aluminium, Mangan, Magnesium, Silizium und Zink innerhalb der beschriebenen Grenzen. Diese Legierungen
können in üblicher Form vergossen werden.
Die Gußstücke weisen eine verhältnismäßig hohe Härte auf, obwohl die Ausgangsmetalle weich sind.
Die Härte liegt zwischen 70 und 86 Rockwell-»B«. Bei einigen Gußstücken wurde eine Oberflächenhärte
gefunden, die noch über diesen Zahlen liegt. Sie lassen sich spanabhebend bearbeiten.
Diese Legierungszusammensetzung nähert sich der idealen Anodenzusammensetzung. Ihr Potential ist in
der Lage, die Kathode zu polarisieren, aber nicht groß genug, um Blasenbildung bei Anstrichen hervorzurufen,
oder die Walzhaut oder Schutzschichten von der Oberfläche abzuheben.
Ihre Eigenkorrosion ist sehr niedrig und der Wirkungsgrad
hoch. Sie ist billig, hat eine hohe elektrochemische Ausbeute und ermöglicht daher wirtschaftliehe
Ausrüstungen, da nur geringe Anodengewichte benötigt werden. Sie hat sehr lange Lebensdauer.
Ihre Gasentwicklung ist minimal, da nur geringe Stromverluste auftreten. Die Schutzschichtniederschläge
in seewasserähnlichen Medien sind insofern ungewöhnlich, da sie sehr dünn, hart und stark haftend
sind. Der Polarisationseffekt an der Kathode ist gleicherweise vollständig. Die Zerfallsprodukte der
Anode selbst sind weich und porös und beeinträchtigen die Anodenfunktion nicht. Die Zersetzungsprodukte, die in seewasserähnlichen Medien entwickelt
werden, sind hinsichtlich Volumen klein und außerordentlich flockig und weich. Sie bilden einen
feinen, flockigen Niederschlag, der sich auf dem Boden sammelt, wenn keine Strömung vorhanden ist,
die ihn in Dispersion erhält. Sie neigen nicht zum Zusammenbacken, verursachen keine Schwierigkeiten
auf dem Boden der Tanks und können auch alle Arten von Pumpen passieren.
Für Vergleichszwecke werden einige im Augenblick zur Verfügung stehende Daten in Tabellenform nachfolgend
aufgeführt:
| Hochreines Zink | 5 o/o Zink + 95 % Aluminium |
Magnesium legierung |
Erfindungsmaterial | |
| Spezifisches Gewicht, g/cm3 Potential im Seewasser, bezogen auf Cu — CuSO4 Wirkungsgrad (Seewasser), % Amperestunden bei diesem Wir kungsgrad Kostenfaktor: Amperestunden je Dollar Volumen des Niederschlagsprodukts Gasentwicklung |
7,14 -1,106 95 350 1300 niedrig gering |
2,77 -1,050 53 725 1540 mittel mittel |
1,74 -1,790 50 500 111 hoch stark |
3,65 -1,186 98 885 1770 niedrig gering |
Im allgemeinen verhindert- dieses Anodenmaterial Korrosion auch auf anderen Metallen, die ein geringeres
negatives Potential aufweisen. Der Wirkungskreis hängt von ihrer Fähigkeit ab, genügend Strom
zur Polarisation benachbarter Oberflächen zu schaffen. Diese Fähigkeit ist bedingt durch
1. die vom Elektrolyten benetzte Oberfläche des Anodenmaterials;
2. die vom Elektrolyten benetzte Oberfläche der Kathode;
3. die Fähigkeit der Oberfläche, einen kontinuierlichen Strom zu liefern ohne Eigenkorrosion und
Eigenpolarisation;
4. den elektrischen Widerstand auf dem Wege von Metall zu Metall zwischen Anoden- und Kathodenoberfläche;
5. den elektrolytischen Widerstand des korrodierenden Mediums.
Von diesen Punkten betrifft die Fähigkeit der Anode, eine genügend hohe Schutzstromdichte zu erzeugen,
das Material selbst. Die anderen Faktoren beziehen sich auf die Einbaubedingungen.
Normale Anodenstromdichten von anderen Materialien bewegen sich bis zu 1,55 MA pro Quadratzentimeter.
Die Stromdichte des erfindungsgemäßen Anodenmaterials wurde mit über 6,2 MA pro Quadratzentimeter
ermittelt.
Der von der Anode abgegebene Anodenstrom polarisiert zunächst die benachbart liegenden Partien
der zu schützenden Oberfläche und bewegt sich radial von der Anode aus weg. (Allgemein ist der metallisehe
Widerstand des Stromkreises unwichtig zum Vergleich des elektrolytischen Widerstandes des korrodierenden
Mediums.)
Im selben Maße, wie die nächstliegende Oberfläche mehr und mehr mit dem Schutzfilm überzogen wird,
fließt der Schutzstrom weiter und weiter, bis endlich die ganze Kathodenoberfläche einen Schutzüberzug
bekommen hat und der ganze Stromfluß durch den Schutzüberzug ins Gleichgewicht gebracht wird. Es
ist bekannt, daß der Korrosionszustand der Kathodenoberfläche dieses Gleichgewicht beeinflußt. Wenn die
Oberfläche zum Zeitpunkt des Anodeneinbaues bereits korrodiert war und anhaftende Korrosionsprodukte zurückgeblieben sind, dann ist eine höhere
Schutzstromstärke notwendig.
Die besonderen Eigenschaften, welche die erfindungsgemäße Legierung in Seewasser bei den dünnen,
harten und festhaftenden Schutzschichten erzeugt, macht die Legierung zu einem überlegenen
Anodenmaterial.
Diese Tatsache im Verein mit der hohen Stromausbeute und der niedrigen Eigenkorrosion ergibt
eine fast vollständige Automatik. Es wird nur so viel Strom erzeugt, als zum Schutz benötigt wird, ohne
Verluste durch Selbstkorrosion.
Die erfindungsgemäße Legierung hat sich bei den Versuchen als seewasserbeständig erwiesen und kann
durch eine geeignet geführte Wärmebehandlung auch für Konstruktionsteile verwendet werden.
Claims (2)
1. Metall-Legierung, gekennzeichnet durch folgende Bestandteile: "*
Gewichtsprozent
Aluminium 44,0 bis 52,5
Mangan 0,05 bis 0,80
Magnesium 2,0 bis 10,0
Silizium 0,05 bis 0,50
Eisen max. 0,05
Nickel max. 0,05
Kupfer max. 0,05
Sonstige Verunreinigungen .. max. 0,30 Zink Rest
2. Verwendung einer Legierung gemäß An- 15 In Betracht gezogene Druckschriften:
sprach 1 als Anodenlegierung zum Schütze von Aluminium-Taschenbuch., 11. Auflage (1955),
technischen Gebilden aus Eisen- und Nichteisen- S. 57.
Metallen in Medien, die negative Ionen, wie In Betracht gezogene ältere Patente:
Cl-, So3—, So4—, Br- u. ä. enthalten. Deutsches Patent Nr. 1 083 619.
409 557/395 3.64 © Bundesdruckerei Berlin
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