【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
〔産業上の利用分野〕
この発明は、土と接した鉄鋼構築物の電気防食
法において使用される陽極の素材とするマグネシ
ウム合金に関し、特に発生電気量の向上した流電
陽極用マグネシウム合金に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、土の中に埋設されるか、または土の上に
設置される鉄鋼構築物、例えば橋梁、タンクまた
は埋設管が腐食電流によつて腐食されるのを防止
するため、それに対向する防食電流をその鉄鋼構
築物と土との間に通すための流電陽極として、例
えばAZ63合金やAZ31合金のようなMg―Al―Zn
―Mn合金およびMg―Mn合金のようなマグネシ
ウム合金を使用することが知られており、これら
の陽極は裸で、あるいはバツクフイルとともに地
中に埋設して使用されている。
〔発明の解決しようとする問題点〕
このような従来のマグネシウム合金のなかで
は、重量％としてAl：６％、Zn：３％、Mn：0.3
％、Mg：残部、の組成を有するAZ63合金が主流
をなしており、この合金からつくつた流電陽極の
効率は約50％（発生電気量：1100A・hr／Kg）と
言われ、陽極の電流密度が低くなると、その効率
はさらに低下する。最近では防食対象物である上
記鉄鋼構造物の設計寿命が長期化され、それに応
じて長寿命の陽極が要求されるとともに、この流
電陽極が元来地中に埋設して使用され、その交換
が困難なところから、近年発生電気量の高い陽極
の出現が益々望まれている。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明は、このような要求にこたえて開発さ
れたもので、一般に上記のような従来のマグネシ
ウム合金に対してアルミニウム含有量を増大させ
るとともに、新たにカルシウムを添加したところ
を特徴とし、アルミニウム：９〜13％、亜鉛：
0.3〜２％、マンガン：0.15〜0.5％、およびカル
シウム：0.05〜0.4％を含有し、残りがマグネシ
ウムと不可避不純物からなる組成（以上重量％）
を有する電気防食法における流電陽極用マグネシ
ウム合金を提供することによつて、その発生電気
量の増大をはかつたものである。
つぎに、この発明において合金の成分組成範囲
を上記のとおりに限定した理由について述べる。
(1) Al
Alの理論発生電気量はMgよりも大きいの
で、その含有量が増すほど合金の理論発生電気
量は増大し、またAlの添加はMg合金の耐食性
を向上させ、自己腐食を低減させて、発生電気
量を向上させるが、このような効果はAlが９
重量％以上において従来のAZ63合金よりも顕
著になり、一方Al含有量が13重量％を越える
と、陽極電位が貴化するとともに溶解形態が孔
食を示すようになるところから、その含有量を
９〜13重量％と定めた。
(2) Zn
Znは本合金のようなAl含有量の高い合金の
溶解形態を改善するのに有効な成分で、合金の
孔食深さを浅くする作用を有するが、Zn含有
量が0.3重量％未満ではその作用が十分でな
く、一方ZnはAlとは逆に理論発生電気量が小
さいので、その含有量の増大は発生電気量の減
少を招き、それが２重量％を越えると、その影
響が顕著になるところから、その含有量を0.3
〜２重量％と定めた。
(3) Mn
Mnは合金中に含まれる鉄の悪影響、すなわ
ち発生電気量を低下させるという作用を取除く
成分として知られているが、その含有量が0.15
重量％未満ではその作用が十分でなく、一方そ
れが0.5重量％を越えると発生電気量が低下す
るところから、その含有量を0.15〜0.5重量％
と定めた。
(4) Ca
Caは合金の発生電気量を向上させるのに有
効な成分であるが、その含有量を0.05重量％未
満ではその効果が十分でなく、一方それが0.4
重量％を越えると、かえつて合金の発生電気量
を低下させるところから、その含有量を0.05〜
0.4重量％と定めた。
〔実施例〕
ついで、この発明を実施例によつて詳細に説明
する。
それぞれ第１表に示される組成を有する本発明
合金１〜９、合金成分のうちいずれか一つの成分
がこの発明の範囲から外れている比較合金１〜７
（その外れた成分を表中※印で示す）、および従来
合金の一例としてAZ63合金を溶製し、それらを
金型に鋳込んで、径20mm、長さ120mmの丸棒とし
た。
つぎに、このようにして得た各丸棒について、
それを電気防食法の流電陽極として使用した場合
の発生電気量を求めるために、（社）腐食防食協
会制定による流電陽極試験法（防食技術、
Vol.31、612―620頁、1982年）に準じて流電試験
を実施した。試験面を、＃240のエメリーペーパ
ーで研摩した40cm2の研摩面とし、水酸化マグネシ
ウムを飽和した人工海水中で0.1mA／cm2の陽極電
流密度で240時間の定電流試験を行つて陽極電位
を測定し、これに基いて発生電気量と効率を算出
し、その結果を第１表に示した。
〔発明の効果〕
第１表に示される結果から明らかなように、本
発明合金１〜９は、いずれも従来のAZ63合金お
よび比較合金１〜７よりも高い発生電気量を示し
ており、したがつてこの発明の流電陽極用マグ
[Industrial Application Field] This invention relates to a magnesium alloy used as a material for anodes used in cathodic protection methods for steel structures in contact with soil, and in particular relates to a magnesium alloy for galvanic anodes with an improved amount of electricity generated. be. [Prior Art] Conventionally, in order to prevent steel structures buried in or installed on the soil, such as bridges, tanks, or buried pipes, from being corroded by corrosive current, Mg-Al-Zn, such as AZ63 alloy or AZ31 alloy, can be used as a galvanic anode to pass an opposing anti-corrosion current between the steel structure and the soil.
