DD140896A1

DD140896A1 - ACTIVE ANODE FOR THE CORROSION PROTECTION OF INTERNAL WELDING ZONES ON METALLIC HOLLOW BODIES

Info

Publication number: DD140896A1
Application number: DD21008678A
Authority: DD
Inventors: Dieter Severin; Christel Roeder; Erhard Nitzer; Josef Maresch; Hans Reisel; Irmgard Schumaier; Werner Dueresch; Franz Bier; Hartmut Kupijai; Knut Huebner
Original assignee: Dieter Severin; Christel Roeder; Erhard Nitzer; Josef Maresch; Hans Reisel; Irmgard Schumaier; Werner Dueresch; Franz Bier; Hartmut Kupijai; Knut Huebner
Priority date: 1978-12-22
Filing date: 1978-12-22
Publication date: 1980-04-02

Abstract

Die Aktivanode ist zweckmäßig einsetzbar für schwerzugängliche Rohrleitungen, Kessel und zylindrische Behälter beliebiger Abmessungen aus Stahl, Gußeisen und Kupfer, die mit elektrischleitenden, auch stark verschmutzten Flüssigkeiten beliebiger Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit beaufschlagt sind. Sie sind einsetzbar im Rohrleitungs- und Behälterbau zur Förderung und Speicherung von Kalt- und Warmwasser, Altwasser, Sole, Gülle, Klärschlamm und anderen wäßrigen Elektrolyten. Das Ziel ist ein wirksamer, langanhaltender und bereits vor der Montage ohne hohen technologischen Aufwand einzubringender durchgängiger Schutz der SchweißnahtZonen innenisolierter Hohlkörper vor Korrosion, Erosion und Kavitation, Die isolierfreie wärmebeeinflußte Schweißnahtzone in Hohlkörpern wird durchgängig von einer formschlüssigen k'reisring-, Zylinder- oder kreissegmentförmigen Aktivanode aus einem elektrochemisch unedlerem Metall als das des Grundwerkstoffs bedeckt, die im Bereich der Mcntageschweißnaht mit einer dünnen nichtmetallischen, hochtemperaturbeständigen nur wenig adsorbierenden Wärmeschränke bedeckt ist, die den Anodenwerkstoff von der Montageschweißnaht trennt. Die Wärmeschränke muß ein überhitzen und Verdampfen des Anodenwerkstoffs und ein Verschmutzen des Schweißgutes verhindern.The active anode is useful for difficult to access Pipelines, boilers and cylindrical containers of any kind Dimensions of steel, cast iron and copper, with electrically conductive, also heavily polluted liquids of any kind Temperature and flow rate are applied. you are Can be used in piping and container construction for the promotion and Storage of cold and hot water, backwaters, brine, liquid manure, Sewage sludge and other aqueous electrolytes. The goal is one more effective, longer lasting and even before mounting without high technological effort to be introduced continuous protection of Welded zones of internally insulated hollow bodies against corrosion, Erosion and cavitation, The insulation-free heat-affected Weld seam zone in hollow bodies is consistently from a positive k'reisring-, cylindrical or circular segment-shaped Active anode of an electrochemically base metal than that of the Base material covered in the area of Mcntageschweißnaht with a thin non-metallic, high temperature resistant only a little adsorbing heat cabinets is covered, which is the anode material separates from the assembly weld. The warming cabinets must be one overheat and evaporate the anode material and a Prevent contamination of the weld metal.

Description

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Titel der ErfindungTitle of the invention

Aktivanode zum Korrosionsschutz innenliegender Schweißnahtzonen an metallischen HohlkörpernActive anode for corrosion protection of internal weld seam zones on metallic hollow bodies

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft Aktivanoden zum Korrosions- und Erosionsschutz innenliegender Schweißnahtzonen an innenbeschichteten metallischen Hohlkörpern, insbesondere an Stahlrohrleitungenv Ihr Einsatz ist zweckmäßig für schwerzugängliehe Rohrleitungen, Kessel und zylindrische Behälter beliebiger Abmessungen aus Stahl, Gußeisen und Kupfer, die mit elektrischleitenden, auch stark verschmutzten Flüssigkeiten beliebiger Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit beaufschlagt sind· Das Anwendungsgebiet umfaßt den Rohrleitung^- und Behälterbau zur Förderung und Speicherung von Kalt- und Warmwasser, Abwasser, Sole, Gülle, Klärschlamm und anderer wäßriger ElektrolytevThe invention relates to active anodes for corrosion and erosion protection of internal weld seams on internally coated metallic hollow bodies, especially on Stahlrohrleitungenv Their use is useful for schwerzugängliehe pipes, boilers and cylindrical containers of any size steel, cast iron and copper, with electrically conductive, even heavily contaminated liquids of any temperature The field of application includes piping and tank construction for the conveyance and storage of cold and hot water, sewage, brine, liquid manure, sewage sludge and other aqueous electrolytes

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Die Anwendung von Aktivanoden zum katodischen-Korrosionsschutz in Rohrleitungen und anderen Hohlkörpern ist bekannt· Als besonders zweckmäßig haben sich dabei solche Lösungen erwiesen, die den katodischen Schutz auf die besonders gefährdeten Rohrverbindungen begrenzen, die entweder mechanisch besonders beansprucht werden oder aber niGht wie die übrige Rohrleitung durch Überzüge vor Korrosion geschützt werden können··The use of active anodes for cathodic corrosion protection in pipelines and other hollow bodies is known. Solutions which limit the cathodic protection to the particularly endangered pipe joints, which are either particularly mechanically stressed or not like the rest of the pipeline, have proved particularly expedient can be protected against corrosion by coatings ··

