DE10141743A1

DE10141743A1 - Electrolytic equipment preventing corrosion in water pipework includes monitoring and alarm system for anode state with switching on flow detection

Info

Publication number: DE10141743A1
Application number: DE10141743A
Authority: DE
Inventors: Christian Putz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-08-29
Filing date: 2001-08-29
Publication date: 2003-03-20

Abstract

The source (6) supplies DC to the anode and cathode (1,2). A monitoring unit (7) is provided for anode state. An automatic controller (8) switches the current on or off. At the inlet (9), a sensor detecting flow through the pipe (10) is connected to the controller.

Description

Als gängiges Verfahren für den Korrosionsschutz findet der kathodische Korrosionsschutz Anwendung. Dabei bilden zwei unterschiedliche Elemente mit metallischen Eigenschaften zusammen mit einem Elektrolyten ein galvanisches Element. Die Elektroden sind gegeneinander isoliert angebracht und werden vorzugsweise mit einem eingeprägten Strom beaufschlagt. Als Elektrolyt wird aus praktischen Gründen sehr oft Wasser eingesetzt. Als Opferanode wird häufig eine Magnesiumelektrode ausgewählt, die gegenüber dem sie umgebenden Material unedler ist. Cathodic corrosion protection is the most common method for corrosion protection Application. Two different elements with metallic properties form together with an electrolyte a galvanic element. The electrodes are insulated from each other and are preferably with an impressed current applied. For practical reasons, water is very often used as the electrolyte. As Sacrificial anode is often chosen a magnesium electrode that is opposite to it surrounding material is less noble.

Der kathodische Korrosionsschutz wird häufig für den Schutz von Behälterinnenseiten in Warmwasser bereitenden Anlagen verwendet. Eine derartige Konstruktion ist beispielsweise in DE 199 39 134 C 1 vorgeschlagen. Die Konstruktionen sind für quasi-offene Systeme, also Systeme vorgesehen, durch die das Wasser nur einmal hindurch strömt. Außerdem steht einzig und allein der Korrosionsschutz innerhalb der Anlagen jedoch nicht der des Rohrleitungssystem im Vordergrund. The cathodic corrosion protection is often used for the protection of the inside of containers Water heating systems used. Such a construction is for example proposed in DE 199 39 134 C1. The constructions are for quasi-open systems, so Systems are provided through which the water flows only once. It also says only the corrosion protection within the systems but not that of the Pipeline system in the foreground.

Wasser-Kreislaufanlagen (z. B. Betriebswasser für Kühlzwecke, Heizsysteme oder Schwimmbäder) werden durch aggressives Wasser angegriffen. Besonders wenn unterschiedliche Materialien (z. B. verzinkte Eisenrohre und Kupferrohre, Messing- oder Rotguss-Gehäuse) mit dem gleichen Wasser durchströmt werden, kommt es zu starker Korrosion. Besonders bei Schwimmbadanlagen kommt es durch die Wasserbehandlung (z. B. Chloreintrag, Sauerstoffanreicherung, pH-Wert beeinflussende Dosiermittel) zu einem hohen Grad an Korrosion. Wünschenswert ist eine Vorrichtung, die Korrosion nach dem Verfahren des kathodischen Korrosionsschutzes verhindert und vor allem in die verschiedenen marktüblichen und teilweise schon bestehenden Anlagen nachrüstbar ist. Water circulation systems (e.g. process water for cooling purposes, heating systems or Swimming pools) are attacked by aggressive water. Especially when different materials (e.g. galvanized iron pipes and copper pipes, brass or Gunmetal housing) are flowed through with the same water, it comes to stronger Corrosion. In swimming pool systems in particular, water treatment (e.g. Chlorine input, oxygen enrichment, dosing agents influencing pH value) to a high Degree of corrosion. It is desirable to have a device that provides corrosion after the process of cathodic protection against corrosion and especially in the different commercially available and partly already existing systems can be retrofitted.

