WO2012148016A1 - 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극 - Google Patents

낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a sacrificial anode for preventing corrosion of a vessel having a low corrosion potential, and more specifically, to improve efficiency by having a low corrosion potential electrochemically, and to protect the environment and the human body by using a non-gelatin element as an additive.
  • Vessels are constantly exposed to sea breezes containing sea water or salts, which contain a large amount of salt during sea operation and function as an electrolyte solution. Therefore, the hull portion or the various structures of the ship made of metal material is likely to be damaged or damaged by corrosion by sea water or sea wind corrosion, various corrosion prevention techniques for preventing this is applied to the ship.
  • Corrosion prevention technology applied to ships is a technique of covering the surface of the hull or various structures to block the surface from sea water or sea wind. Corrosion-prevention technology by such a coating has the disadvantage of causing manufacturing hassle and increase in cost as it requires additional coating work when manufacturing the hull and various structures.
  • Sacrificial Anode Corrosion prevention technology is a technology that installs a sacrificial anode made of a metal material with high ionization tendency such as aluminum (Al) and zinc (Zn) in a vessel so that corrosion of seawater or seawater is induced to the sacrificial anode.
  • the sacrificial anode has an aluminum (Al) alloy, a magnesium (Mg) alloy, a zinc (Zn) alloy as a main component, and a trace amount of an additive material consisting of elements such as indium (In), cadmium (Cd), and lead (Pb).
  • Al aluminum
  • Mg magnesium
  • Zn zinc
  • an additive material consisting of elements such as indium (In), cadmium (Cd), and lead (Pb).
  • elements as indium (In), cadmium (Cd), and lead (Pb) added to the sacrificial anode have a fatal problem in environmental pollution as heavy metals.
  • cadmium (Cd) which is included as an additive in a sacrificial anode mainly composed of zinc (Zn) alloys, not only causes pollution, such as later diseases, but also acts as a carcinogen and is regulated by various related laws. There is a situation. In addition, international regulations on the use of heavy metals are strengthened internationally, and the use and export of products containing heavy metals and harmful substances is restricted.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and has an electrochemically low corrosion potential by containing an additive material composed of a high specific hydrogen metal overvoltage, so as to improve the efficiency and protect the environment and the human body. It is an object of the present invention to provide a sacrificial anode for ship corrosion prevention having a new type of low corrosion potential.
  • an object of the present invention is prepared by adding a small amount of additives selected from zinc (Zn) alloy as a main component, calcium (ca), magnesium (Mg), aluminum (Al), copper (Cu) and tin (Sn). Accordingly, an object of the present invention is to provide a sacrificial anode for preventing corrosion of a vessel having a new type of low corrosion potential, which has high efficiency and improves corrosion protection of a vessel.
  • the sacrificial anode for preventing corrosion of a ship having a low corrosion potential of the present invention for achieving the above object is characterized by containing an additive material composed of a specific gravity metal element having a high hydrogen overvoltage.
  • the sacrificial anode for ship corrosion prevention having a low corrosion potential is characterized in that made of zinc (Zn) alloy.
  • the additive material is calcium (ca), magnesium (Mg), aluminum (Al), copper (Cu), zinc (Zn) and tin (Sn). It is characterized in that any one selected from the group.
  • the non-metal elements calcium (ca), magnesium (Mg), aluminum (Al), copper (Cu) and tin (Sn) are used as additives, so that domestic and foreign environmental laws and regulations can be observed. This has the effect of protecting the environment and the human body.
  • FIG. 1 (a) and (b) is a view for showing a sacrificial anode for preventing corrosion of the vessel having a low corrosion potential according to an embodiment of the present invention.
  • the vessel corrosion prevention sacrificial anode having a low corrosion potential contains an additive material composed of a specific hydrogen metal element with a high hydrogen overvoltage, the sacrificial anode is made of a zinc (Zn) alloy, the additive material is tin (Sn) It is characterized by the).