Es wurde bereits vorgeschlagen (DL-PS 98 351$ F 16 L 58/00), hülsenförmige Aktivanoden zum katodischen Schutz von Rohren im Bereich der größten Schadenshäufigkeit zu verwenden, insbesondere für Bohrrohre, deren Enden vergrößerte Außendurchmesser zurIt has already been proposed (DL-PS 98 351 F 16 L 58/00) to use sleeve-shaped active anodes for the cathodic protection of pipes in the area of greatest damage frequency, especially for drill pipes, the ends of enlarged outer diameter

Aufnahme von.· Anschlußgewinden und dergleichen aufweisen· Zur Gewährleistung eines festen Haltes v?ird die Aktivanode in den aufgeweiteten Bereich des Rohres eingepreßt, das dazu ausgedreht werden muß« Gemäß einer weiteren Ausbildung des Gegenstandes der Erfindung besteht die Aktivanode aus unedleren Metallen oder Metallegierungen als das Rohr selbst, wie Magnesium, Aluminium, Zink und deren Legierungen, deren Bestandteile im einzelnen angegeben werden«Inclusion of connecting threads and the like The active anode is pressed into the widened region of the tube which must be turned out in order to ensure a firm hold. According to a further embodiment of the invention, the active anode consists of less noble metals or metal alloys than the pipe itself, such as magnesium, aluminum, zinc and their alloys, the components of which are given in detail «

Die Anwendung dieser Lösung ist bei Rohrleitungen mit relativ dünnen Wanddicken aus materialökonomischen, technischen und technologischen Gründen nicht möglich, insbesondere kann damit die innenliegende Montageschweißnaht von geschweißten Rohrverbindungen nicht vor Erosion und Kavitation geschützt werden* Der wesentliche Nachteil.dieser Lösung besteht aber darin, daß der katodische Schutz - bedingt durch den hohen "Verbrauch an Anodenwerkstoff - nur wenige Jahre anhält. Mr Bohrrohre, die ohnehin nach wenigen Jahren ausgewechselt werden müssen, ist das kein Nachteil! für stumpfgeschweißte Rohrleitungen, die nicht von außen zugänglich sind und eine Nutzungsdauer von mehr als 40 Jahren haben sollen, kommt diese Lösung nicht in IrageVThe application of this solution is not possible for pipes with relatively thin wall thicknesses for material-economic, technical and technological reasons, in particular so that the internal assembly weld of welded pipe joints are not protected from erosion and cavitation * The main drawback.dieser solution is that the cathodic protection - due to the high consumption of anode material - lasts only a few years Mr Drilling Pipes, which in any case have to be replaced after a few years, is not a disadvantage for butt - welded pipes that are not accessible from the outside and have a service life of more than 40 years, this solution does not come in IrageV

Der Verbrauch an Anodenwerkstoff kann dadurch wesentlich verringert werden, daß die katodisch zu schützende Fläche verkleinert wird· Das kann dadurch erreicht werden, daß die Rohrleitung soweit wie möglich durch Überzüge vom Korrosionsmedium abgetrennt wird, so daß nur verbleibende Fehlstellen katodisch vor Korrosion geschützt werden müssen· Solche Fehlstellen sind beispielsweise die Schweißnahtzonen in innenisolierten Rohrleitungen, die vor dem Schweißen aus schweißtechnischen Gründen nicht isoliert werden dürfen und nach dem Schweißen wegen der Schwerzugänglichkeit nicht mehr oder nur mit großem Aufwand nachisoliert werden können. Die Größe der Schweißnaht zone" wird neben dem Rohr durchmess er vom schweißtechnisch erforderlichen Abstand der Innenisolierung von der Schweißnaht bestimmtί Je nach Temperaturempfindlichkeit des Isolierstoffes beträgt dieser Abstand beispielsweise für Thermoplaste und Bitumina 100 bis 300 mm»The consumption of anode material can be substantially reduced by reducing the surface to be catodically protected. This can be achieved by separating the pipeline as far as possible from the corrosion medium by coatings, so that only remaining defects must be catodically protected against corrosion. Such defects are, for example, the weld zones in internally insulated pipes that must not be isolated before welding for welding reasons and can not be re-insulated after welding because of poor accessibility or only with great effort. The size of the weld zone "is next to the pipe diameter he determined by the welding required distance of the inner insulation of the weld. Depending on the temperature sensitivity of the insulating material, this distance is for example for thermoplastics and bitumens 100 to 300 mm»

Besonders -vorteilhaft sind solche Lösungen, die die Größe der Schweißnahtzone verringern. Es wurde bereits vorgeschlagen (DL-PS 107 765$ F 16 L 58/00), die isolierfreien Rohrenden innenisolierter Stahlrohre innen mit Leichtmetallbändern zu plattieren,*die je nach der elektrischen Leitfähigkeit des Elektrolyten aus Magnesium- oder Aluminiumlegierungen bestehen können und die Schweißnahtzone sowohl passiv als auch aktiv vor Korrosion schützen., Nachteilig bei dieser Lösung ist, daß die plattierten Bänder aus schweißtechnischen Gründen ebenfalls einen bestimmten, wenn auch wesentlich geringeren Abstand als die organischen Isolierstoffe, zur Schweißnaht haben müssen, um ein Aufschmelzen oder Verbrennen der Leichtmetallbänder sowie eine unbeabsichtigte Zulegierung von Leichtmetall zum Schweißgut zu vermeiden. Damit ist der passive Schutz an der Montageschweißnaht, der Schwachstelle der Rohrleitung, unterbrochen.Particularly advantageous are those solutions that reduce the size of the weld zone. It has already been proposed (DL-PS 107 765 $ F 16 L 58/00) to plate the insulator-free pipe ends of internally insulated steel pipes inside with light metal strips, which may, depending on the electrical conductivity of the electrolyte of magnesium or aluminum alloys and the weld zone both passive and active against corrosion., A disadvantage of this solution is that the clad bands for welding reasons also have a certain, albeit much smaller distance than the organic insulating materials, the weld must have to melt or burn the light metal bands and a unintentional alloying of light metal to weld metal. Thus, the passive protection at the assembly weld, the weak point of the pipeline, interrupted.

