DE1130251B

DE1130251B - Cathodic protection system

Info

Publication number: DE1130251B
Application number: DED24050A
Authority: DE
Inventors: Roy C Jorgensen
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1956-10-11
Filing date: 1956-10-11
Publication date: 1962-05-24

Description

Kathodische Schutzanlage Die Erfindung betrifft eine kathodische Schutzanlage zum Schützen der Innenflächen eines Behälters oder Tanks gegen elektrolytische Korrosion.Cathodic protection system The invention relates to a cathodic protection system to protect the inner surfaces of a container or tank against electrolytic corrosion.

Der kathodische Schutz von Tanks und Schiffsabteilungen, im besonderen von mit Seewasser gefüllten Ballasttanks, wurde bisher mit einem gewissen Erfolg erreicht. In solchen bekannten kathodischen Schutzanlagen sind die galvanischen Anoden gewöhnlich mit besonderen Anodenaufhängeelementen oder -auslegern verschraubt, die am Schiffskörper vortreten. Solche Anlagen erfordern die Errichtung eines Gerüstes zum Anbringen jedes Anodenauslegers an dem Schiffskörper und zum Befestigen der Anoden an den Auslegern. Wiederholte Berüstung in den Tanks ist nicht nur teuer, sondern kann auch ,häufig nicht in bequemer Weise infolge des Labyrinths der Querverstrebungen in dem Tank vorgenommen werden. Deshalb wird die Erzielung kathodischen Schutzes in dieser Weise häufig durch die hohen Kosten ausgeschlossen.The cathodic protection of tanks and ship departments, in particular of ballast tanks filled with seawater, has so far been with some success achieved. In such known cathodic protection systems, the galvanic Anodes usually bolted to special anode suspension elements or brackets, who step forward on the hull. Such systems require the erection of scaffolding for attaching each anode bracket to the hull and for securing the Anodes on the booms. Repeated armament in the tanks is not only expensive, but can also, often not in a comfortable way, due to the labyrinth of the cross bracing be made in the tank. Therefore, the achievement of cathodic protection often excluded in this way due to the high cost.

Außerdem tritt beim Anbringen der Anoden an am Schiffskörper befestigten Hängeelementen häufig infolge des großen Stromes zwischen der Anode und dem der Anode am nächsten liegenden Teil des Schiffskörpers ungleichmäßiger Schutz auf.It also occurs when the anodes are attached to the hull Suspension elements often due to the large current between the anode and the Anode on the closest part of the hull of uneven protection.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten kathodischen Schutzanlage, die einen gleichmäßigeren, zuverlässigen kathodischen Schutz bei wirtschaftlicher Installation der Anlage ermöglicht.The object of the invention is to provide an improved cathodic Protection system that provides more uniform, reliable cathodic protection with economical Installation of the system allows.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine Anzahl galvanischer Anoden mechanisch und elektrisch leitend an einem Drahtseil oder Metallkabel befestigt sind, dessen Enden abnehmbar an Behälterteilen befestigt sind und das über eine Seilscheibe verläuft, die an einem Träger befestigt ist, und daß Verbindungskabel an jedem Kabelende zum Herstellen von zwangläufigem elektrischem Kontakt zwischen dem Kabel und den Behälterteilen vorgesehen sind. Zweckmäßig verbinden Verspannungsdrähte den Teil des Kabels, an dem die Anoden angebracht sind, mit den Behälterteilen. Vorzugsweise werden Vorrichtungen zum Einstellen der Kabelspannung verwendet, nachdem das Kabel verankert ist.This is achieved according to the invention in that a number of galvanic Anodes mechanically and electrically connected to a wire rope or metal cable are, the ends of which are detachably attached to container parts and via a Rope pulley runs, which is attached to a carrier, and that connecting cable at each end of the cable to establish positive electrical contact between the cable and the container parts are provided. It is useful to connect bracing wires the part of the cable to which the anodes are attached, with the container parts. Preferably, devices for adjusting the cable tension are used after the cable is anchored.

