DE1087038B - Verfahren zum Kleinhalten von in metallischen Schiffskoerpern fliessenden Stroemen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Kleinhalten von in metallischen Schiffskörpern fließenden Strömen Bekanntlich sind Schiffe, insbesondere Seeschiffe, in starkem Maße der Korrosion ausgesetzt. Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Verminderung der dadurch auftretenden Schäden angewendet worden. So werden bereits seit langem Farb- und andere Anstriche auf die Metallteile aufgebracht, um den Zutritt der Feuchtigkeit zu verhindern, und seit einigen Jahren wird mit den Mitteln des kathodischen und elektrischen Korrosionsschutzes versucht, derAngriffe auf das Metall Herr zu werden.
• Allen diesen Maßnahmen liegt der Gedanke zugrunde, das Auftreten von elektrischen Lokalelementen zu verhindern. So bildet sich z. B. zwischen Walzhaut und Eisen ein -Potential von 0,2 bis 0,3 V, das zu heftigen Korrosionsangriffen Anlaß gibt. Durch denAuftrag vonAnstrichen wird eine Isolation herbeigeführt, während der kathodische und der elektrische Korrosionsschutz für das Fließen eines Stromes in umgekehrter Richtung sorgen, und zwar der kathodische Korrosionsschutz durch Primärelemente, d. h. Anbringung von Magnesium- bzw. Zinkanoden, die das Eisen zur Kathode machen, und der elektrische Korrosionsschutz durch Fremdspannungsquellen.
• Es wurde nun beobachtet, daß der Verlust an Metall durch Korrosion stärker ist, als daß er durch die Bildung von Lokalelementen allein erklärt werden könnte. Von den Strömen, die zur Abtragung des Metalls führen, muß ein gewisser Teil andere Spannungsquellen als die vorgenannten Elemente zur Ursache haben. Als solche kommen in Frage: 1. Thermospannungen zwischen verschiedenen Metallen, z. B. zwischen den heißesten Metallteilen in der Maschinenanlage und beliebigen kälteren Schiffsteilen, bei Sonneneinstrahlung zwischen dem heißen Schiffsdeck und dem Kiel des Schiffes, durch unterschiedliche Temperatur der Ladung und des Seewassers usw., 2. durch Reibung erzeugte elektrische Spannungen, z. B. durch Reibung der Schiffswände und Schiffsschraube im Wasser, Reibung der Schraubenwelle in den Lagern usw., 3. elektromagnetisch induzierte Spannungen aus den Schiffsbewegungen im Erdmagnetfeld (Schlingern, Stampfen), 4. piezoelektrische Spannungen (Umkehrungseffekt der Magnetostriktion an ferromagnetischen Metallen mit Restmagnetismus), die zu entsprechenden Ausgleichsströmen zwischen mechanisch wechselbeanspruchten Schiffsteilen führen.
• Diese Spannungen können sehr klein sein, bei den großen Querschnitten der Schiffskonstruktion fließen trotzdem große Ströme. Wo den metallischen Stromkreisen Nebenwege durch das Wasser parallel geschaltet sind, kommt es an den Stromaustrittsstellen zu Korrosionsangriffen.
• Das Verfahren nach der Erfindung dient zur Kleinhaltung von in metallischen Schiffskörpern fließenden Strömen durch Unterteilung des Schiffskörpers in voneinander isolierte Teilstücke und unterscheidet sich vom Bekannten dadurch, daß die Isolierstellen so angeordnet sind, daß die durch die Bewegung des Schiffes im Erdfeld sowie mindestens in einzelnen Teilstücken durch Thermo-, Piezo- und Reibungseffekte hervorgerufenen Ströme wesentlich verkleinert oder beseitigt werden und/oder daß ohne Benutzung eines Elektrolyten den gefährdeten Teilen ein Kompensationsstrom solcher Größe und Richtung zugeführt wird, daß die aus obengenannten Ursachen herrührenden Ströme verringert oder beseitigt werden.
• Nach Möglichkeit soll angestrebt werden, in die Stromkreise so hohe Widerstände einzuschalten, daß dies, verglichen mit der unmittelbaren metallischen Verbindung in großer Fläche, der völligen Unterbrechung nahekommt. Dies kann bekanntlich schon mit Hilfe von sehr dünnen Isolierschichten geschehen, die von Spannungen bis zur Größenordnung von 1 V nicht mehr durchbrochen werden. So erscheint es beispielsweise zweckmäßig, zwischen derSchiffsmaschine und dem übrigen Schiff eine elektrische Isolation anzubringen, desgleichen zwischen der Schraubenwelle und dem Schiffskörper.
• Soweit die elektrische Verbindung von Teilen aufrechterhalten werden muß, z. B. zur Vermeidung von Funkenbildung, kann eine Zwischenschaltung von Materialien erfolgen, deren Widerstand gegenüber Isolierstoffen relativ klein, aber gegenüber der blanken metallischen Verbindung verhältnismäßig groß ist, z. B. Halbleitermaterialien. Wegen der Proportionalität zwischen den Strömen und der Korrosion genügt eineVergrößerung der Stromkreiswiderstände auf das Zehnfache, um die Lebensdauer eines Schiffes bzw. den Zeitraum zwischen zwei Überholungen auch nahezu auf das Zehnfache zu vergrößern.