Soll die Schweißnahtzone durchgängig mit der Aktivanode abgedeckt werden, muß der Anodenwerkstoff vor der Schweißwärme geschützt werden· Dazu wurde'bereits vorgeschlagen (DL-PS 130 071 j Έ 16 L 58/00), die Aktivanode im Bereich der Schweißnaht durch ein Metallband vor der direkten Schweißwärme zu schützen, wobei das Metallband vorzugsweise aus dem gleichen Werkstoff wie das Rohr besteht und mit dem Rohr verschweißt wird· Neben dem durchgängigen mechanischen Schutz der Schweißnahtzone wird zusätzlich eine Verbesserung der Schweißnahtwertigkeit erzielt, da das Metallband gleichzeitig als feste Schweißunterlage dient. .Should the weld zone are continuously covered with the active anode, the anode material must be protected from the heat of welding · by wurde'bereits proposed (DL-PS 130 071 j Έ 16 L 58/00), the active anode in the region of the weld by a metal band in front of the In addition to the continuous mechanical protection of the weld zone, an improvement in the weld seam value is achieved in addition, since the metal strip also serves as a firm welding pad. ,

Der wesentliche Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß die Schweißnahtprüfung mittels Durchstrahlen durch das Metallband gestört wirdj insbesondere dann, wenn die Aktivanode aus zwei symmetrischen Teilen besteht, die sich unter der Schweißnaht berühren, wobei die Metallbänder teilweise miteinander wie auch mit dem Rohr verschweißt sind. Ein weiterer Nachteil sind die erforderlichen hohen Aufwendungen, um eine flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen Anodenwerkstoff und Metallband zu erzielen·The main disadvantage of this solution is that the weld inspection is disturbed by irradiation through the metal stripj in particular when the active anode consists of two symmetrical parts that touch under the weld, the metal bands are partially welded together as well as with the pipe. Another disadvantage is the high expenditure required to achieve a liquid-tight connection between anode material and metal strip.

Durch das durchgängige Abdecken der Schweißnahtz'one mit Anodenwerkstoff konzentriert sich der Schutzstrom, der von der Aktivanode abgegeben wird, auf verbleibende Fehlstellen im anodennahen Bereich der. Innenisolierung und Fehlstellen in dem Bereich, der durch die Anode abgedeckt wird. Dieser an sich erwünschte Effekt kann aber auch nachteilige Folgen haben, wenn die Schutzstromdichte zu groß wird: Neben einem uneffektiv hohen Verbrauch an Anodenwerkstoff können einige organische Beschichtungsstoffe durch Verseifung zerstört oder andere., die nicht verseifbar sind, blasenförmig vom metallischen Untergrund abgesprengt werden. Ss ist deshalb notwendig, die Schutzstromdichte zu begrenzen. Das kann dadurch erfolgen, daß die Stromabgabe der Aktivanode durch einen isolierenden Überzug verringert wird.By consistently covering the weld zones with anode material, the protection current delivered by the active anode concentrates on remaining imperfections in the near-anode region of the anode. Inner insulation and defects in the area covered by the anode. However, this desired effect can also have adverse consequences if the protective current density is too large: In addition to an ineffective high consumption of anode material, some organic coating materials can be destroyed by saponification or other., Which are not saponifiable bubbles are blasted from the metallic substrate. It is therefore necessary to limit the protection current density. This can be done by the current output of the active anode is reduced by an insulating coating.

Es wurde bereits vorgeschlagen (DT-PS 1 182 929? C 23 F 13/00), den Ionenstrom der Aktivanode durch eine-Ummantelung aus elektrisch isolierendem, flüssigkeitsundurchlässigem Material zu begrenzen, wobei sich die Ummantelung in einem bestimmten Abstand zuT Anode befindet und eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, deren Fläche jeweils klein im Vergleich zu der Gesamtfläche der Ummantelung ist. In Rohrleitungen mit begrenzter lichter Weite ist diese Lösung aus strömungstechnischen Gründen nicht anwendbar. Hinzu kommt, daß die Befestigung dieser Ummantelung in Rohrleitungen nicht gelöst ist und hohe Forderungen an die Temperaturbeständigkeit des Isolierstoffes gestellt werden müssen, wenn damit Aktivanoden zum durchgängigen Schutz von Schweißnahtzonen ausgerüstet werden sollen. Es ist auch möglich, die Aktivanode partiell mit organischen Stoffen zu beschichten, um eine Schutzstromreduzierung zu erreichen. Dazu wurde bereits vorgeschlagen (DL-PS 107 765\ F 16 L 58/00)·, ringförmige Aktivanoden in variabler Breite mit passiven Korrosionsschutzschichten zu überdecken, beispielsweise mit Bitumen. Diese Lösung hat zwei Nachteile: Einmal müssen wiederum hohe Forderungen an die Temperaturbeständigkeit des Beschichtungsstoffes gestellt werden, oder der Abstand von der Schweißnaht muß relativ groß sein; zum anderen werden die Beschichtungsstoffe durch Elektroosmose"relativ schnell blasenförmig vom Anodenwerkstoff abgelöst. Außerdem ist diese LösungIt has already been proposed (DT-PS 1 182 929 C 23 F 13/00) to limit the ion current of the active anode by a sheath of electrically insulating, liquid-impermeable material, wherein the sheath is located at a certain distance to T anode and a Having a plurality of openings whose area is in each case small compared to the total area of the sheath. In pipelines with limited clear width, this solution is not applicable due to flow reasons. In addition, the attachment of this sheath in pipes is not resolved and high demands on the temperature resistance of the insulating material must be made if it is to be equipped with active anodes for the continuous protection of weld seams. It is also possible to partially coat the active anode with organic substances in order to achieve a protective current reduction. For this purpose has already been proposed (DL-PS 107 765 \ F 16 L 58/00) · to cover annular active anodes in variable width with passive anti-corrosion layers, such as bitumen. This solution has two disadvantages: Once again high demands must be made on the temperature resistance of the coating material, or the distance from the weld must be relatively large; on the other hand, the coating materials are detached from the anode material relatively rapidly by electroosmosis, and in addition this solution is

