DE102008004973A1

DE102008004973A1 - Meßsonde zur Messung des elektrischen Potentials im Rahmen elektrochemischer Korrosionsschutzverfahren

Info

Publication number: DE102008004973A1
Application number: DE102008004973A
Authority: DE
Inventors: Waldemar Korupp
Original assignee: Individual
Current assignee: Korupp De GmbH
Priority date: 2007-01-20
Filing date: 2008-01-17
Publication date: 2008-07-24

Abstract

Bei einer Meßsonde zur Messung des elektrischen Potentials im Rahmen elektrochemischer Korrosionsschutzverfahren mit wenigstens einem Feststoffelektrolyten, ist der Festelektrolyt eine ausgehärtete Vergußmasse, wobei die Vergußmasse aus Epoxidharz und darin eingebundenen Metallsalzen zusammengesetzt ist. Die Metallsalze enthalten Silberchlorid AgCl und Kupfersulfat CuSO<SUB>4</SUB>.

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßsonde zur Messung des elektrischen Potentials im Rahmen elektrochemischer Korrosionsschutzverfahren mit wenigstens einem Festelektrolyten. Als Festelektrolyte oder Ionenleiter werden Feststoffe bezeichnet, deren Ionenleitfähigkeit deutlich größer ist, als deren Elektronenleitfähigkeit. Bei bekannten Meßsonden dienen die Festelektrolyten zur Ummantelung von Bezugselektroden, welche zur Messung des elektrischen Potentials in feuchten Medien, insbesondere auf oder in feuchtem Erdreich, positioniert werden. Die den bekannten Festelektrolyten eigene Elektronenleitfähigkeit führt jedoch nachteilig zu korrosiven Veränderungen der mit dem Erdreich in Kontakt stehenden Oberflächen des Festelektrolyten, so daß sich das Eigenpotential bekannter Meßsonden langsam verändert. Die Folge sind Meßwertverfälschungen, welche einen zuverlässigen Korrosionsschutz metallischer Schutzobjekte, insbesondere metallischer Rohrleitungen, gefährden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßsonde der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, bei dem die Elektronenleitfähigkeit des Festelektrolyten maßgeblich herabgesetzt ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Meßsonde mit den Merkmalen des Schutzanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Meßsonde zeichnet sich dadurch aus, daß der Festelektrolyt eine ausgehärtete Vergußmasse ist, und daß die Vergußmasse aus Epoxidharz und darin eingebundenen Metallsalzen zusammengesetzt ist. Mit der Vergußmasse besteht vorteilhaft die Möglichkeit, die stabförmig ausgebildete Bezugselektrode zu ummanteln. Dazu wird die Bezugselektrode beispielsweise in einer Gießform angeordnet, welche mit der Vergußmasse gefüllt wird. Auf diese Weise ist die Bezugselektrode maximal gegen einen direkten Kontakt mit dem Erdreich geschützt. Das Epoxidharz weist im ausgehärteten Zustand eine hohe Festigkeit und eine hohe chemische Beständigkeit auf, so daß der erfindungsgemäße Festelektrolyt gegen nahezu sämtliche Umwelteinflüsse sowie mechanische Beanspruchung vorteilhaft unempfindlich ist. Außerdem stellt das Epoxidharz aufgrund seines guten Fließvermögens sowie seiner geringen Materialschwindung während des Aushärtprozesses eine ideale Vergußmasse dar. Durch die Einbindung von Metallsalzen erhält die Vergußmasse ihre einem Festelektrolyten eigene Ionenleitfähigkeit. Die Ionenbeweglichkeit beruht dabei auf Fehlanordnungen im Kristallgitter der Metallsalze. Eine aus einem Epoxidharz und darin eingebundenen Metallsalzen zusammengesetzte Vergußmasse ist damit besonders zur Herstellung eines Festelektrolyten geeignet, dessen Elektronenleitfähigkeit vernachlässigbar klein ist.
Nach einer ersten Weiterbildung der Erfindung enthalten die Metallsalze Silberchlorid. Da Silberchlorid in Wasser nahezu unlöslich ist, zeichnet sich eine mittels Silberchlorid hergestellte Meßsonde durch eine besonders große Beständigkeit ihres Eigenpotentials aus. Auf der Basis von Silberchlorid hergestellte Meßsonden weisen vorzugsweise eine als Silberstab ausgebildete Bezugselektrode auf.