• DieWirkung dieser Maßnahmen erstreckt sich auch auf korrosionsgefährdete Oberflächen, die dem kathodischen oder elektrischen Schutz nicht zugänglich sind, weil z. B. nur tropfenförmige oder filmartige Benetzung mit Feuchtigkeit vorliegt. Soweit nicht völlige Beseitigung der möglichen Gefährdung erreicht werden kann, ist doch eine erhebliche Verringerung zu erwarten.
• Zur Kompensation der durch die Einschaltung von Widerständen nicht zu unterdrückenden Ströme können als Ergänzung die gebräuchlichen Maßnahmen des kathodischen oder elektrischen Korrosionsschutzes angewandt werden. Man kann also beispielsweise an derAußenfläche des Schiffes Schutzanoden aus Graphit aufbringen und diese aus dem Bordnetz, eventuell über einen Gleichrichter, mit Gleichstrom speisen, wodurch die Schiffswand zur Kathode wird und keinen Korrosionsangriffen mehr ausgesetzt ist. Der Schutzstrom kann leicht auf den benötigten Wert eingeregelt werden. Auch mit Hilfe von Magnesium- oder Zinkanoden läßt sich die Kompensation der schwachen Restströme durchführen. Hierbei gehen die Anoden in Lösung und erzeugen so den erforderlichen Gegenstrom. Bei dem letzteren Verfahren, dem kathodischen Korrosionsschutz, besteht allerdings nur in geringem Maße eine Regelmöglichkeit, da der Schutzstrom nach oben durch die gegebene Spannung (Magnesium-Eisen) und durch die Größe der Anoden begrenzt ist. Er läßt sich nur durch zwischen die Anode und das zu schützende Metallteil geschaltete Widerstände verringern. Die vorstehend genannten, bekannten Maßnahmen fallen nicht unter den Schutzumfang der Erfindung, da sie sich eines Elektrolyten bedienen.
• In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, aus denen Einzelheiten hervorgehen.
• Fig. 1 zeigt schematisch die Isolation der Schiffsmaschine 2 und der Schraubenwelle 3 gegen den Schiffskörper 4. Die Fig. 2 und 3 zeigenAusführungsformen der Isolierung der Lager rotierender Wellen, insbesondere der Schraubenwelle, durch Zwischenringe aus Isoliermaterial. In Fig.4 ist die Unterbrechung eines Stromkreises durch Einfügen eines Isolierstückes -oder einer isolierenden Kupplung in eine Welle dargestellt. Fig. 5 zeigt in bekannter Weise dieUnterbrechung vonStromkreisen an der genieteten Konstruktionsnaht eines Schiffes durch isolierende Zwischenlagen, Anstriche, Isolierhüllen usw., während Fig. 6 eine zusätzlich in die Konstruktion eingesetzte Isolierstelle innerhalb größerer Flächen zeigt. In allen Figuren sind Isolierstoffe durch Kreuzschraffur angedeutet.
• In Fig.7 ist die Kompensation der Restströme durch Maßnahmen des elektrischen Korrosionsschutzes ohne Benutzung eines Elektrolyten dargestellt. In der Schiffswand 5, die einseitig an Seewasser 6 grenzt, fließt ein durch die vorhergenanntenSpannungsquellen hervorgerufener Strom, der durch den Stromfaden 7 angedeutet sei. Ein Teilstrom 8 fließt durch das angrenzende Wasser, wobei es an der Austrittsstelle 9, an der ein Fehler in der Farbschicht sein soll, zur anodischen Abtragung von Metall und damit zu Anfressungen des Schiffskörpers kommt. Eine regelbare Gleichspannungsquelle 10 ist so angeschlossen, daß sie einen. Strom, der durch den gestrichelt gezeichneten Stromfaden 11 angedeutet ist, in - entgegengesetzter Richtung vom Wasser zur Schiffswand fließen läßt. Durch entsprechende Einregelung (Schutzstrom 2h2 Korrosionsstrom) läßt sich erreichen, daß der Korrosionsangriff völlig unterbunden wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Kleinhalten von in metallischen Schiffskörpern fließenden Strömen durch Unterteilung des Schiffskörpers in voneinander isolierte Teilstücke, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstellen so angeordnet sind, daß die durch die Bewegung des Schiffes im Erdfeld sowie mindestens in einzelnen Teilstücken durch Thermo-, Piezo-und Reibungseffekte hervorgerufenen Ströme wesentlich verkleinert oder beseitigt werden und/ oder daß ohne Benutzung eines Elektrolyten den gefährdeten Teilen ein Kompensationsstrom solcher Größe und Richtung zugeführt wird, daß die aus obengenannten Ursachen herrührenden Ströme verringert oder beseitigt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 182 013 Zeitschrift »Schiff und Hafen«, 57, S.13 bis 16 und 396 bis 401; 1950, S. 12 bis 14; Handbuch der Werften, 54, S. 174; Zeitschrift »The Shipbuilder und Mar. Engine-Builder«, 1957, S. 316 bis 324.