nicht geeignet, die Aktivanode mechanisch vor Erosion und Kavitation zu schützen.not suitable for mechanically protecting the active anode from erosion and cavitation.

Durch Verringerung der Schutzstromabgabe der Aktivanode werden nicht nur Folgeschäden an der Innenisolierung des Schutzobjektes vermieden, sondern zugleich die Lebensdauer der Aktivanode selbst vergrößert. Bei sehr geringer Schutzstromabnahme von der Äktivanode geht aber die Stromausbeute je Mengeneinheit Anodenwerkstoff - bedingt durch den relativ steigenden Anteil der Eigenkorrosion - zurück und steht damit einer hohen Lebensdauer der Anode entgegen. Es ist deshalb in solchen Fällen zweckmäßig, die Aktivanode vor Eigenkorrosion zu schützen. Geeignete Lösungen dazu sind nicht bekannt.By reducing the protection current output of the active anode not only consequential damage to the inner insulation of the object to be protected is avoided, but at the same time increases the life of the active anode itself. With very low protection current decrease of the anode anode but the current efficiency per unit quantity of anode material - due to the relatively increasing proportion of self-corrosion - goes back and thus precludes a long life of the anode. It is therefore expedient in such cases to protect the active anode from self-corrosion. Suitable solutions are not known.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist ein wirksamer, langanhaltender und bereits vor der Montage ohne hohen technologischen Aufwand einzubringender durchgängiger Schutz der Schweißnahtζoneη innenisolierter Hohlkörper vor Korrosion Erosion und Kavitation. Im Vergleich zu bereits bekannten technischen Lösungen wird die Schweißnahtzone durchgängig mittels einer formschlüssigen Aktivanode abgedeckt und so passiv und aktiv vor Korrosion und zusätzlich vor-Erosion und Kavitation geschützt. Ziel ist, die Aktivanode vor der direkten Einwirkung der Schweißwärme zu schützen, die Schweißgeschwindigkeit zu erhöhen "und die Prüfung der geschweißten Nähte mittels Durchstrahlung zu ermöglichen. Die bisher bekannte Lösung, die Anode mittels eines Metallbandes, vorzugsweise eines Stahlbandes, vor der direkten Einwirkung der Schweißwärme zu schützen, schließt die Prüfung der Schweißnaht mittels Durchstrahlung aus. Die Erhöhung der Schweißgeschwindigkeit bedingt eine durchgeschweißte, aber nicht durchhängende Wurzellage, so. daß die vor direkter Einwirkung der Schweißwärme geschützte Aktivanode gleichzeitig als Schweißsicherung wirkt. Weitere Ziele des Einsatzes der Aktivanode sind die teilweise Zentrierung des Rohr- bzw. Behälterendes, die mechanische Verstärkung desselben und die weitestgehende Abschirmung des Funkenfluges_β The aim of the invention is an effective, long-lasting and even before installation without high technological effort to be introduced continuous protection of the weld seam interior insulated hollow body against corrosion erosion and cavitation. In comparison to already known technical solutions, the weld seam zone is continuously covered by means of a form-fitting active anode and thus passively and actively protected against corrosion and additionally pre-erosion and cavitation. The aim is to protect the active anode from the direct action of the welding heat, to increase the welding speed "and to allow the testing of the welded seams by irradiation The previously known solution, the anode by means of a metal strip, preferably a steel strip, from the direct action of The increase in the welding speed requires a through-welded but not sagging root position, so that the active anode protected against direct action of the welding heat simultaneously acts as a welding fuse Partial centering of the tube or container end, the mechanical reinforcement thereof and the most extensive shielding of the sparking flight _β

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die bisher bekannten Lösungen zum Schutz der Schweißnahtzoneη innenisolierter Hohlkörper mittels Aktivanoden zeigten eine ring- oder zylinderförmige, formschlüssig an den Hohlkörper eingepaßte Aktivanode, die im erforderIieheη,durch die Einwirkung der Schweißwärme bedingten Abstand von der Schweißnahtzone angeordnet sind. Bei bis unter die Schweißnahtzone gezogene Aktivanoden ist zum Schutz der Anode vor direkter Einwirkung der Schweißwärme ein Metallband angeordnet, welches aber die Prüfung der Schweißnaht mittels Durchstrahlung ausschließt© -The hitherto known solutions for protecting the Schweißnahtzoneη innenisolierter hollow body by means of active anodes showed an annular or cylindrical, form-fitting fitted to the hollow body active anode, which are arranged in the erforderIieheη, caused by the action of the welding heat distance from the weld zone. In the case of active anodes drawn below the weld zone, a metal strip is arranged to protect the anode from the direct action of the welding heat, but this excludes the inspection of the weld by irradiation © -

