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Korrosionsschutzanlage Die Erfindung bezieht sich auf eine Korrosionsschutzanlage
für ein nichtmetallisches, normalerweise im Wasser schwimmendes Schiff mit mehreren
außerhalb des Schiffsrumpfes unter der Wasserlinie liegenden und einer galvanischen
Korrosion ausgesetzten metallischen Teilen.
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Es ist bekannt, daß in einer elektrolytischen Umgebung liegende oder
arbeitende Metallteile einer galvanischen Korrosion ausgesetzt sind. Diese- Korrosion
tritt damit auch bei Schiffen auf, bei denen das Seewasser wie ein Elektrolyt wirkt.
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Die in einem solchen Elektrolyten befindlichen Metallteile bilden
mit diesem eine elektrochernische Zelle, und falls in den Elektrolyten mehrere in
der elektrochemischen Spannungsreihe an verschiedener Stelle stehende Metalle eingetaucht
sind, korrodiert dasienige Metall, das in der elektrochemischen Spannungsreihe höher
bzw. am anodischen Ende steht. Zum Korrosionssehutz hat man sich diese Erscheinung
bereits dadurch zunutze gemacht, daß das vor Korrosion zu schützende Metall künstlich
zu einer Kathode gemacht wird, indem man es mit einem als Anode wirkenden Metall
verbindet, wozu im aUgemeinen Zink genommen wird. Dieses geht in dem Elektrolyten
in Lösung, zersetzt sich und schützt das andere als Kathode wirkende Metall.
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Solche Korrosionssehutzanlagen sind für Schiffe derart ausgebildet,
daß die außerhalb des Schiffsrumpfes liegenden und vor Korrosion zu schützenden
metallischen Teile mit einer außerhalb des Schiffsrumpfes und unter der Wasserlinie
liegenden, sich selbst auflösenden Anodenanordnung elektrisch über Leitungen verbunden
sind, die durch den Schiffsrumpf hindurch verlaufen. Um die Größe des durch diese
Anlage fließenden Stromes zu regeln, hegt im Leitungszug innerhalb des Schiffsrumpfes
ein veränderlicher Widerstand. Damit kann man den Schutzstrom so einregeln, daß
die Schutzwirkung erreicht und trotzdem die Anodenanordnung nicht zu früh aufgelöst
wird.
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Bei Schiffen mit einem Metahrumpf ist die Anodenanordnung mit dem
Rumpf elektrolytisch, über das Seewasser, verbunden, und die korrosionsanfälligen
zu schützenden metallischen Teile, stehen mit dem Schiffsrumpf unmittelbar in elektrischer
Verbindung und werden damit kathodisch geschützt. So ist z. B. ein Schiffspropeller
durch die Berührung von Stahl auf Stahl elektrisch unmittelbar an einen metallischen
Schiffsrumpf angeschlossen.
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Bei Schiffen mit hölzernen Rümpfen fällt der Rumpf als Leiter aus,
und das Problem wird verwickelter. In solchen Fällen hat man daher vielfach auf
einen Korrosionsschutz verzichtet, oder m#n hat jedes zu schützende Teil einzeln
mit einer besonderen Anode verbunden.
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Erfindungsgemäß wird ein kathodischer Korrosionsschutz dadurch erreicht,
daß sämtliche außenliegenden korrosionsgefährdeten Teile elektrisch mit einer außerhalb
des Schiffsrumpfes unter der Wasserlinie liegenden, nicht isolierten Leiterschiene
geringen Widerstandes verbunden sind, so daß die zu schützenden Teile, die Leiterschiene
und die diese verbindenden Leitungen -über eine einzige, in den Schiffsrumpf hineinverlaufende
Verbindungsleitung an den veränderlichen Widerstand angeschlossen ist, der seinerseits
über eine einzige Verbindungsleitung mit der außenliegenden, sich selbst auflösenden
Anodenanordnung verbunden ist. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Leiterschiene die
Form einer über praktisch die gesamte Länge des Kiels verlaufenden Stromsammelschiene
aufweist.
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Bei den bekannten Korrosionsschutzanlagen war es allgemein üblich,
die außerhalb des Schiffsrumpfes liegende Anode über eine Leitung mit dem Innenraum
des Sebiffsrwnpfes zu verbinden und sodann von dem innerhalb des Schiffsrampfes
liegenden Leiter zu den einzelnen, außerhalb des Schiffsrumpfes
liegenden
metallischen Teilen Verbindungsleitungen vorzusehen. Die innerhalb des Schiffsrumpfes
liegenden Leiter mußten dabei häufig im Bilgenraum verlegt werden. Im Bilgenraum
sammelt sich Seewasser an, so daß die dort liegenden Leitungen korrodiert werden.