Da beide Enden des Kabels elektrisch mit dem Schiffskörper verbunden sind, wird eine Funkenbildung zwischen der Anode und dem Schiffskörper im Falle eines Bruches in dem Kabel, an dem die Anoden befestigt sind, vermieden. Die Anoden können ohne die Errichtung irgendeines Gerüstes ersetzt werden, da bei Lockerung des Kabels, das über die Seilscheibe verläuft, der die verbrauchten Anoden tragende Kabelteil zu dem unteren Teil des Schiffskörpers gesenkt wird, wo er leicht erreichbar ist.Because both ends of the cable are electrically connected to the hull there will be a spark between the anode and the hull in the event a break in the cable to which the anodes are attached is avoided. The anodes can be replaced without the erection of any scaffolding, since loosening of the cable that runs over the pulley that carries the spent anodes Cable part is lowered to the lower part of the hull where it is easily accessible is.

Da die Anoden in dem Tank oder der abgeteilten Kammer zentral angeordnet werden können, ergibt sich ein gleichmäßigerer kathodischer Schutz.Because the anodes are centrally located in the tank or compartment more uniform cathodic protection results.

Die Erfindung sowie ihre weiteren Ziele und Vorteile sind noch deutlicher an Hand der folgenden ausführlichen Beschreibung im Zusammenhang, mit der Zeichnung erkennbar. Es. zeigt Fig. 1 einen teilweisen Querschnitt durch einen Tanker, wobei die Anordnung galvanischer Anoden gemäß der Erfindung im Aufriß dargestellt ist, Fig.2 einen abgebrochen gezeichneten Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1, Fig.3 eine vergrößerte perspektivische Ansicht, welche die Mittel zur Befestigung einer Anode an einem Kabel zeigt, und Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht, welche die Mittel zur Befestigung der Anodentragkabel an den Wänden eines Schiffstanks oder Schottabteilung zeigt.The invention, as well as its other objects and advantages, are more apparent on the basis of the following detailed description in connection with the drawing recognizable. It. Fig. 1 shows a partial cross section through a tanker, wherein the arrangement of galvanic anodes according to the invention is shown in elevation, FIG. 2 shows a broken section along the line 2-2 of FIG. 1, FIG an enlarged perspective view showing the means for attaching a Shows anode on a cable, and Fig. 4 is an enlarged view showing the means for fastening the anode suspension cables to the walls of a ship's tank or bulkhead compartment shows.

In Fig. 1 und 2 ist eine Kammer oder Abteilung 10 in einem Schiff 12 erkennbar. Ein Ende eines Kabels 14, an dem eine Anzahl galvanische Anoden 16, z. B. Magnesiumanoden, befestigt sind, ist an einem U-Eisen 18 in dem unteren Teil des Schiffskörpers oder der Außenhaut 20 verankert. Das andere Ende des Kabels 14 verläuft über eine Seilrolle 22, die am Boden der Decktragkonstruktion 24 befestigt ist, und ist dann an dem unteren Teil des Tankschotts 26 festgelegt. Seitliche Schwingungen des -die Anoden 16 tragenden Teiles des Kabels 14 werden durch die Verspannungsdrähte 28 vermieden, die sich zwischen dem Kabel 14 und dem Schott 26 und der Außenhaut 20 des Schiffes 12 erstrecken. Längs jedes Verspannungsdrahtes 28 sind Spannschlösser 30 vorhanden, um kleine Verstellungen der Verspannung zu ermöglichen. Eine weitere Spannvorrichtung 32 ist am Ende des Kabels 14 vorgesehen und an dem U-Eisen 18 befestigt, um eine gleichartige Spannungsverstellung an dem Kabel 14 vornehmen zu können. Das Kabel 14 sowie die Verspannungsdrähte 28 und die Seilrolle 22 können vorteilhafterweise aus einem korrosionsfesten Material, beispielsweise Monelmetall oder einer anderen Nickel-Kupfer-Legierung, hergestellt sein.In Figures 1 and 2, a chamber or compartment 10 is in a ship 12 recognizable. One end of a cable 14 on which a number of galvanic anodes 16, z. B. magnesium anodes, is attached to a U-iron 18 in the lower part the hull or the outer skin 20 anchored. The other end of the cable 14 runs over a pulley 22 which is attached to the floor of the deck support structure 24 is, and is then fixed to the lower part of the tank bulkhead 26. Lateral vibrations des -the anodes 16 supporting Part of the cable 14 are through the bracing wires 28 avoided between the cable 14 and the bulkhead 26 and the outer skin 20 of the ship 12 extend. Along each bracing wire 28 turnbuckles 30 are provided in order to make small adjustments to the bracing enable. Another tensioning device 32 is provided at the end of the cable 14 and attached to the U-iron 18 to provide a similar tension adjustment on the Cable 14 to be able to make. The cable 14 and the bracing wires 28 and the Pulley 22 can advantageously be made of a corrosion-resistant material, for example Monel metal or another nickel-copper alloy.