Es besteht deshalb die Aufgabe, eine Aktivanode zum Schutz der Schweißnahtzonen innenisolierter Hohlkörper, die vor der Montage eingebracht wird, so auszubilden, daß der Anodenwerkstoff beim Schweißen der Montagenaht weder aufschmilzt noch verbrennt und das Schweißgut mit Anodenwerkstoff verunreinigt, daß sowohl die Schweißgeschwindigkeit wie auch die Qualität der Wurzellage gesteigert wird, daß die Prüfung der Schweißnaht mittels Durchstrahlung möglich und die Lebensdauer der Anode ohne Vergrößerung ihrer Werkstoffmasse erhöht wird·It is therefore the object of an active anode to protect the weld zones inside insulated hollow body, which is introduced prior to assembly, so that the anode material when welding the Montagenaht neither melts nor burns and polluted the weld metal with anode material that both the welding speed and the Quality of the root pass is increased, that the test of the weld by irradiation possible and the life of the anode is increased without increasing their material mass ·

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die isolierfreie wärmebeeinflußte Schweißnahtzone in Hohlkörpern durchgängig von einer formschlüssigen kreisring- , zylinder- oder kreissegmentförmigen Aktivanode aus einem elektrochemisch unedlerem Metall als das des Grundwerkstoffes bedeckt ist, die im Bereich der Montageschweißnaht mit einer dünnen nichtmetallischen,hochtemperaturbeständigen nur wenig adsorbierenden Wärmeschranke bedeckt ist, die den Anodenwerkstoff von der Montagesohweißnaht trennt. Diese Wärmeschranke muß eine Überhitzung des Anodenwerkstoffs durch die Schweißtemperatur'und damit das Verdampfen des Anodenv/erkstoffs und Verunreinigen des'Schweißgutes verhindern* Die mit der Wärmeschranke versehende Aktivanode wirkt gleichzeitig als feste Schweißunterlage und Schweißbadsicherung.According to the invention the object is achieved in that the insulating heat-affected weld zone in hollow bodies is consistently covered by a positive annular, cylindrical or circular shaped active anode of an electrochemically base metal than that of the base material, in the field of assembly weld with a thin non-metallic, high temperature resistant only is covered by a low adsorption heat barrier, which separates the anode material from the montagesohweißnaht. This thermal barrier must prevent overheating of the anode material by the welding temperature and thus the evaporation of the anode material and contamination of the welding material. The active anode provided with the thermal barrier simultaneously acts as a solid welding substrate and welding pool fuse.

- Die auf die Aktivanode aufgebrachte Wärmeschranke besteht aus oxidkeramischen oder metallkeramischen Stoffen, die mittels bekannter Verfahren durch Flammspritzen auf die Aktivanode aufgebracht werden. Metallkeramische Stoffe enthalten neben Metalloxiden und -karbiden zusätzlich Metalle, z. B. Kobalt, Nickel oder Titan und sind damit für spezielle Anforderungen an die Haftfestigkeit geeignet.The thermal barrier applied to the active anode consists of oxide-ceramic or metal-ceramic substances which are applied to the active anode by means of known methods by flame spraying. In addition to metal oxides and carbides, metal-ceramic substances additionally contain metals, eg. As cobalt, nickel or titanium and are therefore suitable for special requirements for the adhesion.

- Die auf die Aktivanode aufgebrachte Wärmeschranke besteht aus Oxydationsprodukten des Anodenwerkstoffes, die durch anodische Oxydation der Aktivanode oder Teilen der Aktivanode auf dieselbe aufgebracht sind.- The applied to the active anode heat barrier consists of oxidation products of the anode material, which are applied to the same by anodic oxidation of the active anode or parts of the active anode.

- Die die Aktivanode bedeckende Wärmeschranke besteht aus chemischen Verbindungen, die durch partielle Behandlung der Aktivanode mit Säuren, Laugen und/oder Oxydationsmitteln, auch bei hohen Temperaturen, aufgebracht sind.The thermal barrier covering the active anode consists of chemical compounds which are applied by partial treatment of the active anode with acids, lyes and / or oxidants, even at high temperatures.

- Die Wärmeschranke besteht aus hydraulisch oder chemisch gebundenen Stoffen, die durch Benetzen der Aktivanode mit wasserhaltigen Bindemitteln oder Bindemittelgemischen aufgebracht sind. Diese Schutzschichten bestehen vorzugsweise aus Zement, Kalzium- oder Magnesiumoxid beziehungsweise Kalziumoder Magnesiumhydroxid oder deren Kombinationen·- The thermal barrier consists of hydraulically or chemically bonded substances that are applied by wetting the active anode with water-containing binders or binder mixtures. These protective layers are preferably made of cement, calcium or magnesium oxide or calcium or magnesium hydroxide or their combinations.

- Die auf die Aktivanode aufzubringende V/äriae schranke ist schmaler als die "Aktivanode selbst, so daß ein Teil des Anodenwerkstoffs direkt elektrisch-leitend mit dem elektrochemisch edleren Grundwerkstoff des Hohlkörpers verbunden ist.- The applied to the active anode V / äriae barrier is narrower than the "active anode itself, so that a part of the anode material is directly electrically-conductively connected to the electrochemically nobler base material of the hollow body.

- Nach einem weiteren Merkmal ist die Wärmeschranke ebenso breit wie die Aktivanode und trennt so den Anodenwerkstoff elektrisch-isolierend vom elektro-chemisch edleren Grundwerkstoff. Der elektrisch-leitende Kontakt zwischen Aktivanode und Hohlkörper ist über Fehlstellen in der Wärmeschranke oder beliebige metallische Halter gegeben.- According to another feature, the thermal barrier is just as wide as the active anode and thus separates the anode material electrically insulating from the electro-chemically nobler base material. The electrically-conductive contact between the active anode and the hollow body is given by defects in the thermal barrier or any metallic holder.