Häufige Wartungen sind daher erforderlich. Eine Wartung im Bilgenraum oder an anderen
unzugänglichen Stellen im Schiffsraum ist jedoch nicht immer möglich, so daß-das
zu schützende metallische Teil nach Korrosion der Verbindungsleitung von der Anlage
abgetrennt wurde und ohne kathodischen Schutz blieb. In vielen Fällen wurden in
der elektrochemischen Spannungsreihe an verschiedener Stelle stehende Metalle miteinander
verbunden bzw. als Leitung verwendet, so daß örtlich Spannungsgefälle und Korrosionen
auftraten. Auch konnte hierdurch das zu schützende Metallteil über das Schutzpotential
angehoben werden, so daß es wieder der Korrosion ausgesetzt wurde.
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Die erfindungsgemäß unter- und außerhalb des Schiffsrumpfes angebrachte
Leiterschiene taucht in das Seewasser ein und ist damit selbst in die Schutzanlage
einbezogen. An den Anschlußpunkten der zu
schützenden Metallteile an die Leiterschiene
treten keine Spannungsgefälle und damit örtliche Korrosionen auf.
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Erfindungsgemäß werden die an Schiffen mit nichtmetallischen Rümpfen
vorhandenen und durch das Seewasser einer Korrosion ausgesetzten metallischen Teile
so gut geschützt, daß eine Wartung und die sonst alle Jahre notwendige, überführung
des Schiffes in ein Trockendock überflüssig werden.
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Als Beispiel für die Erfindung wird im folgenden eine Ausführung erläutert.
Diese Ausführung ist in den Zeichnungen dargestellt.
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Fig. 1 ist die Ansicht auf den Rumpf eines Schiffes mit einigen
vor Korrosion zu schützenden Einzelteilen; Fig. 2 ist in vergrößertem Maßstab die
Ansicht in Blickrichtung nach oben auf denRumpf eines Schiffes und zeigt die Verbindung
der einzelnen Abschnitte der Anodenanordnung mit dem Rumpf; Fig. 3 ist eine
Ansicht in noch größerem Maßstab und zeigt Befestigung und Auflage eines Endes eines
Anodenabschnittes; Fig. 4 ist eine Ansicht der mechanischen und auch elektrischen
Verbindung der Anodenanordnung; Fig. 5 zeigt im Schnitt den Durchtritt der
elektrischen Verbindung durch den Rumpf des Schiffes; Fig. 6 ist ein Schnitt
durch eine andere solche Verbindung; Fig. 7 ist eine Seitenansicht auf die
Bürstenverbindung mit der Schraubenwelle; Fig. 8 ist schematisch ein Schaltbild
der Kerrosionsschutzanlage.
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Das Achterende des Kieles 22 geht am Rumpf 20 des Schiffes bogenförmig
nach oben. Eine Stahlplatte 24 ist auf der Unterseite des gekrümmten Teils des Kieles
22 befestigt. Mehrere Bügel 26 sind unter gegenseitigem Abstand an die Stahlplatte
24 angeschweißt. Diese Bügel sind vorzugsweise U-förmig und besitzen Schenkel
28 und ein diese verbindendes Joch 30. Die Anodenanordnung
32 besteht aus mehreren langgestreckten Abschnitten 34 aus einem sich selbst
auflösenden Metall, wie z. B. Zink oder einer Magnesiumlegierung. Durch die Abschnitte
34 gehen Stangen 36 hindurch, deren Enden über die Ab-
schnitte 34
überstehen. Die Stangen 36 sind streckenweise isoliem Hier hat die Isolation
die Form eines Gummischlauches 38. Der Schlauch 38 liegt in einer
Schelle 40, die an dem Bügel 26 mit Bolzen 42 befestigt ist. Die durch die
verschiedenen Abschnitte 34 durchtretenden Stangen 36 sind aneinandergeschweißt.
Hierdurch sind alle Anodenabschnitte in Reihe geschaltet und bilden gemeinsam die
Anodenanordnung 32. Die Abschnitte 34 aus dem sich selbst auflösenden Werkstoff
liegen in ausreichendem Abstand von den Bügeln 26, so daß die Schläuche
38 zum Freilegen je-rEnden der Stangen 36 genügend weit abgezogen
werden können, um diese miteinander verschweißen zu können. Eine Lasche 44 ist an
den Enden der Stangen 36 befestigt. Die Lasche 44 weist Klemmen 46 auf, die
das Ende 48 eines Leiters 50 aufnehmen. Der Leiter 50 ist an ein Ende
52 eines veränderlichen Widerstandes 54 angeschlossen. Das andere Ende
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des Widerstandes 54 ist über eine Leitung 58 an eine Leiterschiene
60 angeschlossen. Sämtliche korrosionsanfälligen Metallteile sind mit der
Leiterschiene 60
verbunden. Als Beispiel für solche schutzbedürftigen Teile
ist hier das Stahlgehäuse 62 eines für Echolotgeräte verwendeten Übertragers
gezeigt, eine Steuerbord-Schiffsschraube 64, eine Backbord-Schiffsschraube
66 und das Ruder 68. Weitere nicht gezeigte Teile, wie z. B. die Erdung,
die Funkstation und im Schiff angeordnete elektronische Steuergeräte, sind anschließbar.