Wie deutlicher in Fig. 3 dargestellt ist, besitzt jede Anode 16 einen hohlen Stahlkern 34, durch den das Kabel 14 verläuft. Der aufbrauchbare Metallteil 36 der Anode, der gewöhnlich aus Magnesium besteht, ist um den Kern 34 herum gegossen. Die Anode 16 wird an dem Kabel 14 durch Keile 38 gehalten, die zwischen das Kabel 14 und den Kern 34 getrieben sind. Jeder Keil 38, der eine gezahnte Kante 40 hat, die den Kern 34 berührt, bildet ein Mittel zum Herstellen elektrischen Kontaktes zwischen der Anode 16 und dem Kabel 14. Die Anzahl der Anoden 16, die entlang dem Kabel 14 angebracht sind, hängt von der Stromdichte und von den an die Anodenlebensdauer gestellten Anforderungen der Anlage ab.As shown more clearly in Figure 3, each anode 16 has a hollow steel core 34 through which the cable 14 extends. The consumable metal portion 36 of the anode, usually made of magnesium, is cast around the core 34. The anode 16 is held on the cable 14 by wedges 38 driven between the cable 14 and the core 34. Each wedge 38, which has a serrated edge 40 that contacts the core 34, provides a means for making electrical contact between the anode 16 and the cable 14. The number of anodes 16 attached along the cable 14 depends on the number of anodes Current density and the requirements placed on the anode service life of the system.

