DE3248183C2 - - Google Patents
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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-
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Description
Die Erfindung betrifft eine Zinklegierung für Opferanoden gemäß
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Betriebserfahrung mit Opferanoden aus Zink bei Gebrauch in
heißen, versenkten Pipelines in der Nordsee hat gezeigt, daß
die Anoden durch interkristalline Korrosion ausfallen. Diese
Anoden, die in Übereinstimmung mit US MIL. SPEC. A-18 001 H sind
und 0,10 bis 0,50 Gew.-% Aluminium, 0,025 bis 0,15 Gew.-%
Cadmium und Rest Zink enthalten, mit geringen Verunreinigungen
an Eisen, Kupfer, Blei und Silicium, bröckeln einfach weg.
Auch experimentelle Testdaten bekräftigen, daß interkristal
line Korrosion bei Werkstücken aus diesen Anodenlegierungen vorkommt, wenn die Werkstücke
Hitze unterworfen werden.
Dieses Phänomen ist auch wohlbekannt bei Werkstücken aus Zinkdruckguß-
Legierungen und es wird angeführt, daß das durch den
Aluminiumgehalt verursacht wird. In den getesteten Anoden aus diesen Le
gierungen konnte eine Anreicherung von Aluminum an den
Kristallgrenzen gezeigt werden. Es wird angeführt, daß ein
Aluminiumgehalt von 0,03 Gew.-% das bewirkt.
Jedoch wurde gezeigt, daß im Falle von Zinkdruckguß-Legierungen, die
etwa 4 Gew.-% Aluminium enthalten, der Grund für die interkristal
line Korrosion ein übermäßiger Gehalt an Zinn, Blei oder
Cadmium ist. Wenn dieser Gehalt auf einem ausreichend
niedrigen Niveau gehalten wird, gibt es kein Problem mit
interkristalliner Korrosion. Das maximale Niveau von Blei
und Cadmium wird bei 0,003 Gew.-% für jedes angesetzt.
Was tatsächlich bei der interkristallinen Korrosion in Zinkdruckguß-
Legierungen passiert, wurde bis jetzt nicht sehr in der Literatur diskutiert, außer daß festgestellt wurde, daß sie
stattfindet, wenn der Gehalt an Zinn, Blei oder Cadmium
einen bestimmten Wert überschreitet.
Nach der Literatur dringt das Aluminium in die Kristallgren
zen ein, wird dort angereichert und bricht dadurch die
Bindungen, aber diese Reaktion findet nur statt, wenn der
Cadmiumgehalt (oder Blei oder Zinn) einen bestimmten Wert
überschreitet. Nach einer anderen Theorie verursacht Alumi
nium in einer Menge von 0,03% die interkristalline Korro
sion, allerdings ist der Aluminiumgehalt in den obenerwähn
ten Zinkdruckguß-Legierungen 4 Gew.-%. Die Erklärung ist in der Differenz
der Kristallstruktur zu suchen. Druck-Spritzguß-Produkte,
die aus Zinkdruckguß-Legierungen hergestellt werden, haben eine feinere
Kristallstruktur als Anoden, da diese nach dem Gußverfahren
und unter Kühlungsbedingungen hergestellt werden. Beim
normalen Gußverfahren wird das flüssige Metall nicht mittels
hohem Druck und hoher Geschwindigkeit in eine Form gepreßt -
wie dies beim Druckgußverfahren geschieht - sondern einfach
in Kokillen gegossen und langsam abgekühlt.
Hierbei erwies es sich als nützlich, zu den Zinkdruckguß-Legierungen Magnesium
und ein zusätzliches Schutzmittel gegen inter
kristalline Korrosion hinzuzufügen. In bestimmten Ausführungen
wurde der Gehalt an diesen Additiven auf 0,04 bis 0,06 Gew.-%
festgelegt, da ein höherer Gehalt zu Wärmesprüngen im Metall
führt und Produkte erzeugt, die wenn sie warm sind, zerbrech
lich sind und die dann beim Entfernen von den Gußformen
zerspringen können.
Es war bisher nicht bekannt, Magnesium zu
Anodenlegierungen zuzufügen, die sich aufgrund des anderen
Gußverfahrens auch in ihrer Zusammensetzung von den bekann
ten Zinkdruckguß-Legierungen unterscheiden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine zusätzliche Komponente und deren Menge für eine Zinklegie
rung für Opferanoden gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, um eine Zersetzung,
die durch interkristalline Korrosion hervorgerufen wird, zu
verhindern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zinklegierung
zusätzlich 0,01 bis 1,0 Gew.-%
Magnesium enthält.
Die Zinklegierung kann jeweils maximal
0,005 Gew.-% Eisen, 0,005 Gew.-% Kupfer,
0,006 Gew.-% Blei und 0,125 Gew.-% Silicium enthalten.
Beim Gebrauch von Zinkanoden mit derartiger
Zusammensetzung als Opferanoden beim kathodischen Schutz heißer, versenk
ter Ölpipelines kann die interkristalline Korrosion dieser Anoden verhindert
werden.
Claims (2)
1. Zinklegierung für Opferanoden, bestehend aus 0,10
bis 0,50 Gew.-% Aluminium, 0,025 bis 0,15 Gew.-%
Cadmium und dem Rest Zink und Verunreinigungen an
Eisen, Kupfer, Blei und Silicium,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Legierung zusätzlich 0,01 bis 1,0 Gew.-%
Magnesium enthält.
2. Legierung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß sie jeweils
maximal 0,005 Gew.-% Eisen, 0,005 Gew.-% Kupfer,
0,006 Gew.-% Blei und 0,125 Gew.-% Silicium enthält.
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