JPS6122019B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

北海での高温埋設送油管についての犠性陽極と
しての亜鉛の操業経験によれば、それらの犠性陽
極は結晶粒間腐食によつて破損したことが判つ
た。 これらの陽極は、アメリカ軍用規格（MIL.
SPEC.）Ａ−18001Hに合致し、重量で0.10−0.50
％のAlと0.025−0.15％のCdを含有し、残部がZn
と不純物としての少量のFe，Cu，Pb，Siと残部
がZnからなるものであるが、簡単に崩壊した。 実験データによれば、これらの陽極用合金は熱
を受けた場合に結晶粒間腐食が発生することが確
認されている。 この現象は、加圧ダイカスト鋳造によるかなり
以前の低純度亜鉛合金についてもよく知られてい
て、アルミニウムの含有量が原因だとされてい
る。 試験を行なつた陽極合金によれば、結晶粒界部
にアルミニウムの富化が認められ、アルミニウム
の含有量が0.03％になることの現象が発生すると
言われている。 しかしながら、、アルミニウムを約４％含む加
圧ダイカスト合金の場合は結晶粒間腐食の原因
は、すず、鉛またはカドミウムが過剰に存在する
ことであることが判明した。これら金属の含有量
が＋分に低い水準に保たれれば、結晶粒間腐食の
問題は全く起らない。鉛とカドミウムの最大含有
量はそれぞれ0.003％と規定されている。 加圧ダイカスト合金で結晶粒間腐食が発生する
場合に、一体何が起るかについては、すず、鉛あ
るいはカドミウムの含有量がある値を起えた場合
に発生すること以外には、文献中にも多くは論じ
られていない。 文献にも述べられているように、粒界に侵入し
たアルミニウムがその場所で富化し、結合を破壊
すること、しかしこの反応はカドミウム（または
鉛とすず）の含有量がある値以上になつた時だけ
に起るということは、正確であろう。 しかしながら、アルミニウムが0.03％になると
結晶粒間腐食を生起するとも言われている。これ
はかなり奇妙なことである、その理由は前述の加
圧ダイカスト合金の場合のアルミニウム含有量は
４％もあつたからである。この点については結晶
構造の差によるものとして説明することもでき
る。 加圧ダイカスト製品は、普通の鋳造、冷却条件
による陽極よりは一層微細な結晶構造になる筈で
ある。 加圧ダイカスト用合金にマグネシウムを添加す
ると、結晶粒間腐食に対し有効でもあり、付加的
な防護手段ともなることが判つた。規格では、こ
の添加合金の量は0.04−0.06％と規定されてい
る、、その理由は添加量が一層高くなると温間で
製品が脆くなりダイから離型する際にクラツクが
発生する可能性があるからである。 本発明の目的は、結晶粒間腐食に起因する破断
を防止できる犠性陽極用亜鉛陽極合金を提供する
ことである。この種の陽極合金にマグネシウムを
添加することは今日までに知られていない。 従つて本発明は、犠性陽極用亜鉛合金として、
いずれも重量で0.10−0.50％のアルミニウムと、
0.025−0.15％のカドミウムと残部が亜鉛の合金
に、さらに0.01−1.0％のマグネシウムを含有さ
せることを特徴とするものである。 本合金は上記の成分の他の金属をいずれも重量
で下記の量より少量だけ含んでも差し支えない。 Fe：0.005％、Cu：0.005％、Pb：0.006％、
Si：0.125％。 アルミニウムとカドミウムの含有量の限界は、
アメリカ軍用規格18801−Ｈの仕様に従つたもの
である。0.1％以上で0.50％以下のアルミニウム
および0.025％以上で0.15％以下のカドミウムを
添加する理由はFe含有量が0.0014％を超えたと
きに生じ可能性のある不動態化を防ぐことにあ
る。この効果は1956年度「Corrosion」第12巻に
掲載された、R.B.TeelおよびD.B.Andersonの論
文〓The Effect of Iron in Galvanic Zinc
Anodes in Sea Water〓に報告されている。Al
およびCdの添加の効果は1957年度「Corrosion」
突第13巻に掲載された、E.C.ReichardおよびT.
J.Lennox，Jrの論文〓Shipboard Evaluation of
Zinc Galvanic Anodes showing the Effect of
Iron，Aluminium and Cadmium on Anode
Performance〓ならびに1960年度「Corrosion」
第16巻に掲載された、L.J.WaldronおよびM.H.
Petersonの論文〓Effect of Iron，Aluminium
and Cadmium Additions on the Performance
of Zinc Anodes in Sea Water〓に報告されてい
る。これらの論文はAlとCdの添加効果を示して
いる。 しかしこれらの成分だけを含んだZn合金は海
底に埋設された高温構造で使用したときに結晶粒
間腐食作用を受ける。そこで、本発明ではマグネ
シウムを添加してこの結晶粒間腐食を防止するの
である。マグネシウム含有量の上述の下限より低
いとこの効果は得られず、上限値より大くしても
この効果は増大しないのに対し価格が上昇するの
で1.0％がマグネシウム含有量の上限である。 次に、マグネシウムを添加した効果を検討すべ
く、サンプルを実験室で製造した。これらのサン
プルは、超純度亜鉛と0.20％のアルミニウムと
0.05％のカドミウムとを合金化して作つた。これ
はアメリカ軍用規格の推奨する含有量である。い
くつかのサンプルを溶融させて50mm直径のボルト
を鋳造した。合金内の残りの成分として種々の含
有量のマグネシウムを添加した。 これらのサンプルを結晶粒間腐食についてテス
トした。採用した方法は圧力ダイカスト合金のテ
ストを指導するASTM法であつた。サンプルは
少なくとも10日間95℃の飽和水蒸気内に放置し
た。第１表はこの結晶粒間腐食テストの結果を示
す。

【表】

【表】 この表から判明するように、本発明の亜鉛合金
は従来技術によるZn合金に比較して優れた耐結
晶粒間腐食を有する。 加温または温間で使用される埋設石油用配管の
陰極防護用として、本発明による成分の亜鉛合金
陽極を使用することにより、結晶粒間腐食を防止
することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 重量パーセントで0.01−0.50％のアルミニウ
   ムと、0.025−0.15％のカドミウムと、0.01−1.0
   ％のマグネシウムと、残部が亜鉛と不可避的不純
   物とから成る、高温下で埋設されている送油管の
   防護のための犠性陽極用亜鉛合金。