Der Erfindung liegt eine Vorrichtung für den kathodischen Korrosionsschutz eines wasserführenden Systems zugrunde, die eine einfache Integration in bereits bestehende Systeme ermöglicht bzw. in marktübliche Anlagen verschiedener Hersteller eingesetzt werden kann. Außerdem soll die der Erfindung zu Grunde liegende Vorrichtung in verschiedene wasserführende Systeme wie Heizanlagen, Betriebswasser-Kreislaufanlagen oder Schwimmbäder eingesetzt werden können. The invention is a device for the cathodic protection against corrosion water-bearing system, which is easy to integrate into existing systems Systems enabled or used in commercially available systems from different manufacturers can. In addition, the device on which the invention is based is to be divided into various water-bearing systems such as heating systems, process water circulation systems or Swimming pools can be used.

In die metallische Rohrleitung eines wasserführenden Leitungssystems wird mindestens eine geeignete Opferanode, beispielsweise eine Magnesiumelektrode, parallel zur Strömungsrichtung des umgebenden Wassers, isoliert zur Rohrleitung, eingesetzt. Vorzugsweise wird diese Anordnung in die am besten und am öftesten durchströmten Rohrleitung eingesetzt. Beispielsweise sei das Abgangsrohr bzw. das Zulaufrohr eines Heizkessels oder das Ansaugrohr bzw. Rücklaufrohr der Filtration eines Schwimmbads genannt. At least one is inserted into the metallic pipeline of a water-bearing piping system suitable sacrificial anode, for example a magnesium electrode, parallel to the Direction of flow of the surrounding water, insulated from the pipeline. This arrangement is preferably the one with the best and most frequent flow Pipe used. For example, the outlet pipe or the inlet pipe is one Boiler or the suction pipe or return pipe of the filtration of a swimming pool called.

Die metallische Rohrleitung und die Anode werden mit dem Ausgang des erfindungsgemäßen Steuergeräts verbunden. Das Steuergerät beinhaltet eine Stromquelle, eine Steuer- und eine Überwachungseinrichtung. Die Stromquelle beaufschlagt die Elektrode-Rohr-Anordnung mit einem eingeprägten Strom von typischerweise größer als 50 mA, beispielsweise 300 bis 500 mA. The metallic pipeline and the anode are connected to the outlet of the invention Control unit connected. The control unit includes a power source, a control and one Monitoring device. The current source acts on the electrode-tube arrangement with an impressed current of typically greater than 50 mA, for example 300 to 500 mA.

Die Steuerungseinrichtung schaltet die Stromquelle nur dann ein, wenn die Rohrleitung mit Wasser durchströmt wird. Für die Meldung dienen verschiedene, geeignete Eingänge. An die geeigneten Eingänge können Druckschalter, Drucksensoren oder Strömungs- Messeinrichtungen angeschlossen werden. Ferner können die Schaltausgänge anderer Steuerungen (z. B. Heizungssteuerung, Sandfiltersteuerung) oder eine Spannungsmessung an den Motoren von im Rohrleitungssystem eingebauten Pumpen zur Erkennung der Durchströmung verwendet werden. The control device only switches the power source on when the pipeline is connected Water is flowing through. Various suitable inputs are used for the message. To the suitable inputs can be pressure switches, pressure sensors or flow Measuring devices can be connected. Furthermore, the switching outputs of others Controls (e.g. heating control, sand filter control) or a voltage measurement the motors of pumps installed in the piping system to detect the Flow can be used.

Die Erkennung der Durchströmung ist notwendig um bei fehlender Durchströmung der Anordnung mit Wasser bei dauerhafter Beaufschlagung mit Strom eine übermäßige Alkalisierung des Wassers und die Knallgasbildung zu verhindern. Ferner muß die Elektrode- Rohr-Anordnung gut durchströmt werden, damit das in Lösung gegangene Magnesium sich im Rohrsystem verteilt und sich nicht nur lokal ablagern kann. Die entstehende leichte Alkalisierung des Wassers ist nicht problematisch, da die meist metallischen Rohrleitungen dadurch nicht angegriffen werden, bzw. in Betriebswasser-Kreislaufanlagen oder Schwimmbadanlagen eine pH-Regelung den gewünschten pH-Wert einstellt. The detection of the flow is necessary in order to avoid the flow Arrangement with water with permanent exposure to electricity is excessive Prevent alkalization of the water and the formation of oxyhydrogen. Furthermore, the electrode Flow through the tube arrangement well so that the magnesium which has dissolved distributed in the pipe system and can not only be deposited locally. The emerging light Alkalization of the water is not a problem since the mostly metallic piping not be attacked, or in process water circulation systems or A pH control system sets the desired pH value.

