Magnezyum kurban anotlarda verimliliğin iyileştirilmesi

Abstract

Magnezyum anotlar, doğalarından kaynaklanan negatif potansiyel ve birim ağırlık başına yüksek akım çıkışları nedeniyle yüksek dirençli ortamlar İçin uygundurlar. Ancak, magnezyum anotların akım etkinliği genelde diğer tip galvanik anotlara oranla düşüktür. Pratikte, akım etkinliği nadiren % 50'yi aşmaktadır. Bu değer akım verimliliği % 90'mn üstünde olan Al ve Zn anotlara göre çok düşüktür. Düşük akım yoğunluğunun sorumlu faktörlerinin; çözünme sırasında anot yüzeyine yakın bölgelerdeki anyon, katyon değişimi; alaşım elementleri ve döküm yapısının dahil olduğu termal geçmiş; ve anodik elektro kimyasal reaksiyonlar oldukları anlaşılmıştır. Bu çalışmada, geçmişte Mg anotlar üzerinde ısıl işlemler sonucu anot verimini artırıcı çalışmalarda elde edilen kısmi başarılar ve tecrübeler göz önünde tutulmuştur. Bu tecrübelerde görülmüştür ki mikro yapının kontrolü ve alaşım elementleri ve bunların yapı içindeki dağılımları bu tip kurban anotların verim değerleri üzerinde önemli bir roİ oynamaktadır. Anot verim artışı üzerine yapılan ilk ciddi çalışmaları yürüten Juarrez ve ekibinin tecrübeleri çalışmanın yönlenmesine İlk aşamalarda yön vermiştir. Burada ana hareket noktası, anot yapısı içinde homojen bir partikül dağılımının sağlanması ve demir gibi zararlı partiküllere anot bileşiminde bulunan uygun alaşım elementleri İle uygun yayınma şartlarında alaşımlanma fırsatı yaratmaktı. Ayrıca seçilen ısıl işlem sonucu oluşacak yapıların boyutlarının da kontrol altında tutulması uygulanacak ısıl işlem koşullarının seçiminde rol oynayacaktır. Böylece, ana matris yapımız olan Mg- Mn ikili sisteminde katı çözelti fazına çıkma şartı olan min. 550 UC 'de yapılacak bir ısıl işlemin anot yapısında yeterli homojenleşme ve iç alaşımlamayı sağlayacağı, bunun ardından yapılacak hızlı bir soğutmanın ise ana alaşım elementi olan Mn'm da katı eriyik içinde homojen olarak tutucağı düşünülmüştür. Böylece, bu alanda yapılan önceki çalışmalarda belli bir potansiyel düşüşüyle elde edilen verim artışlarının da olumsuz etkilerini gidererek bu tip anotların esas tercih sebebi olan yüksek potansiyel özelliklerinden de bir taviz vermeden bir verim artışı elde edilmek amaçlanmıştır.

The increasing demand for cathodİc protection of domestic and industrial structures and also installed equipment has given rise to widespread interest in new developments and applications of galvanic anodes. Considerable work has been done in the past to improve the most important properties of these anodes through considerations of metal purity, alloying agents, and backfill material. In these studies, a great deal of attention was paid to improvements in current efficiency, polarization characteristics, and distribution of corrosion attack at the anodes. The anode solution potential is also significantly important. Thus, for example, in high-resistivity soils where the cathode structure is relatively inaccessible, the extra driving force afforded by a high-potential anode is especially desirable. Furthermore, in normal soils, an anode with increased potential would bring decreases in installation costs since fewer anodes would be required to satisfy the current requirements of a particular structure. Magnesium anodes are particularly suited for high-resistivity environments where their inherent negative potential and high current output per unit weight İs desirable. However, they usually have limited offshore use (although magnesium ribbon anodes have been used effectively for offshore purposes). Magnesium anodes generally have a current efficiency below that of other galvanic anodes. In practice, current efficiency rarely exceeds % 50. This compares unfavorably with zinc and aluminum anodes which have current efficiencies better than % 90. The factors responsible for the low current efficiency in the magnesium anodes include changes in anion and cation concentration which occur close to the dissolving magnesium surface; the alloying elements and the thermal history including the casting structure effects; and the anodic electrochemistry. In this study, the accomplishments and experiences that were made on the magnesium anodes at the past, encouraged us to sustain this work. At these experiment, it was found that the microstructural characteristics and also the nature of the alloying elements have been playing an important role in the response of these type of sacrificial anodes. This is why, in this work,