It is known to use magnesium alloys such as -Mn alloys and Mg-Mn alloys, and these anodes are used either bare or buried underground with backing foil. [Problems to be solved by the invention] Among such conventional magnesium alloys, Al: 6%, Zn: 3%, Mn: 0.3 as weight percentages.
%, Mg: balance, the AZ63 alloy is the mainstream, and the efficiency of galvanic anodes made from this alloy is said to be about 50% (amount of electricity generated: 1100A・hr/Kg), and the anode The efficiency decreases further as the current density decreases. Recently, the design life of the above-mentioned steel structures that are subject to corrosion protection has been extended, and accordingly, long-life anodes are required. In recent years, there has been an increasing desire for an anode that can generate a high amount of electricity. [Means for Solving the Problems] The present invention was developed in response to such demands, and generally increases the aluminum content compared to the conventional magnesium alloys mentioned above, and also newly adds calcium. It is characterized by the addition of aluminum: 9 to 13%, zinc:
0.3 to 2%, manganese: 0.15 to 0.5%, and calcium: 0.05 to 0.4%, with the remainder consisting of magnesium and unavoidable impurities (weight%)
By providing a magnesium alloy for galvanic anodes in cathodic protection methods, the amount of electricity generated can be increased. Next, the reason why the composition range of the alloy is limited as described above in this invention will be described. (1) Al The theoretical amount of electricity generated by Al is larger than that of Mg, so the higher the Al content, the greater the theoretical amount of electricity generated by the alloy.Also, the addition of Al improves the corrosion resistance of Mg alloys and reduces self-corrosion. This effect improves the amount of electricity generated, but this effect is due to the fact that Al is 9
If the Al content exceeds 13% by weight, the anode potential becomes noble and the dissolution form shows pitting corrosion. The content was determined to be 9 to 13% by weight. (2) Zn Zn is an effective component for improving the dissolution form of alloys with high Al content, such as this alloy, and has the effect of reducing the depth of pitting in the alloy. If it is less than 2% by weight, its effect will not be sufficient, and on the other hand, since Zn has a small theoretical amount of electricity generated, contrary to Al, an increase in its content will lead to a decrease in the amount of electricity generated, and if it exceeds 2% by weight, its The content is reduced to 0.3 from where the influence becomes noticeable.
It was determined to be ~2% by weight. (3) Mn Mn is known as a component that removes the negative effect of iron contained in alloys, that is, the effect of lowering the amount of electricity generated, but its content is 0.15
If it is less than 0.5% by weight, its effect will not be sufficient, while if it exceeds 0.5% by weight, the amount of electricity generated will decrease, so the content should be reduced to 0.15 to 0.5% by weight.
It was determined that (4) Ca Ca is an effective component for improving the amount of electricity generated by the alloy, but its effect is not sufficient when its content is less than 0.05% by weight;
If the content exceeds 0.05% by weight, the amount of electricity generated by the alloy will decrease, so the content should be reduced from 0.05% to
It was set at 0.4% by weight. [Example] Next, the present invention will be explained in detail with reference to an example. Invention alloys 1 to 9 having the compositions shown in Table 1, and comparative alloys 1 to 7 in which any one of the alloy components is outside the scope of the present invention.
(The components that were removed are indicated by * in the table) and AZ63 alloy as an example of a conventional alloy were melted and cast into a mold to form a round bar with a diameter of 20 mm and a length of 120 mm. Next, for each round bar obtained in this way,
In order to determine the amount of electricity generated when it is used as a galvanic anode for cathodic protection, the galvanic anode test method (corrosion prevention technology,
Vol. 31, pp. 612-620, 1982). The test surface was a 40 cm 2 polished surface polished with #240 emery paper, and a constant current test was performed for 240 hours at an anode current density of 0.1 mA/cm 2 in artificial seawater saturated with magnesium hydroxide to determine the anode potential. The amount of electricity generated and efficiency were calculated based on the measurements, and the results are shown in Table 1. [Effects of the Invention] As is clear from the results shown in Table 1, alloys 1 to 9 of the present invention all showed a higher amount of generated electricity than the conventional AZ63 alloy and comparative alloys 1 to 7. This invention's current anode mug
【表】【table】
【表】
ネシウム合金は、土中または地上に設置された鉄
鋼構築物の電気防食において使用した場合、従来
の流電陽極用マグネシウム合金よりも高い発生電
気量によつて防食作用を高めるとともに、ひいて
は流電陽極の寿命を延ばすという顕著な効果を発
揮するものである。[Table] When used in the cathodic protection of steel structures installed underground or above ground, nesium alloys not only enhance the corrosion protection effect by generating a higher amount of electricity than conventional magnesium alloys for galvanic anodes, but also This has the remarkable effect of extending the life of the electrode anode.