DE1220698B

DE1220698B - Zinc anodes for cathodic protection

Info

Publication number: DE1220698B
Application number: DEC24457A
Authority: DE
Inventors: John Ross Macewan
Original assignee: Teck Metals Ltd
Current assignee: Teck Metals Ltd
Priority date: 1961-06-26
Filing date: 1961-06-26
Publication date: 1966-07-07

Description

Zinkanoden für den kathodischen Schutz Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines durch Strangpressen aus einem zentral liegenden Aluminiumkern und einer Zinkhülle hergestellten Körpers.Zinc Anodes for Cathodic Protection The present invention relates refers to the use of an aluminum core made by extrusion from a centrally located aluminum core and a body made of zinc shell.

Die bekannten Verfahrensstufen zur Herstellung des Körpers bestehen darin, daß ein Aluminiumkern mit einem 17berzug aus Zink mit einer Zink-Aluminium-Legierung an der Zwischenfläche überzogen wird, geschmolzenes Zink um den mit Zink überzogenen Aluminiumkern gegossen wird, um einen zusammengesetzten Zink-Aluminiumbarren zu bilden, und dieser Barren sodann unter die Schmelztemperatur von Zink gekühlt und danach extrudiert wird, um einen Zinkanodenschaft mit einem Aluminiumkern zu bilden.The known process steps for manufacturing the body exist in that an aluminum core with a coating of zinc with a zinc-aluminum alloy is plated at the interface, molten zinc around the zinc plated Aluminum core is cast to form a composite zinc-aluminum ingot form, and this ingot is then cooled to below the melting temperature of zinc and is then extruded to form a zinc anode shaft with an aluminum core.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, diesen Körper als sich aufbrauchende Anode für den kathodischen Schutz zu verwenden. Die Verwendung von sich aufbrauchenden Zinkanoden für den Schutz von Metallteilen und Ausrüstungsgegenständen, wie Wärmeaustauschern, Rohrleitungen, Schiffskörpern, Vorratstanks usw. ist bekannt. In manchen Fällen werden die Anoden in Form von Gußstücken oder Platten mit Stahleinlagen zwecks Herstellung des elektrischen Kontaktes zwischen der Anode und der zu schützenden Metallstruktur, sowie zur Befestigung der Anode an der Metallstruktur hergestellt.According to the invention it is proposed that this body be used up Use anode for cathodic protection. The use of consuming Zinc anodes for the protection of metal parts and equipment such as heat exchangers, Pipelines, hulls, storage tanks, etc. are known. In some cases the anodes are made in the form of castings or plates with steel inserts for the purpose of manufacture the electrical contact between the anode and the metal structure to be protected, as well as for attaching the anode to the metal structure.

Vielfach werden lange, schmale Anoden benötigt oder wegen ihrer besonderen Eigenschaften, als da sind große Stromdichte, Einfachheit der Anbringung und mehr stromlinienförmige Gestaltung, bevorzugt. Solch lange schmale Anoden werden durch Gußmethoden hergestellt, wobei geschmolzenes Zink in Mulden um einen Metallkern oder eine Einlage gegossen wird. Der Kern erstreckt sich entlang der Anode und gibt den notwendigen elektrischen Kontakt und dient als Verankerungselement, um die Anode an dem Gegenstand zu befestigen.Long, narrow anodes are often required or because of their special features Features than there are great current density, ease of installation, and more streamlined design, preferred. Such long, narrow anodes will get through Casting methods are made using molten zinc in hollows around a metal core or an insert is poured. The core extends along the anode and gives the necessary electrical contact and serves as an anchoring element to the anode to attach to the object.