Fig. 4 zeigt im einzelnen eine geeignete Vorrichtung zur mechanischen und elektrischen Befestigung des Kabels 14 an dem Schott 26 des Schiffes. Das andere Ende des Kabels kann am Schiffskörper in gleicher Weise befestigt sein. Das Ende des Kabels 14 ist an dem Schott 26 dadurch mechanisch befestigt, daß es durch das Stahlauge 42 geschlungen und in sich mit einer Kabelkammer 44 festgeklemmt ist. Eine Schlaufe 46 in dem Kabel 14 schafft eine bequeme Möglichkeit zum Anbringen eines (nicht dargestellten) Flaschenzuges . an dem Kabel 14, wenn die Anoden gesenkt oder gehoben werden sollen. Selbstverständlich könnten auch andere mechanische Mittel zum Befestigen des Kabels 14 verwendet werden. Die mechanische Verbindung zwischen dem Kabel 14 und dem Schott 26 ist jedoch nicht das einzige Mittel zur Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen diesen Elementen. Die eigentliche elektrische Verbindung zwischen dem Kabel 14 und dem Schott 26 wird mit einem gewöhnlich aus Kupfer hergestellten Verbindungskabel 48 vorgenommen, das durch die Klammer 50 in metallischem Kontakt mit dem Kabel 14 gehalten wird und dessen Ende 52 an dem Schott 26 hartgelötet ist. Wie vorher erwähnt wurde, ist das Kabel 14 an jeder Stelle, an der es daran mechanisch befestigt ist, elektrisch mit der Außenhaut oder dem Schott verbunden, so daß die Gefahr der Funkenbildung zwischen den Magnesiumanoden und Stahlteilen des Schiffes oder Tanks vermieden ist, falls das Kabel 14 unterbrochen oder gelockert Wird. Diese Anordnung hat beträchtliche Bedeutung, da ein explosives Gemisch von Gasdämpfen in dem Tank oder der Schottabteilung 10 vorhanden sein kann. Eine Schlaufe 46 in dem Kabel 14 dient dazu, eine weitere Leitung an das Kabel anzuschließen, wenn die Anoden in ihre Lage gehoben oder gesenkt werden.Fig. 4 shows in detail a suitable device for mechanical and electrical fastening of the cable 14 to the bulkhead 26 of the ship. The other end of the cable can be attached to the hull in the same way. The end of the cable 14 is mechanically attached to the bulkhead 26 in that it is looped through the steel eye 42 and clamped in itself with a cable chamber 44. A loop 46 in the cable 14 provides a convenient way of attaching a pulley block (not shown). on the cable 14 when the anodes are to be lowered or raised. Of course, other mechanical means of securing the cable 14 could also be used. However, the mechanical connection between the cable 14 and the bulkhead 26 is not the only means of establishing the electrical connection between these elements. The actual electrical connection between the cable 14 and the bulkhead 26 is made with a connecting cable 48, usually made of copper, which is held in metallic contact with the cable 14 by the clamp 50 and the end 52 of which is brazed to the bulkhead 26. As previously mentioned, the cable 14 is electrically connected to the skin or bulkhead at every point that it is mechanically attached to it, so that the risk of sparking between the magnesium anodes and steel parts of the ship or tank is avoided, if so Cable 14 is interrupted or loosened. This arrangement is of considerable importance as an explosive mixture of gas vapors may be present in the tank or bulkhead compartment 10. A loop 46 in the cable 14 is used to connect another lead to the cable when the anodes are raised or lowered into place.

Die Anoden 16 werden dadurch angebracht, daß sie in geeigneter Anzahl und mit geeignetem gegenseitigem Abstand auf das Kabel 14 gefädelt und das Kabel 14 und die Anoden 16 beispielsweise mittels der Keile 38 elektrisch und mechanisch miteinander verbunden werden. Ein Ende des Kabels 14 ist an dem unteren Teil des Schiffskörpers 20 befestigt, und sein anderes Ende wird über eine Seilrolle 22 geführt und gegen seine Verankerungsstelle an dem Schott 26 gezogen, wobei sich die Anoden 16 in ihre Betriebslage anheben. Erforderlichenfalls können die Verspannungsdrähte 28 angebracht werden, bevor die Anoden 16 hochgezogen sind. Zum Ersatz der Anoden wird das an dem Schott 26 befestigte Kabelende gelöst, so daß es sich nach oben bewegen kann (beispielsweise nach Art eines Flaschenzuges), wobei die Anoden in den unteren Teil des Schiffskörpers 20 gesenkt werden. Das andere Ende des Kabels wird aus seiner Klammer entfernt, so daß die verbrauchten Anoden abgenommen und frische Anoden am Kabel angebracht werden können, das dann wieder in seine Betriebslage hochgezogen wird. Zum Anbringen der Anoden ist kein Gerüst erforderlich, wenn das Kabel 14 einmal durch die Seilrolle 22 geführt ist. Es können so viele Kabel 14 zum Tragen der galvanischen Anoden 16 vorhanden sein, wie zur Erzielung eines angemessenen Schutzes erforderlich sind. Zur Vereinfachung ist in der Zeichnung nur ein eine Einzelanode tragendes Kabel 14 dargestellt worden.The anodes 16 are attached in that they are threaded onto the cable 14 in a suitable number and with a suitable mutual spacing and the cable 14 and the anodes 16 are electrically and mechanically connected to one another, for example by means of the wedges 38. One end of the cable 14 is attached to the lower part of the hull 20 and its other end is passed over a pulley 22 and pulled against its anchoring point on the bulkhead 26, the anodes 16 lifting into their operative position. If necessary, the bracing wires 28 can be attached before the anodes 16 are pulled up. To replace the anodes, the cable end attached to the bulkhead 26 is loosened so that it can move upwards (for example in the manner of a pulley block), the anodes being lowered into the lower part of the hull 20. The other end of the cable is removed from its clip so that the spent anodes can be removed and fresh anodes can be attached to the cable which is then pulled back up to its operating position. No scaffolding is required to attach the anodes once the cable 14 has been passed through the pulley 22. There may be as many cables 14 to support the galvanic anodes 16 as are necessary to provide adequate protection. For the sake of simplicity, only one cable 14 carrying a single anode has been shown in the drawing.