  • FIG. 1 is a view for showing a sacrificial anode for ship corrosion prevention having a low corrosion potential according to an embodiment of the present invention.
  • the sacrificial anode 1 for preventing corrosion of a vessel having a low corrosion potential is installed in a vessel to preferentially induce corrosion by sea water or sea wind during marine operation of the vessel. .
  • the sacrificial anode 1 for corrosion prevention of a vessel having a low corrosion potential is composed of a positive electrode body 1a and a connecting end 1b protruding from both ends of the positive electrode body 1a to form a hull. It is installed in the ship so that the connection end 1b is fixed to it.
  • the sacrificial anode 1 according to the embodiment of the present invention is formed by casting a predetermined metal material
  • the sacrificial anode 1 according to the embodiment of the present invention is a metal material mainly composed of zinc (Zn) alloy Is done.
  • the sacrificial anode 1 may be made of a metallic material mainly composed of aluminum (Al) alloy and magnesium (Mg) alloy in addition to the zinc alloy.
  • the sacrificial anode 1 contains an additive material consisting of a specific gravity metal element having a high hydrogen overvoltage, and in particular, contains a tin (Sn) element as the additive material.
  • the hydrogen overvoltage refers to the difference between the equipotential potential of hydrogen and the potential required for hydrogen to be generated in the cathode during electrolysis, and include copper (Cu), cadmium (Cd), tin (Sn), and lead (Pb). ), Zinc (Zn) and mercury (Hg) increase the hydrogen overvoltage, but cadmium (Cd), lead (Pb), and mercury (Hg) are heavy metals and should not be used as additives.
  • the tin (Sn) element may be replaced with copper (Cu), and zinc (Zn) may be used as an additive material when a material other than a zinc (Zn) alloy is used as the main component of the sacrificial anode 1. .
  • the sacrificial anode 1 When the tin element having a high hydrogen overvoltage is used as an additive material, the sacrificial anode 1 has an electrochemically low corrosion potential due to the action of the tin element, thereby preventing corrosion of the vessel by the sacrificial anode 1. This is improved.
  • the additive material added during the preparation of the sacrificial anode 1 according to the embodiment of the present invention is calcium (ca), magnesium (Mg), aluminum (Al) in addition to tin (Sn), copper (Cu), and zinc (Zn). Specific gravity metal elements such as these may be used.
  • non-metallic metal element As the non-metallic metal element is used as the additive material as described above, heavy metal contamination of the surrounding environment due to contact between the sacrificial anode 1 and the seawater is prevented when the ship is operated. In addition, heavy metal contamination of the human body due to contact between the sacrificial anode 1 and the body of the worker is also prevented, so that the human body can be protected from heavy metals.
  • the sacrificial anode for corrosion prevention of a ship having a low corrosion potential of the present invention is made of zinc (Zn) alloy, and as tin (Sn) having a high hydrogen overvoltage characteristic is added as a specific metal element, efficiency is maximized. Corrosion protection of the effect is improved. Accordingly, it is possible to reduce the number of installation of the sacrificial anodes on the vessel, increase the replacement cycle of the sacrificial anodes, thereby reducing costs and reducing the inconvenience of sacrificial anode replacement work.

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Abstract

본 발명은 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극에 관한 것이다. 이는 수소과전압이 높은 비중금속 원소로 이루어진 첨가물질을 함유하는 것을 특징으로 한다. 상기와 같이 이루어지는 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극은, 전기화학적으로 낮은 부식전위를 가져 효율이 향상되고, 첨가물질로서 비중금석 원소를 사용하여 환경과 인체를 보호할 수 있게 된다.

Description

낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극
본 발명은 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 전기화학적으로 낮은 부식전위를 가져 효율이 향상되고, 첨가물질로서 비중금석 원소를 사용하여 환경과 인체를 보호할 수 있는 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극에 관한 것이다.