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Das durch den Rumpf 20 hindurchgehende und einen Teil des Leiters
50 bildende Rohrstück 70
nimmt einen Bolzen 72 auf mit einem
Kopf 74. Der Kopf 74 liegt unter dem Rumpf 20 und hat eine Bohrung 76 zur
Aufnahme des Endes 78 des Leiterstückes 80, das den Teil des Leiters
50 bildet, der von der Lasche 44 kommt. Das Ende 78 ist in der Bohrung
76 mit Silber angelötet; ebenso ist das Ende 48 in den Klemmen 46 mit Silber
eingelötet. Das Leiterstück 80 liegt in einem Isolierschlauch 82.
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Der Bolzen 72 geht durch eine Gewindebüchse 84 hindurch. Die
Büchse 84 liegt in einer in dem Rumpf 20 vorgesehenen Öffnung 86 und ist
mit einem Kopf 88 versehen, der an dem Rumpf 20 anliegt. Um ein Lecken durch
die öffnung 86 zu vermeiden, liegt Werg 90 zwischen dem Kopf
88 und dem Rumpf 20. Der Durchmesser der mittig durch die Büchse 84 durchgehenden
Bohrung 92 ist etwas größer als der Durchmesser des Bolzens 72, so
daß sie an dem unteren Ende einen Gummischlauch 94 aufnehmen kann, während der freie
Raum zwischen dem Bolzen 72 und der Bohrung 92 mit einem an Luft härtenden
Epoxywerkstoff 96 gefüllt ist. Auf dem Gewinde 98
der Büchse 94 sitzt
eine Mutter 100 und hält diese unter Zwischenschalten einer Scheibe 102.
Ein Draht 104 ist an dem Bolzen 72 befestigt. Dieser Draht 104 ist mit seinem
anderen Ende an das Ende 52 des veränderlichen Widerstandes 54 angeschlossen
und bildet somit einen Teil des Leiters 50.
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Der Anschluß des veränderlichen Widerstandes 54 führt über die Leitung
58 zur Leiterschiene 60 mittels eines Bolzens 106, der einen
ausreichenden, dem Querschnitt der Stangen 36 ähnlichen Querschnitt hat,
wie z. B. ein Querschnitt von 25 mm, und wasserdicht durch den Rumpf 20 hindurchgeht.
Der Bolzen 106 hat einen Kopf 108, an den mit Silberlot die Leiterschiene
60 und eine Scheibe 112 angelötet sind, während der Bolzen 106 an
seinem anderen Ende innen zur Aufnahme des Leiters 58, z. B. einer starken
Kupferlitze,
angebohrt ist. Der Leiter 58 ist mit Silber angelötet. Eine Scheibe 114,
eine Mutter 116
und eine, Kontermutter 118 halten den Bolzen
106,
während Baumwolle oder Werg bei 120 eingelegt ist, um den Durchtritt
von Wasser zu verhindern. Eine Verbindung mit sehr geringem elektrischem Widerstand
zwischen veränderlichem Widerstand 54 und Leiterschiene 60 wird hierdurch
ermöglicht.
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Die verschiedenen vor Korrosion zu schützenden Teile sind über Leiter
mit niedrigem Widerstand unmittelbar an die Leiterschiene 60 angeschlossen.
Die elektrische Verbindung zwischen der Leiterschiene 60 zu der umlaufenden
Schraubenwelle erfolgt mit einer Bürstenanordnung 122, die mit Silberlot an eine
Strebe 124 angelötet ist. Die Anordnung 122 enthält eine starke Kohlebürste
126, die auf der Schraubenwelle aufliegt. Strom fließt über die Bürstenanordnung
122, durch die Strebe 124 und dann in die Leiterschienr, 60, die über einen
Leiter mit geringem Widerstand elektrisch an die Strebe angeschlossen ist. Alle
Verbindungen erfolgen im Silberlot.
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Auf Grund des Anschlusses sämtlicher zu schützender Teile an die Leiterschiene
60 wird eine Korrosion der verschiedenen Metallteile vermieden. Diese Teile
sind äußerlich zur Bildung einer gemeinsamen Kathode mit geringstem elektrischem
Widerstand verbunden. Dadurch ergibt sich zum Betrieb der Anode der höchstmögliche
Wirkungsgrad. Die Verbindung erfolgt vorzugsweise durch Schmelzverbindung (Löten,
Schweißen), ausgenommen an beweglichen oder nicht dicht aufeinanderpassenden inneren
Verbindungen, wie z. B. zwischen Bürste und der Schraubenwelle.
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Es wurde gefunden, daß die Leiterschiene 60 zur Erdung der
elektrischen Einrichtungen des Schiffes verwendet werden kann, wodurch die bisher
für erforderlich gehaltenen großen Platten überflüssig werden. Die Leiterschiene,
die schmal, aber verhältnismäßig lang ist, bietet eine für alle Fälle ausreichende
Erdung. Da somit die bisher hierfür verwendeten großen Kupferplatten überflüssig
werden, wird die normalerweise an dem Rumpf des mit diesen Platten abgedeckten Schiffes
auftretenden Trockenfäule unterbunden.