Die Auswertelektronik überprüft die Funktionsfähigkeit der Elektrode. Nach DE 41 29 712 ist ein Verfahren bekannt, das eine gute Ausnutzung der Opferanode ermöglicht, allerdings ist dessen Einsatz auf quasi- offene Systeme mit starken Temperaturschwankungen begrenzt. Daher ist es in geschlossenen Kreisläufen mit homogenem Temperatur-Zeit-Verlauf wie Betriebswasser-Kreislaufanlagen oder Schwimmbadanlagen nicht einsetzbar. The evaluation electronics check the functionality of the electrode. According to DE 41 29 712 a method is known that allows a good utilization of the sacrificial anode, however its use is limited to quasi-open systems with strong temperature fluctuations. It is therefore like in closed circuits with a homogeneous temperature-time profile Process water circulation systems or swimming pool systems cannot be used.

Um die Einsetzbarkeit der Vorrichtung nicht nur in Heizsystemen, sondern auch gerade in Betriebswasser-Kreislaufanlagen oder Schwimmbadanlagen zu gewährleisten, wird die Funktionsfähigkeit der Elektrode durch den Vergleich des Schutzstromes mit einem minimalen Wert gewährleistet. Fällt während der Durchströmung der Anordnung mit Wasser der vorher auf einen bestimmten Wert eingestellte Schutzstrom unter ein vorgegebenes Minimum von typischerweise 50 mA ab, wird dem Benutzer die entsprechende Fehlermeldung angezeigt und der Schutzstrom unterbrochen. To the applicability of the device not only in heating systems, but also in particular To ensure process water circulation systems or swimming pool systems Functionality of the electrode by comparing the protective current with a guaranteed minimum value. Falls while water flows through the assembly the protective current previously set to a certain value below a predetermined one Minimum of typically 50 mA starting, the user will get the appropriate one Error message displayed and protective current interrupted.

Ein Ausführungsbeispiel ist schematisch in Fig. 1 dargestellt. Die Opferanode (1), vorzugsweise eine Magnesiumelektrode, ragt in ein Rohrstück (2) hinein, das mit Wasser durchströmt wird. Die Opferanode (1) ist elektrisch isoliert gegenüber dem Rohr (2) angebracht. Als Aufhängung eignet sich ein, in das Rohr eingeschraubtes Plastik-Formstück (4). Neben der direkten Befestigung über das Formstück (4) ist auch die Befestigung mittels einem kurzen Kühlerschlauch (3), der mit Schlauchschellen versehen ist und die Anode (1) in Position hält, denkbar. Die Anode (1) ist mit der Stromquelle (6) des Steuergeräts (5) verbunden. Um den Strompfad zu schließen wird die Stromquelle an der negativ gekennzeichneten Klemme mit dem Rohrsystem (10) verbunden. Die Elektrode-Rohr- Anordnung verfügt über eine Entlüftung (11). Die Entlüftung (11) kann als Hahn oder als automatische Entlüftung ausgeführt werden. An exemplary embodiment is shown schematically in FIG. 1. The sacrificial anode ( 1 ), preferably a magnesium electrode, projects into a pipe section ( 2 ) through which water flows. The sacrificial anode ( 1 ) is attached to the tube ( 2 ) in an electrically insulated manner. A plastic fitting ( 4 ) screwed into the tube is suitable as a suspension. In addition to the direct attachment via the fitting ( 4 ), attachment by means of a short cooler hose ( 3 ), which is provided with hose clips and holds the anode ( 1 ) in position, is also conceivable. The anode ( 1 ) is connected to the current source ( 6 ) of the control device ( 5 ). In order to close the current path, the current source is connected to the pipe system ( 10 ) at the terminal marked negatively. The electrode-tube arrangement has a vent ( 11 ). The vent ( 11 ) can be designed as a tap or as an automatic vent.