선박은 해양 운항시 다량의 염분이 함유하여 전해질 용액으로 기능하는 해수나 염분을 포함하는 해풍에 상시적으로 노출된다. 따라서, 금속 소재로 이루어지는 선체 부위나 선박의 각종 구조물은 해수나 해풍의 부식작용에 의해 부식되어 손상되거나 파손될 우려가 높아지므로, 이를 막기 위한 각종 부식방지기술이 선박에 적용된다.
선박에 적용되는 부식방지기술로는 선체 표면이나 각종 구조물 표면을 피복하여 해수나 해풍으로부터 표면을 차단하는 기술이 있다. 이와 같은 피복에 의한 부식방지기술은 선체와 각종 구조물 제조시 추가적인 피복 작업을 요구함에 따라 제조 상의 번거로움과 비용 증대를 야기시키는 단점이 있었다.
이를 개선한 부식방지기술로는 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0178089호 "전기방식용 희생 양극 및 그 제조방법", 공개특허공보 공개번호 제10-2005-0086129호 "선박 부식방지용 임시 희생 양극 구조" 등으로 안출되어 있는 희생 양극을 사용한 부식방지기술이 있다. 희생 양극 부식방지기술은 알루미늄(Al), 아연(Zn)과 같은 이온화 경향이 큰 금속 소재로 이루어지는 희생 양극을 선박에 설치하여 해수나 해수의 부식작용이 희생 양극으로 유도되도록 하는 기술로서, 간편하게 설치될 수 있고, 별도의 유지관리작업이나 전력소모가 불필요하며, 기존의 선박에도 설치가 가능한 이점이 있다. 그러나 원유 시추선이나 심해 구조물에서와 같이 주변 해수의 온도가 높을 경우 부식작용이 활발하게 이루어져 희생 양극의 교체주기가 빨라지게 되어 빈번한 교체작업이 요구되고, 이에 따라 비용이 증대되는 문제점이 있었다.
따라서, 이를 개선하여 전기화학적으로 낮은 부식전위를 가지는 희생 양극의 개발이 요구되었다.
한편, 희생 양극은 알루미늄(Al) 합금, 마그네슘(Mg) 합금, 아연(Zn) 합금을 주성분으로 하고, 인듐(In), 카드뮴(Cd), 납(Pb) 등의 원소로 이루어지는 첨가물질을 미량 첨가하여 희생 양극의 효율이 높아지도록 하는데, 상기와 같은 희생 양극에 첨가되는 인듐(In), 카드뮴(Cd), 납(Pb) 등의 원소는 중금속으로서 환경오염에 치명적인 문제점이 있었다. 특히, 아연(Zn)합금을 주성분으로 하는 희생 양극에 첨가물질로 포함되는 카드뮴(Cd)은 이따이따이병과 같은 공해병을 유발할 뿐만 아니라, 발암물질로 신체에 작용함에 따라 각종 관련법에 의해 사용이 규제되고 있는 실정이다. 또한, 현재 국제적으로 중금속 사용에 대한 규제가 강화되고 있고, 중금속 및 유해물질을 포함하는 제품의 사용 및 수출이 제한되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 수소과전압이 높은 비중금속 원소로 이루어진 첨가물질을 함유하여 전기화학적으로 낮은 부식전위를 가짐에 따라, 효율의 향상과 더불어 환경과 인체를 보호할 수 있게 되는 새로운 형태의 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극을 제공함에 목적이 있다.
특히, 본 발명은 아연(Zn) 합금을 주성분으로 하고, 칼슘(ca), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 구리(Cu) 및 주석(Sn) 중에서 선택된 미량의 첨가물질을 첨가하여 제조됨에 따라, 고효율을 가져 선박의 부식방지 기능이 향상되는 새로운 형태의 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극을 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극은, 수소과전압이 높은 비중금속 원소로 이루어진 첨가물질을 함유하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극에서 상기 희생 양극은 아연(Zn) 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극에서 상기 첨가물질은 칼슘(ca), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 아연(Zn) 및 주석(Sn) 군 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 비중금속 원소인 칼슘(ca), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 주석(Sn)를 첨가물질로 사용함에 따라, 국내외의 환경관련 법규를 준수할 수 있으며, 이로써 환경과 인체를 보호할 수 있는 효과를 가지게 된다.