- Die Wärmeschranke bedeckt bei einem weiteren Merkmal zusätzlich die Stirnflächen der Aktivanode.- The heat barrier additionally covers the end faces of the active anode in another feature.

- Die Aktivanode ist zusätzlich auf der vom Elektrolyten berührten Fläche mit einer mineralischen Schutzschicht bedeckt, die in Abhängigkeit von ihrer Dicke und Porosität einen defi-- The active anode is additionally covered on the surface touched by the electrolyte with a mineral protective layer which, depending on its thickness and porosity, has a definite

nierten elektrischen Widerstand zwischen Aktivanode und Elektrolyten darstellt·' .nated electrical resistance between active anode and electrolyte represents ''.

Ausführungsbeisp IeIEmbodiment IeI

Die auf die Aktivanode 2 aufzubringende Wärmeschränke 3 kann aus verschiedenen hochtemperaturfesten, die Prüfung des Erzeugnisses mittels Durchstrahlen nicht störender Materialien bestehen«The heat cabinets 3 to be applied to the active anode 2 may consist of different high-temperature resistant materials which do not interfere with the examination of the product by means of irradiation.

Die Metalloxide der oxidkeramischen bzw. metallkeramischen Wärmeschranke 3 haben hohe Schmelzpunkte, die über der Schweißtemperatur der praxisüblichen Schweißverfahren für Stahlwerk^y stoffe liegen, wobei deren wärmedämmende Hauptwirkung im hohen Reflexionsvermögen für Wärmestrahlung besteht. Es genügen daher geringe Schichtdicken von weniger als 1 mm, um die kurzzeitige Temperaturbelastung der Ringanode 2 beim Schweißen schadlos abzufangen. Auf Grund der geringen Dichte der vorzugsweise zu verwendenden oxidkeramischen Werkstoffe, wie Aluminiumoxid (Korund) und Magnesiumoxid ist in Verbindung mit der geringen Schichtdicke der Wärmeschranke 3 eine Beeinträchtigung bei der Durchstrahlungsprüfung nicht zu erwarten.The metal oxides of the oxide-ceramic or metal-ceramic thermal barrier 3 have high melting points, which are above the welding temperature of the practice-usual welding process for Stahlwerk ^y materials, with their heat-insulating main effect in the high reflectivity for thermal radiation. Therefore, it suffice small layer thicknesses of less than 1 mm, to compensate for the short-term temperature stress of the annular anode 2 during welding harmless. Due to the low density of the preferably to be used oxide ceramic materials, such as aluminum oxide (corundum) and magnesium oxide in conjunction with the small layer thickness of the thermal barrier 3, an impairment in the radiographic examination is not expected.

- Die aus Oxydationsprodukten des Anodenwerkstoffs bestehenden Wärmeschranken 3 werden nach bekannten Verfahren auf die Aktivanode 2 aufgetragen, indem der aus Aluminium oder Magne-The thermal barriers 3, which consist of oxidation products of the anode material, are applied to the active anode 2 by known methods, using the aluminum or magnesium alloy.

.} sium bestehende Anodenwerkstoff als Anode 2 geschaltet, in ein Bad aus Schwefel- oder Oxalsäure eingehängt und einem Gleich- oder Wechselstrom ausgesetzt wird. Diese Elektrolyse mit oxydierender Wirkung an der Anode 2 erzeugt dünne korrosionsfeste Oxidschichten von weniger als 10O¹Am, die sehr hart und verschleißfest sind«.} sium existing anode material is connected as the anode 2, suspended in a bath of sulfuric or oxalic acid and exposed to a direct or alternating current. This electrolysis with an oxidizing effect on the anode 2 produces thin corrosion-resistant oxide layers of less than 10 O ¹ Am, which are very hard and wear-resistant. "

- Die durch chemische Behandlung der Aktivanode 2 mit Säuren oder Laugen aufgebrachte Wärmeschranke 3 wird insbesondere bei Magnesiumlegierungen angewandt. Die durch Dichromatlösungen und Salpetersäure künstlich erzeugte Oxidschicht hat ähnliche Eigenschaften wie die durch anodische Oxydation erzeugte Oxidschicht. Bei Verwendung von Plußsäure oder Fluoridbädern bilden sich sehr korroslons- und hitzebeständige Schutzschichten aus Magnesiumfluoride die auch gegen- The applied by chemical treatment of the active anode 2 with acids or alkalis heat barrier 3 is particularly applied to magnesium alloys. The oxide layer artificially produced by dichromate solutions and nitric acid has similar properties as the oxide layer produced by anodic oxidation. When using succinic acid or fluoride baths, very corrosive and heat-resistant protective layers of magnesium fluorides are also formed

Abrieb sehr widerstandsfähig sind. Infolge der sehr geringen Wasserlöslichkeit ist Magnesiumfluorid physiologisch unbedenklich. Bei Verwendung alkalischer Lösungen bilden sich ebenfalls sehr korrosionsbeständige und fast wasserunlösliche Schutzschichten aus Magnesiumoxid. Ein bekanntes Verfahren besteht im Kochen von Magnesiumlegierungen in Natronlauge im Autoklaven bei 200 ⁰C. Die chemisch aufgebrachten Schutzschichten sind alle hochtemperaturbeständig, infolge ihrer geringen Dicke von weniger als 100 Am nur bedingt als .Wärmeschranke 3 geeignet.Abrasion are very resistant. Due to the very low solubility in water magnesium fluoride is physiologically harmless. When using alkaline solutions also form very corrosion resistant and almost water-insoluble protective layers of magnesium oxide. A known method consists in cooking of magnesium alloys in sodium hydroxide solution in an autoclave at 200 ⁰ C. The chemically applied protective layers are all resistant to high temperatures, due to their small thickness of less than 100 Am only limited as .Wärmeschrank 3 suitable.