Eine Anordnung galvanischer Anoden gemäß der Erfindung ist insofern wirtschaftlich, als sie nur einen geringen Gerüstaufwand zur anfänglichen Herstellung der Anlage, jedoch nicht die Errichtung eines Gerüstes zum Anodenersatz erfordert. Da die Anoden gemäß dem Verfahren nach der Erfindung zwischen zwei beliebigen Stellen, zwischen denen ein Kabel gespannt werden kann, befestigt werden können, können die Anoden vorteilhaft in Abstand zu den von ihnen zu schützenden Flächen angeordnet werden. Auf diese Weise wird ein gleichmäßigerer kathodischer Schutz erreicht und dadurch eine Wirtschaftlichkeit der Errichtung und Unterhaltung einer kathodischen Schutzanlage bewirkt. Da jedes Ende der Kabel 14 mit dem Schiffskörper 20 oder dem Schott 26 elektrisch verbunden ist, ist auch wie vorher erwähnt wurde, die Gefahr der Funkenbildung sogar für den Fall beseitigt, daß das Kabel 14 bricht und die Anoden 16 gegen den Stahl in dem Tank oder der Schottabteilung fallen.An arrangement of galvanic anodes according to the invention is insofar economical as it requires little scaffolding for initial manufacture of the system, but does not require the erection of scaffolding to replace the anode. Since the anodes according to the method according to the invention between any two locations, between which a cable can be stretched, can be attached, the Anodes are advantageously arranged at a distance from the surfaces to be protected by them will. In this way a more uniform cathodic protection is achieved and thereby an economic efficiency of the construction and maintenance of a cathodic Protection system causes. Since each end of the cables 14 to the hull 20 or the Schott 26 is electrically connected, is also, as previously mentioned, the danger the sparking eliminated even in the event that the cable 14 breaks and the Anodes 16 fall against the steel in the tank or bulkhead compartment.

Somit schafft die Erfindung ein leistungsfähiges, wirtschaftliches und sicheres Verfahren zum kathodischen Schutz der Innenflächen eines Tanks oder Abteilung gegen elektrolytisch bedingte Korrosion.Thus, the invention creates a powerful, economical one and safe method of cathodic protection of the interior surfaces of a tank or Department against electrolytic corrosion.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Cathodic protection system for protecting the inner surfaces of a container or tank against electrolytic corrosion, characterized in that a number of galvanic anodes (16) are mechanically and electrically conductively attached to a wire rope or metal cable (14), the ends of which are detachable to container parts ( 18, 26) and which runs over a pulley (22) which is fastened to a carrier (24) and the connecting cable (48) at each cable end for establishing positive electrical contact between the cable (14) and the container parts (18, 26) are provided. 2. Cathodic protection system according to claim 1, characterized in that bracing wires (28) connect the part of the cable (14) to which the anodes (16) are attached to the container parts. 3. Cathodic protection system according to one of the preceding claims, characterized by devices (30, 32) for adjusting the cable tension after the cable is anchored.