도 1의 (a)와 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극을 보여주기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극은 수소과전압이 높은 비중금속 원소로 이루어진 첨가물질을 함유하되, 상기 희생 양극은 아연(Zn) 합금으로 이루어지고, 상기 첨가물질은 주석(Sn)인 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 일반적인 희생 양극, 선박 부식방지용 희생 양극 등으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극을 보여주기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극(1)은 선박에 설치되어 선박의 해양 운항시 해수나 해풍에 의한 부식작용을 우선적으로 유도하게 되는 것이다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극(1)은 양극 본체(1a)와, 양극 본체(1a) 양단으로 돌출되는 접속단(1b)으로 이루어져 선박을 이루는 선체에 접속단(1b)이 고정되도록 선박에 설치된다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 희생 양극(1)은 정해진 금속 소재가 주조가공되어 이루어진 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 희생 양극(1)은 아연(Zn) 합금을 주성분으로 한 금속 소재로 이루어진다. 물론, 희생 양극(1)은 아연 합금 이외에 알루미늄(Al) 합금, 마그네슘(Mg) 합금을 주성분으로 한 금속 소재로 이루어질 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 희생 양극(1)은 수소과전압이 높은 비중금속 원소로 이루어진 첨가물질을 함유하는데, 특히, 주석(Sn) 원소를 첨가물질로 함유하게 된다. 여기서, 수소과전압은 전기분해 과정에서, 음극에 수소가 발생하기 위해 필요한 전위와 수소의 평형 전극 전위의 차이를 지칭하는 것으로, 구리(Cu), 카드뮴(Cd), 주석(Sn), 납(Pb), 아연(Zn), 수은(Hg)의 순서로 수소과전압이 높아지나, 카드뮴(Cd), 납(Pb), 수은(Hg)은 중금속 원소이므로 첨가물질로 사용하지 않는다. 여기서, 필요시 주석(Sn) 원소는 구리(Cu)로 대체될 수 있고, 희생 양극(1)의 주성분으로 아연(Zn) 합금 이외의 소재가 사용될 경우 첨가물질로서 아연(Zn)이 사용될 수도 있다.
이와 같이 수소과전압이 높은 주석 원소가 첨가물질로 사용되면, 주석 원소의 작용에 의해 희생 양극(1)은 전기화학적으로 낮은 부식전위를 가지게 되는데, 이에 따라 희생 양극(1)에 의한 선박 부식방지 효율이 향상된다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 희생 양극(1) 제조시 첨가되는 첨가물질로는 주석(Sn), 구리(Cu), 아연(Zn) 이외에 칼슘(ca), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al) 등의 비중금속 원소가 사용될 수 있다.
이와 같이 첨가물질로서 비중금속 원소가 사용됨에 따라, 선박 운항시 희생 양극(1)과 해수 간의 접촉 등에 의한 주변환경의 중금속오염이 방지된다. 또한, 희생 양극(1)과 작업자의 신체 간 접촉에 의한 인체의 중금속오염도 방지되어 인체가 중금속으로부터 보호될 수 있게 된다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
본 발명의 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극은, 아연(Zn) 합금으로 이루어지고, 비중금속 원소로서 수소과전압이 높은 특성을 가진 주석(Sn)이 미량 첨가됨에 따라, 효율이 극대화되어 선박의 부식방지 기능이 향상되는 효과가 있다. 이에 따라, 선박에 대한 희생 양극의 설치 갯수를 줄이고, 희생 양극의 교체 주기를 늘일 수 있어 비용절감이 도모되고, 희생 양극 교체작업에 따르는 번거로움이 줄어드는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 수소과전압이 높은 비중금속 원소로 이루어진 첨가물질을 함유하는 것을 특징으로 하는 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 희생 양극은 아연(Zn) 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 첨가물질은 칼슘(ca), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 아연(Zn) 및 주석(Sn) 군 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극.
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