- Die ebenfalls als Wärmeschranke 3 einsetzbaren Bindemittel werden nach bekanntem Verfahren mit Wasser angemacht, auch unter Verwendung feinkörniger, hochtemperaturbeständiger Zuschlagstoffe, und in beliebiger Weise auf die Aktivanode 2 aufgebracht, beispielsweise durch partielles Tauchen der Anode 2. Diese Schichten können entsprechend der Forderungen an die Wärmedämmung der Wärmeschranke 3 beliebig dick aufgetragen werden.- The usable also as a thermal barrier 3 binders are turned on by a known method with water, even using fine-grained, high temperature resistant additives, and applied in any manner to the active anode 2, for example by partial immersion of the anode 2. These layers can according to the requirements of the Thermal insulation of the thermal barrier 3 can be applied arbitrarily thick.

- Ist die Wärmeschranke 3 schmaler als die Aktivanode 2, so daß ein Teil des Anodenwerkstoffs direkt elektrisch-leitend mit dem Grundwerkstoff des Hohlkörpers 1 verbunden ist, wird der flüssigkeitsdichte Übergang von der Aktivanode 2 zur Innenisolierung 5 ohne Schwierigkeiten dadurch erreicht, daß die Aktivanode 2 vor der Innenisolierung 5 in. den Hohlkörper eingebracht wird. Anzustreben ist eine flussigkeitsdichte Verbindung zwischen Aktivanode 2 und Hohlkörper 1, damit die Kontaktkorrosion durch Paarung elektrochemisch unterschiedlicher Metalle bzw, Metallegierungen unterbunden wird. Dabei, ist es bedeutungslos, wenn geringe Spalten zwischen Aktivanode 2 und Hohlkörper 1 verbleiben, z. B. im Bereich der Nahtüberhöhung von spiralgeschweißten Rohren. Diese Spalten setzen sich schnell durch Kontaktkorrosion erzeugte Korrosionsprodukte zu, so daß kein Elektrolyt mehr eindringen kann.- Is the thermal barrier 3 narrower than the active anode 2, so that a part of the anode material is directly electrically conductively connected to the base material of the hollow body 1, the liquid-tight transition from the active anode 2 to the inner insulation 5 without difficulty achieved in that the active anode. 2 in front of the inner insulation 5 in. The hollow body is introduced. It is desirable to have a fluid-tight connection between active anode 2 and hollow body 1, so that the contact corrosion is prevented by pairing electrochemically different metals or metal alloys. In this case, it is meaningless if small gaps remain between active anode 2 and hollow body 1, z. B. in the area of the seam superelevation of spirally welded pipes. These gaps rapidly build up by corrosion corrosion generated by contact corrosion, so that no more electrolyte can penetrate.

- Ist die Wärmeschranke 3 ebenso breit wie die Aktivanode 2, so daß der Anodenwerkstoff elektrisch-isolierend vom Grundwerkstoff getrennt wird, wird der elektrisch-leitende Kontakt zwischen Aktivanode 2 und Hohlkörper Λ über Fehlstellen in- Is the thermal barrier 3 as wide as the active anode 2, so that the anode material is electrically insulating separated from the base material, the electrically-conductive contact between the active anode 2 and hollow body Λ on defects in

der Wärmeschränke 3 oder beliebige metallische Halter 6 erreicht. Diese Fehlstellen entstehen bei mechanischer Belastung der Wärmeschranke 3, z. B. beim Einpressen der Aktivanode 2 in den Hohlkörper 1, der Unrundheiten und/oder Schweißnahtüberhöhungen aufweist. Die Fehlstellen können auch bewußt ausgespart oder nachträglich geschaffen werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Aktivanode 2 mit beliebigen metallischen Haltern 6 zu versehen, die mit dem Hohlkörper 1 verschweißt, einen sicheren elektrischen Kontakt zwischen Aktivanode 2 und Hohlkörper 1 gewährleisten. Die Halter 6 allerdings müßten so angebracht werden, daß die Durchstrahlungsprüfung der Montageschweißnaht nicht gestört wird. Der Vorteil der isolierten Anbringung der Aktivanode 2 besteht darin, daß die unerwünschte Kontaktkorrosion zwischen Anodenwerkstoff und dem elektrochemisch edleren Werkstoff des Hohlkörpers 1 mit Sicherheit, unterbunden wird. Die technologisch bedingten Fehlstellen in der Wärmeschranke 3 entstehen immer dort, wo die Scherkräfte bzw. Spannungen am •größten sind. In diesen Fällen ist aber auch die Verbindung zwischen Aktivanode 2 und Hohlkörper 1 besonders eng, so daß auch hier ein sicherer elektrischer Kontakt gegeben ist.the heat cabinets 3 or any metallic holder 6 reached. These defects occur under mechanical stress of the thermal barrier 3, z. B. when pressing the active anode 2 in the hollow body 1, the non-circularities and / or Schweißnahtüberhöhungen. The defects can also be deliberately omitted or created later. Another possibility is to provide the active anode 2 with any desired metallic holders 6, which welded to the hollow body 1, ensure a secure electrical contact between active anode 2 and hollow body 1. The holder 6, however, would have to be mounted so that the radiographic examination of the assembly weld is not disturbed. The advantage of the isolated attachment of the active anode 2 is that the unwanted contact corrosion between the anode material and the electrochemically nobler material of the hollow body 1 with certainty, is prevented. The technologically caused imperfections in the thermal barrier 3 always arise where the shearing forces or stresses are greatest •. In these cases, but also the connection between the active anode 2 and the hollow body 1 is particularly narrow, so that here is given a secure electrical contact.

