175140. lajstromszámú szabadalom • Galvánanód-rendszerek talajba fektetett acélszerkezetek korrózióvédelmére
3 175140 4 anódok fogyása igen gyors, és a gyakori karbantartás, ellenőrzés szükségessége gazdaságtalanná teszi alkalmazásukat. A magnézium anódok e hátrányainak kiküszöbölésére egyéb fémek és fémötvözetek, így a cink-, alumínium- és mangán-ötvözetek galvánanódkénti alkalmazhatóságát is vizsgálták [Corrosion 1, 113-118 (1945)]. E vizsgálatok célja elsősorban az volt, hogy az igen gyorsan fogyó, nagy korróziósebességű magnézium helyett egy lassabban fogyó, tehát nagyobb hatásfokú anódanyagot dolgozzanak ki. A szakirodalom szerint a 10 súlyúi-ig terjedő mennyiségű cinket tartalmazó alumínium-cink ötvözetek tengerparti létesítményeknél eredményesen alkalmazhatók galvánanódokként [Materials Protection 39-43 (190 7. június) és 25-30 (1969. augusztus)]. Általánosan ismert, hogy az alumínium igen aktív fém lévén rendkívül gyorsan oxidálódik, és a felszínén képződött tömör oxidfilm megvédi a további oldódástol. Tengervízben és tengerparti sós-homokos talajokban azonban a jelenlevő kloiid ionok letörik az alumínium passzivitását, így lehetővé teszik az ar.ódfém oldódását. Az enyhén savas kémhatású (pH.: 6-7) tengervízbe vagy az azzal átitatott sós-homokos talajokba helyezett alumínium-cink ötvözetek esetén azonban az anódfém oldódása nem egyenletes és nem folyamatos, mert egyrészt az ötvözet környezetébe passziváló ionok (például szulfát-, karbonát- vagy nitrát-ionok) kerülhetnek, amelyek meggátolják vagy legalábbis egyenetlenné teszik az anódfém oldódását, másrészt pedig a vízben igen jól oldódó alkálifém-halogenidek koncentrációingadozása túl gyors, lyukkorrózióval járó fogyást eredményezhet. Az 57c cinket tartalmazó alumínium-cink ötvözetek különböző oldható sókat tartalmazó, levegővel egyensúlyban levő vizes oldatokban meghatározott anódos polarizációs görbéit az 1-3. ábrán mutatjuk be. Az ábrákból egyértelműen megállapítható, hogy a klorid- és hipoklorit-ionok aktiváló, a szulfát-, nitrát- és karbonát-ionok pedig passziváló hatást fejtenek ki az alapfémre. Ugyanez a következtetés vonható le az 5. ábrán bemutatott görbékből is, amelyek 2,5% magnéziumot és 3,5% cinket tartalmazó alumínium-magnézium-cink ötvözetek kalcium-hipoklorit-, nátriumklorid-, nátriumnitrát- és nátriumszulfát-oldatban végbemenő polarizációját jellemzik. Ha az aktiváló és passziváló ionok koncentrációja az anódfém környezetében állandóan változik (ez az eset a tengervízbe vagy tengerparti sós talajokba fektetett anódfémeknél), az anódfém egyenletes oldódása nyilvánvalóan nem biztosítható. Az alumínium-alapú galvánanódok biztonságos alkalmazása tehát még az alapfém passzivitását letörő tengervízben vagy tengervízzel átitatott talajokban sem megoldott. Szárazföldi talajokban az eddigi ismeretek szerint ilyen ötvözetek egyáltalán nem alkalmazhatók, mert a passzivitást letörő ionok nem állnak rendelkezésre. A találmány célja olyan galvánanód-rendszer biztosítása, amely szárazföldi talajokban is alkalmazható, és amellyel biztosítható az anódfém egyenletes, folyamatos és lassú (lyukkorrózió nélküli) oldódása. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy ha meghatározott alumínium-ötvözeteket olyan közegbe helyezünk, amelyből lassan, de folyamatosan halogenid-, hipohalogenit- és/vagy oxihalogenid-ionok jutnak az ötvözet felületére, ugyanakkor azonban az ötvözetet passziváló ionok kiszűrése biztosított, és az ötvözet környezetében lúgos pH-t tartunk fenn, az előzőekben említett célok maradéktalanul megvalósíthatók. A találmány szerint galvánanódként az ismert alumínium-cink ötvözeteket is felhasználhatjuk, kedvezőbb eredményekhez jutunk azonban akkor, ha a cink mellett és/vagy helyett a cinkénél negatívabb elektródpotenciálú, alumíniummal még ötvözhető fémet, célszerűen mangánt, magnéziumot és/vagy titánt is adunk az alumíniumhoz egyenként legföljebb 5 súly% mennyiségben. Az anódfém egyenletes, lassú és folyamatos oldódásának biztosítására az anódfémet olyan anódágyba helyezzük, amely legalább 20% ioncserélő anyagot, éspedig természetes bentonitot. kalcium-bentonitot és/vagy nátrium-bentonitot tartalmaz. Ez az ioncserélő anyag szűri ki a passziválódást okozó anyagokat, és egyben az ötvözet környezetében erősen lúgos pH-t biztosít. Az anódágy fennmaradó részét alkálifém- és/vagy alkáliföldfém-kloridok, -bromidok, -oxikloridok, -oxibromidok, -hipokloritok és/vagy -hipobromitok teszik ki adott esetben egyéb, a korrózió szempontjából közömbös anyagokkal együtt, azzal a megkötéssel, hogy ha a felsorolt halogéntartalmú vegyületek kationként kizárólag alkálifémet tartalmaznak, az anódágy célszerűen még legalább egy alkáliföldfém-oxidot is tartalmaz. Az anódfém lassú és egyenletes oldódása ugyanis a kisebb vízoldhatóságú alkáliföldfém-halogénvegyületekkel előnyösebben biztosítható, mint a vízben jól oldódó, és így a talajvíz által könnyen elmosható alkálifém-vegyületekkel, így ha az anódágy a halogénvegyületeket alkálifém-ionokhoz kapcsolt állapotban tartalmazza, célszerű, ha a cserebomlást lehetővé tevő alkáliföldfém-kationok is rendelkezésre állnak a közegben. Az alkáliföldfém-oxid egyben hozzájárul a lúgos pH-érték fenntartásához az anódfém környezetében. A találmány tehát talajba fektetett acélszerkezetek korrózióvédelmére alkalmas, anódfémként alumíniumötvözetet tartalmazó galvánanód-rendszerekre vonatkozik. A találmány szerinti galvánanód-rendszereket az jellemzi, hogy anódfémként 0—10súly% cinkkel és adott esetben egyenként legföljebb 5 súly% mennyiségű, a cinkénél negatívabb elektródpotenciálú, alumíniummal még ötvözhető fémmel, célszerűen magnéziummal, mangánnal és/vagy titánnal ötvözött alumíniumot tartalmaznak olyan anódágyba helyezve, amely legalább 20 súly% ioncserélő anyagot, éspedig természetes bentonitot, kalcium-bentonitot és/vagy nátrium-bentonitot tartalmaz egy vagy több alkálifémés/vagy alkáliföldfém-kloriddal, -bromiddal, -oxíkloriddal, -oxibromiddal, -hipoklorittal és/vagy -hipobromittal együtt, azzal a feltétellel, hogy ha a felsorolt halogéntartalmú anionok kizárólag alkálifém-kationokhoz kapcsolódnak, az anódágy cél-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