. Gußmethoden sind jedoch nicht voll zufriedenstellend für die Herstellung von langen, schmalen Zinkanoden. Die Gußanoden sind nicht flexibel und können deshalb nicht bequem solchen Zwecken angepaßt werden, in denen gekrümmte und gewundene Anoden gewünscht werden. Anoden müssen in einer Vielzahl von verschiedenen Formen herstellbar sein, was bedeutet, daß der Hersteller einen großen Vorrat geeigneter Mulden halten muß. Darüber hinaus ist das Gießen in Mulden für Längen, die über 1,5 bis 1,8 m hinausgehen, nicht praktisch. Es ist bekannt, daß Zink durch Auspressen zu langen, schmalen Teilen geformt werden kann. Größere Schwierigkeiten ergeben sich bei der Herstellung von Zinkanoden mittels Auspressen, wenn diese Anoden eine Einlage oder einen Kern, wie er für den elektrischen Kontakt und die Befestigung gebraucht wird, enthalten. Der Kern muß hierbei wirksam mit dem Zink entlang der Anode verbunden sein, damit ein guter und dauerhafter elektrischer Kontakt zwischen dem Zink und dem Kernmaterial während der Lebenszeit der Anode gewährleistet ist. Wenn die Verbindung unvollständig ist, kann korrodierende Flüssigkeit, z. B. Seewasser, in die Verbindung zwischen Kern und Zinkmetall bei der Benutzung eindringen, und die sich dadurch bildenden Korrosionsprodukte werden den Kern von dem Zink isolieren und damit die Elektrode für den beabsichtigten Zweck wirkungslos machen.. However, casting methods are not entirely satisfactory for manufacture of long, narrow zinc anodes. The cast anodes are not flexible and can therefore cannot be conveniently adapted for purposes in which curved and convoluted anodes be desired. Anodes must be manufactured in a variety of different shapes which means that the manufacturer will keep a large supply of suitable troughs got to. It can also be poured into troughs for lengths over 1.5 to 1.8 m go out, not practical. It is known that, when pressed out, zinc becomes too long, can be shaped into narrow parts. Greater difficulties arise with the Production of zinc anodes by means of extrusion, if these anodes have an insert or a core, as it is needed for electrical contact and fastening, contain. The core must be effectively connected to the zinc along the anode so that a good and permanent electrical contact between the zinc and the core material is guaranteed for the life of the anode. When the connection is incomplete, corrosive liquid, e.g. B. sea water into the compound penetrate between the core and zinc metal during use, and thereby become forming corrosion products will isolate the core from the zinc and thus the Render the electrode inoperative for its intended purpose.

Der Kernteil muß sich durch die volle Länge der Anode erstrecken, da sonst die Anode infolge Korrosion während des Gebrauchs brechen würde, wodurch die elektrische Verbindung zwischen Anode und dem zu schützenden Gegenstand unterbrochen und die Anode außer Funktion treten würde.The core part must extend through the full length of the anode, otherwise the anode would break due to corrosion during use, whereby the electrical connection between the anode and the object to be protected is interrupted and the anode would become inoperative.

Die erforderliche gute und dauerhafte Bindung zwischen dem Zinkanodenmetall und dem Kernmaterial kann dadurch erhalten werden, daß ein dünner erster Überzug aus geschmolzenem Zink auf einen Aluminiumkern aufgetragen wird und danach geschmolzenes Zink um den mit Zink überzogenen Aluminiumkern gegossen wird, zur Bildung eines zusammengesetzten Zink-Aluminium Barrens. Der zusammengesetzte Barren, der in Form einer dicken Zinkhülle um einen Aluminiumkern vorliegt, kann dann ausgepreßt werden, um einen länglichen Schaft mit für die Verwendung gewünschter Ouerschnittsform und nach Schneiden zu geeigneten Längen als sich aufbrauchende Zinkanoden mit Aluminiumkern zu bilden. Der Aluminiumkern wird zuerst mit einem Flußmittel überzogen. Geeignete Flußmittel für Aluminiumoberflächen sind solche mit einer Basis aus Zinkchlorid und einem Gehalt an Fluoriden, z. B. solche, die bei normalen Behandlungsmethoden für Aluminium mit Flußmitteln Verwendung finden. Das Schmelzen des Flußmittels kann dadurch erreicht werden, daß der mit dem Flußmittel überzogene Kern in einer Gasflamme oder einem Ofen bei einer Temperatur zwischen 535 und 565° C erhitzt wird.The required good and permanent bond between the zinc anode metal and the core material can be obtained by having a thin first coating of molten zinc is applied to an aluminum core and then molten Zinc is poured around the zinc-coated aluminum core to form a composite zinc-aluminum ingots. The composite ingot that is in shape a thick zinc coating around an aluminum core can then be pressed out, around an elongated shaft with the shape of the cross section desired for the use and after cutting to suitable lengths as consumable zinc anodes with an aluminum core to build. The aluminum core is first coated with a flux. Suitable fluxes for aluminum surfaces are those with a base of zinc chloride and a content of fluorides, e.g. B. those that occur with normal treatment methods for aluminum with flux use. The melting of the flux can can be achieved by placing the core coated with the flux in a gas flame or an oven at a temperature between 535 and 565 ° C.

In dem Eintauchschritt wird der heiße, mit Flußmittel überzogene Kern in ein Bad aus geschmolzenem Zink, das bevorzugterweise zwischen 480 _ und 510° C gehalten wird, eingetaucht. Dieser Eintauchschritt gewährleistet die Bildung eines durchgehenden überzuges aus Zink auf dem Aluminiumkern mit einer Zink-Aluminium-Legierung an der Zwischenfläche zwischen Aluminium und Zink.In the dipping step, the hot flux coated core becomes in a bath of molten zinc, preferably between 480 ° and 510 ° C is immersed. This dipping step ensures the formation of a Continuous zinc coating on the aluminum core with a zinc-aluminum alloy at the interface between aluminum and zinc.