- Die zusätzlich über die Stirnfläche der Anode 2 gezogene Wärmeschranke 3 setzt die Anordnung der Aktivanode 2 in der Form voraus, daß die Anodenhälften jeweils mit einem Teil des zu verschweißenden Hohlkörpers 1 abschließen und diesen um halbe Breite der Rundschweißnaht überragen, wodurch der erforderliche Schweißspalt gegeben ist. Diese Variante ist besonders zweckmäßig für Rohre, Rohrschnitte und Formstücke, die stumpf zusammengeschweißt werden. Dabei ist es nicht erforderlich und unter Baustellenbedingungen ohnehin schwer zu realisieren, daß sich die Stirnflächen der Anodenhälften lückenlos berühren, da verbleibende Spalten vor der Schweißwärme geschützt sindo - - The additionally drawn over the end face of the anode 2 thermal barrier 3 requires the arrangement of the active anode 2 in the form that complete the anode halves each with a portion of the hollow body 1 to be welded and this extend beyond half the width of the weld bead, whereby the required welding gap is. This variant is particularly useful for pipes, pipe cuts and fittings that are butt welded together. It is not necessary and difficult to realize under site conditions anyway, that touch the faces of the anode halves gapless, since remaining columns are protected against the welding heat -

- Durch- zusätzlichen keramischen Schutz der vom Elektrolyten berührten Fläche der Aktivanode 2 kann die Stromabgabe der Aktivanode 2 reduziert und an den geringen Strombedarf der isolierfreien Fehlstellen angepaßt werden, was sich günstig auf die.Lebensdauer der Aktivanode 2 auswirkt. Darüber- By additional ceramic protection of the surface touched by the electrolyte of the active anode 2, the current output of the active anode 2 can be reduced and adapted to the low power consumption of insulating defects, which has a favorable effect on die.Lebensdauer the active anode 2. About that

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hinaus wird die Eigenkorrosion der Aktivanode '2 je nach dem elektrischen Widerstand der keramischen Schutzschicht mehr oder weniger stark verringert. Die Härte und Abriebfestigkeit der Schutzschicht verhindert den Abtrag von Anodenwerkstoff durch Erosion und Kavitation. Das wirkt sich ebenfalls positiv auf die Lebensdauer der Anode 2 ausV Im Vergleich zu organischen Schutzschichten, die infolge von Elektroosmose von der Aktivanode 2 abgesprengt werden, zeichnen sich die keramischen Schutzschichten neben ihrer Härte und Abriebfestigkeit durch Porosität aus, die genügend durchlässig für elektrischen Strom ist und in relativ weiten Grenzen variiert werden kann. Variiert werden können die Art und Dicke der Schutzschicht, die Korngröße, die Art der Nachbehandlung bzw ο Verdichtung der Schutzschicht»In addition, the self-corrosion of the active anode '2 is more or less greatly reduced, depending on the electrical resistance of the ceramic protective layer. The hardness and abrasion resistance of the protective layer prevents the removal of anode material by erosion and cavitation. This also has a positive effect on the lifetime of the anode 2. In comparison with organic protective layers which are blown off the active anode 2 as a result of electroosmosis, the ceramic protective layers, in addition to their hardness and abrasion resistance, are distinguished by porosity which is sufficiently permeable to electric current and can be varied within relatively wide limits. The type and thickness of the protective layer, the grain size, the type of aftertreatment or ο densification of the protective layer can be varied. »

Claims

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claims:

1c active anode for corrosion protection of internal weld seam zones on metallic hollow bodies, characterized in that the insulating heat-affected weld zone is continuously covered by a positive annular, cylindrical or circular segmented active anode (2) "in the field of assembly weld (4) with a thin non-metallic high temperature resistant and only slightly adsorbent thermal barrier (3) is covered, which separates the anode material from the mounting weld (4-) and at the same time a firm Schweißunterlage and .Wasbadsicherung

2. Active anode according to item 1, characterized in that the on the active anode (2) applied thermal barrier (3) consists of oxide ceramic or metal-ceramic substances which are applied by known methods by flame spraying on the active anode (2) and the addition of Metalloxi- the and carbides for high adhesion requirements, additional metals, such as cobalt, nickel or titanium, on.

3 '· Active anode according to item 1, characterized in that the heat barrier (3) applied to the active anode (2) consists of oxidation products of the anode material which are applied to same by anodic oxidation of the active anode or parts of the active anode (2) »

4. active anode according to item 1, characterized in that on , the active anode (2) applied thermal barrier (3) consists of chemical compounds which have been applied by partial treatment of the active anode (2) with acids, alkalis and / or oxidants

Active anode according to item 1, characterized in that the heat pipe (3) applied to the active anode (2) consists of hydraulically or chemically bound substances, preferably of cement, calcium or magnesium oxide or calcium or magnesium hydroxide or combinations thereof

by wetting the active anode (2) with water-containing binders or binder mixtures are applied. ,

6. active anode according to item 1, characterized in that on the active anode (2) to be applied thermal barrier (3) is narrower than the active anode (2), so that a portion of the anode material directly electrically conductive with the electrochemically noble base material to be protected Hollow body (1) is connected. ·

Active anode according to item 1, characterized in that the applied thermal barrier (3) is as wide as the active anode (2) and thus the anode material electrically insulating separates from the electrochemically noble base material, wherein the electrically-conductive contact between active anode (2) and hollow body (1) about defects in the thermal barrier (3) and any metallic holder (6) is given «

8. active anode according to item 1, characterized in that the thermal barrier (3) additionally covers the end faces of the active anode (2).

9 · Active anode according to item 1, characterized in that in addition the area touched by the electrolyte of the 'active anode (2) is provided with a ceramic protective layer, which represents a defined electrical resistance between active anode (2) and electrolyte' depending on thickness and porosity ,

For this / j SeMa drawing