Das Steuergerät (5) verfügt neben der Stromquelle (6) über die Überwachungseinrichtung (7) und die Steuereinrichtung (8). Die Steuereinrichtung (8) verfügt über mehrere Eingänge (9), an die den Durchfluss ermittelnde Sensoren bzw. Schalter (z. B. Durchflussmessgeber, Durchflussschalter, Druckschalter, Drucksensoren) angeschlossen oder die zur Spannungsmessung an Pumpen dienen können. Ferner können die Eingänge (9) der Steuereinrichtung (8) mit den Ausgängen anderer Steuerungen (z. B. Kesselsteuerung oder Sandfiltersteuerung) angeschlossen werden. Wird der Steuereinrichtung (8) über die Eingänge (9) die Durchströmung der Elektrode- Rohr- Anordnung angezeigt, wird die Stromquelle (6) eingeschaltet. Ist kein Durchfluss feststellbar, schaltet die Steuereinrichtung (8) die Stromquelle (6) ab. Die Überwachungseinrichtung (7) überwacht den Stromfluss während des Betriebs der Stromquelle (6). Fällt der Schutzstrom während des Betriebes der Stromquelle (6) unter einen Mindestwert von typischerweise 50 mA wird trotz Freigabe der Stromquelle (6) durch die Steuereinrichtung (8) die Stromquelle durch die Überwachungseinrichtung (7) abgeschaltet und dem Benutzer eine Fehlermeldung übermittelt. In addition to the current source ( 6 ), the control device ( 5 ) has the monitoring device ( 7 ) and the control device ( 8 ). The control device ( 8 ) has several inputs ( 9 ), to which the sensors or switches that determine the flow (e.g. flow sensors, flow switches, pressure switches, pressure sensors) are connected or which can be used to measure the voltage on pumps. Furthermore, the inputs ( 9 ) of the control device ( 8 ) can be connected to the outputs of other controls (e.g. boiler control or sand filter control). If the flow through the electrode-tube arrangement is indicated to the control device ( 8 ) via the inputs ( 9 ), the current source ( 6 ) is switched on. If no flow can be determined, the control device ( 8 ) switches off the current source ( 6 ). The monitoring device ( 7 ) monitors the current flow during the operation of the current source ( 6 ). If the protective current falls below a minimum value of typically 50 mA during operation of the power source ( 6 ), despite the power source ( 6 ) being released by the control device ( 8 ), the power source is switched off by the monitoring device ( 7 ) and an error message is sent to the user.

Claims

1. Device for avoiding corrosion on water-bearing or water-bearing systems with:
a direct current source ( 6 ) for applying a direct current to the electrode system ( 1 , 2 ),
a monitoring device ( 7 ) which serves to monitor the electrode state of the anode,
a control device ( 8 ) which switches the electrode current on or off,
at least one input ( 9 ) to which at least one sensor for detecting the flow through the tube ( 10 ) is detected,
an anode ( 1 ) and a cathode ( 2 ) which is electrically connected to the device according to the invention.

2. Device according to claim 1, characterized in that the anode ( 1 ) and cathode ( 2 ) are mounted electrically isolated from each other.

3. Device according to claim 1, characterized in that the electrode system ( 1 , 2 ) is acted upon by an impressed current.

4. The device according to claim 3, characterized in that the electrode system ( 1 , 2 ) is supplied with current only when there is a flow.

5. The device according to claim 4, characterized in that the flow is automatically recognized by means of suitable sensors.

6. The device according to claim 5, characterized in that the message of Flow is transmitted as an electrical pulse to the device.

7. The device according to claim 1 to 6, characterized in that the current intensity of the current flowing through the electrode system is monitored.

8. The device according to claim 7, characterized in that when used Anode the current flowing through the anode is interrupted.

9. The device according to claim 1 to 8, characterized in that at one used anode, a warning message is triggered, which is optically or acoustically can be done.

10. The device according to claim 1 to 9, characterized in that the device to avoid signs of corrosion in water and aqueous solutions or systems carrying emulsions.