Beim Gießen wird der eben erst eingetauchte, heiße Kern. in eine Barrenmulde gesetzt und mit geschmolzenem Zink zur Bildung eines.zusammengesetzten Barrens umgossen. Das .Zink wird in die Mulde bei, einer relativ hohen Temperatur eingegossen, vorzugsweise zwischen 535 und 565° C.When pouring, the hot core that has just been dipped becomes. in a hollow for bars set and poured with molten zinc to form a composite bar. The zinc is poured into the trough at a relatively high temperature, preferably between 535 and 565 ° C.

Das Auspressen wird in einer herkömmlichen Auspreßvorrichtung durchgeführt, die aus einer Kammer zur Aufnahme des Barrens, einem Preßstempel oder einer Ramme und einer Gesenköffnung der gewünschten Form, durch die das Metall ausgepreßt wird, besteht. Das ausgepreßte Metall wird zu den zwecks Verwendung als Anoden gewünschten Längen geschnitten. Die so erhaltenen Körper können beispielsweise eine Länge von. ca, 5 bis 6 m bei einem Außendurchmesser von 2;3. cm und einem Kerndurchmesser von 0,75 cm haben.The squeezing is carried out in a conventional squeezing device, from a chamber for receiving the ingot, a ram or a ram and a die opening of the desired shape through which the metal is extruded, consists. The extruded metal becomes that desired for use as anodes Cut lengths. The body obtained in this way can, for example, have a length of. approx. 5 to 6 m with an outer diameter of 2; 3. cm and a core diameter of 0.75 cm.

Die sich verbrauchende Zinkanode nach der vorliegenden Erfindung besitzt verschiedene Vorteile. Sie kann relativ billig aus leicht erhältlichen Materialien hergestellt werden. Sie kann mit Vorteil zum Schutz von Stahlstrukturen wie Schiffskörpern, Lagertanks, Heißwassertanks, Untergrundeinrichtungen usw. und auch zum Schutz von Aluminiumstrukturen verwendet werden. Ein Aluminiumkern hat wesentliche Vorteile gegenüber einem Stahlkern, wenn die Zinkanoden zum Schutz von Aluminium gegen Korrosion verwendet werden. Stahlkerne würden sich nämlich gegenüber dem Aluminium kathodisch verhalten, und es wäre unbedingt notwendig, die Stahlkerne zu entfernen, bevor das gesamte Zink aufgebraucht wäre. Andernfalls würde, nachdem das Zink aufgebraucht wäre, die Aluminiumstruktur der Korrosion anheimfallen, da nun das Aluminium als sich aufbrauchende Anode für den Stahlkern reagieren würde. Wenn hingegen Zinkanoden mit Aluminiumkerne.- verwendet werden, tritt dieses Problem bei Aluminiumstrukturen nicht auf.The consumable zinc anode of the present invention has various advantages. They can be made relatively inexpensively from readily available materials getting produced. It can advantageously be used to protect steel structures such as the hulls of ships, Storage tanks, hot water tanks, underground facilities, etc. and also to protect Aluminum structures are used. An aluminum core has significant advantages versus a steel core if the zinc anodes protect aluminum against corrosion be used. Steel cores would be cathodic to aluminum behave, and it would be imperative to remove the steel cores before doing that all zinc would be used up. Otherwise, after the zinc would be used up the aluminum structure would be susceptible to corrosion, since the aluminum is now as consuming anode for the steel core would react. If, on the other hand, zinc anodes with aluminum cores .-- This problem occurs with aluminum structures not on.

Auch vom Blickpunkt der Herstellung aus ist ein Aluminiumkern einem Stahlkern vorzuziehen, da ein zusammengesetzter Barren aus Zink und Aluminium leicht ausgepreßt werden kann. Weiterhin sind ausgepreßte Zinkanoden nachgiebig und können gegebenenfalls zur leichten Anbringung, oder um den bestimmten Erfordernissen bei der Verwendung Rechnung zu tragen, gebogen und gewunden werden,From a manufacturing point of view, too, an aluminum core is one Steel core preferable as a composite billet of zinc and aluminum is lightweight can be squeezed out. Furthermore, pressed zinc anodes are pliable and can possibly for easy attachment, or to meet specific requirements to accommodate the use, be bent and twisted,

Claims

Claim: Use of one by extrusion from one central lying aluminum core and a zinc shell made body as consuming Anode for cathodic protection: Publications considered: German Patent Nos. 719 557, 220 035; German Auslegeschrift Nr..1091712; Extracts German patent applications, Vol. 19, p. 580, K 170919 VI a; P. 579, K 170852 VI a; P. 664, Z 27609 VI a.