Meßsonden mit ausreichender Beständigkeit ihres Eigenpotentials können jedoch ebenfalls mittels Vergußmassen hergestellt werden, deren Metallsalze Kupfersulfat enthalten und deren Bezugselektrode dementsprechend als Kupferstab ausgebildet ist. Kupfer und Kupfersulfat sind besonders kostengünstig erhältlich, so daß die Herstellungskosten der erfindungsgemäßen Meßsonde vorteilhaft gering sind.
Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung enthält das Epoxidharz pyrogene Kieselsäure. Mit der pyrogenen Kieselsäure weist die Vergußmasse thixotrope Eigenschaften sowie eine verdickte Konsistenz auf, so daß ihre vergußtechnischen Eigenschaften insgesamt verbessert sind. Im ausgehärteten Zustand der Vergußmasse verbessert die pyrogene Kieselsäure die Kratzfestigkeit des Festelektrolyten.
Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Epoxidharz mit Einschlüssen aus kristallinen Metallhydraten durchsetzt. Damit erhält die ausgehärtete Vergußmasse ein heteropolares Gefüge, welches eine Polarisation des Festelektrolyten vorteilhaft verhindert. Die Einschlüsse weisen sehr unterschiedliche Abmessungen auf wobei die größten Abmessungen 1,5 mm jedoch kaum überschreiten.
Insbesondere weisen die Einschlüsse das himmelblau gefärbte Kupfersulfat-Pentahydrat oder kristallines Silberchlorid auf.
Weiterhin ist vorgesehen, daß die Vergußmasse aus etwa 50% Epoxydharz und etwa 50% darin eingebundenen Metallsalzen zusammengesetzt ist. Versuche mit Kupfersulfat haben jedoch ergeben, daß eine optimale Zusammensetzung bei einem Epoxydharzgehalt zwischen 48% und 49% gegeben ist.
Eigenständiger Schutz wird für einen Festelektrolyten zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Meßsonde beansprucht. Vorzugsweise ist in dem erfindungsgemäßen Festelektrolyten bereits eine Bezugselektrode eingegossen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt.
Die Figur zeigt eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines Festelektrolyten 1 für eine erfindungsgemäße Meßsonde. Der Festelektrolyt 1 ist eine ausgehärtete Vergußmasse, welche aus einem Epoxidharz 2 und darin eingebundenen Metallsalzen 3 zusammengesetzt ist. Das Epoxidharz 2 ist mit Einschlüssen 4 durchsetzt, in denen die Metallsalze 3 kristalline Metallhydrate 5 ausgebildet haben. Die kristallinen Metallhydrate 5 nehmen innerhalb ihrer Vergußmasse eine ungeordnete Raumlage ein, so daß die zum Festelektrolyten 1 ausgehärtete Vergußmasse insgesamt ein heteropolares Gefüge aufweist.

Claims

Meßsonde zur Messung des elektrischen Potentials im Rahmen elektrochemischer Korrosionsschutzverfahren mit wenigstens einem Feststoffelektrolyten, dadurch gekennzeichnet, daß der Festelektrolyt (1) eine ausgehärtete Vergußmasse ist, und daß die Vergußmasse aus Epoxidharz (2) und darin eingebundenen Metallsalzen (3) zusammengesetzt ist.
Meßsonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallsalze (3) Silberchlorid AgCl enthalten.
Meßsonde nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallsalze (3) Kupfersulfat CuSO₄ enthalten.
Meßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxidharz (2) pyrogene Kieselsäure enthält.
Meßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxidharz (2) als Härter fungierende Substanzen enthält.
Meßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxidharz (2) mit Einschlüssen (4) aus kristallinen Metallhydraten (5) durchsetzt ist.
Meßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschlüsse (4) Kupfersulfat-Pentahydrat CuSO₄·5H₂O aufweisen.
Meßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergußmasse aus etwa 50% Epoxidharz (2) und etwa 50% darin eingebundenen Metallsalzen (3) zusammengesetzt ist.
Feststoffelektrolyt zur Verwendung in einer Meßsonde gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.