DE1446357C3 - Anordnung zur Verringerung der Korrosion - Google Patents

Description

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Verringerung der Korrosion eines eine korrodierend wirkende Flüssigkeit enthaltenden Metallbehälters durch anodische Passivierung mit einem zwischen den Metallbehälter als Anode und einer in die Flüssigkeit eintauchenden Kathode geschalteten Gleichstromkreis, der eine Gleichstromquelle enthält, und mit einem aus Normalelektrode und Regelvorrichtung bestehenden Regelkreis zum Gleichstromkreis nach Patent 11 69 756, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleichstromquelle für den Gleichstromkreis (10, 12, 14) ein von einer Wechselstromquelle (20) unter Steuerung durch einen mit der Potentialdifferenz zwischen Metallbehälter (10) und Normalelektrode (16) beaufschlagten Differenzverstärker (38) gespeister Gleichrichter (28) vorgesehen ist

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (28) mit der Wechselstromquelle (20) über einen Magnetverstärker (46) mit einer Gleichstromsteuerwicklung (44) verbunden ist, die an den Ausgang des Differenzverstärkers (38) angeschlossen ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (28) mit der Wechselstromquelle (20) über einen Spartransformator (50) mit einem beweglichen Kontakt (52) verbunden ist, dessen Stellung längs der Transformatorwicklung über einen vom Differenzverstärker (38) gespeisten Stellmotor (54) veränderbar ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gleichrichter (28) ein Transformator (22) vorgeschaltet ist, der den von der Wechselstromquelle (20) gelieferten Wechselstrom großer Spannung und kleiner Stromstärke in einen Wechselstrom kleiner Spannung und großer Stromstärke umwandelt.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verringerung der Korrosion eines eine korrodierend wirkende Flüssigkeit enthaltenden Metallbehälters durch anodische Passivierung mit einem zwischen den Metallbehälter als Anode und einer in die Flüssigkeit eintauchenden Kathode geschalteten Gleichstromkreis, der eine Gleichstromquelle enthält, und mit einem aus Normalelektrode und Regelvorrichtung bestehenden Regelkreis zum Gleichstromkreis nach Patent 11 69 756.

Die praktische Wirksamkeit einer anodischen Passivierung eines Metallbehälters zwecks Herabsetzung von dessen Korrosion hängt in hohem Maße davon ab, daß das Potential des Metallbehälters gegenüber der in die in seinem Inneren enthaltene Flüssigkeit eintauchenden Kathode hinreichend genau innerhalb eng vorgegebener Grenzen gehalten wird. Das Hauptpatent beschreibt eine Anordnung, die dieses Ziel im Prinzip befriedigend erreicht. Diese Anordnung arbeitet mit einem Schalter, der in Abhängigkeit von der Potentialdifferenz zwischen dem Metallbehälter und der Normalelektrode den passivierenden Stromkreis schließt und öffnet.

Mit Hilfe der Anordnung nach dem Hauptpatent läßt sich der Passivierungsschutz für den Metallbehälter auch Änderungen in den Korrosionsbedingungen anpassen; erfolgen solche Änderungen jedoch sehr rasch und/oder sehr häufig, so ist auch eine entsprechend rasche und/oder häufige Betätigung des den Gleichstromkreis beherrschenden Schalters notwendig. Hier zeigt sich nun ein Mangel insofern, als die heute zum Schalten sehr großer Ströme, wie sie in der Passivierungspraxis durchaus vorkommen können, zur Verfugung stehenden Schalter zum einen meist träge arbeiten und daher raschen Schaltbefehlen nicht immer ίο schnell genug folgen und zum anderen bei häufiger Betätigung einem raschen Verschleiß unterliegen. Dazu kommt bei der üblichen mechanischen Ausführung solcher Schalter noch die Gefahr, daß sich beim öffnen der Schalter Lichtbogen ergeben, die beispielsweise in explosionsgefährdeter Umgebung unbedingt vermieden bleiben müssen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung nach dem Hauptpatent so auszubilden, daß die Regelung des Passivierungsstromes kontinuierlich und ohne die Zuhilfenahme eines den Gleichstromkreis öffnenden und schließenden Schalters erfolgt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als Gleichstromquelle für den Gleichstromkreis ein von einer Wechselstromquelle unter Steuerung durch einen mit der Potentialdifferenz zwischen Metallbehäl- ' ter und Normalelektrode beaufschlagten Differenzverstärker gespeister Gleichrichter vorgesehen ist.

Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Anordnung geschieht die Steuerung des Anodenstromes indirekt und unter Vermeidung großer Stromänderungen selbst in dem Falle, daß große Anodenströme gefordert werden. Dabei kommt die Anordnung mit einfachen und handelsüblichen Geräten und Anlagen aus und kann beispielsweise aus dem normalen Wechselstromnetz

S5 gespeist werden.

Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Gleichrichter mit der Wechselstromquelle über einen Spartransformator mit einem beweglichen Kontakt verbunden, dessen Stellung längb

4<> der Transformatorwicklung über einen vom Differenzverstärker gespeisten Motor veränderbar ist. Eine zweite günstige Ausführungsform besteht darin, daß der Gleichrichter mit der Wechselstromquelle über einen Magnetverstärker mit einer Steuerwicklung verbunden

4^r> ist, die an den Ausgang des Differenzverstärkers angeschlossen ist. Dem Gleichrichter kann schließlich noch ein Transformator vorgeschaltet sein, der die von der Wechselstromquelle gelieferte große Wechselspannung kleiner Stromstärke in eine kleine Wechselspannung großer Stromstärke umwandelt.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Es zeigt

F i g. 1 ein Übersichcsschaltbild für eine erfindungsgemaß ausgebildete Anordnung zum Verringern der Korrosion eines schematisch angedeuteten metallischen Kessels und

Fig.2 ein weiteres Übersichtsschaltbild für eine teilweise abgewandelte Anordnung für den gleichen Zweck.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung ist mit einem metallischen Kessel 10 verbunden, der eine korrodierend wirkende Lösung 12 enthält, gegen deren Einfluß er geschützt werden soll. Die Lösung 12 ist elektrisch leitfähig und kann sowohl sauer als auch alkalisch reagieren. Der Kessel 10 selbst besteht beispielsweise aus Edelstahl.
Zwischen dem Kessel 10 und einer in die Lösung 12

Strömstärke zugeführt und über einen Gleichrichter 28 gleichgerichtet.

Eine Leitung 30 verbindet den Ausgang des Gleichrichters 28 am negativen Pol 32 mit der Inertelektrode 14, und eine weitere Leitung 34 verbindet den positiven Pol 36 des Gleichrichters 28 mit dem Kessel 10, so daß zwischen Elektrode 14 und Kessel 10 ein Anodenstrom durch die Lösung 12 fließt. Es ist darauf hinzuweisen, daß der Gleichrichter 28 so mit der Inertelektrode 14 verbunden ist, daß diese die Kathode einer elektrochemischen Zelle bildet und damit der Strom in der gewünschten Richtung durch die Lösung 12 fließt.

Zwischen dem Kessel 10 und die Normalelektrode 16 ist eine geeignete Vorrichtung geschaltet, die die Potentialdifferenz zwischen dem Kessel 10 und der Normalelektrode 16 überwacht und ein dieser Potentialdifferenz entsprechendes Ausgangssignal erzeugt. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht diese Vorrichtung aus einem bekannten Differenzverstärker 38. Von einer Stromquelle 40 wird dem Differenzverstärker 38 eine Bezugsspannung zugeführt, durch die die Potentialdifferenz zwischen dem Kessel 10 und der Normalelektrode 16 in bekannter Weise so verstärkt wird, daß ein Ausgangssignal erzeugt wird.

Das vom Differenzverstärker 38 erzeugte Signal wird einem Leistungsverstärker 42 zugeführt, und das verstärkte Signal gelangt dann zur Gleichstromsteuerwicklung 44 des in der Leitung 26 zwischen der Wechselstromquelle 20 und dem Transformator 22 liegenden Magnetverstärkers 46, bei dem bekanntlich ein durch die Gleichstromsteuerwicklung 44 fließender Gleichstrom den durch die Leitung 26 fließenden Wechselstrom steuert. Ist die Gleichstromsteuerwicklung 44 stromlos, so kann ein Minimalstrom durch die Leitung 26 fließen; wird jedoch der Steuerwicklung 44 ein zur Sättigung des Kerns des Magnetverstärkers 46 ausreichender Strom zugeführt, so fließt ein Maximalstrom durch die Leitung 26.

Bei Betrieb wird die Wechselstromquelle 20 der in A b b. 1 gezeigten Anlage eingeschaltet und durch die Stromquelle 40 dem Differenzverstärker 38 die Bezugsspannung zugeführt. Während der einleitenden Passivierung des Kessels 10 ist die Potentialdifferenz zwischen Kessel 10 und Normalelektrode 16 gewöhnlich groß genug, um im Differenzverstärker 38 ein Signal zu erzeugen. Dieses Signal wird in der beschriebenen Weise der Gleichstromsteuerwicklung 44 des Magnetverstärkers 46 zugeführt und damit der Kern des Transformators gesättigt, so daß der Höchstwert des Wechselstroms zum Transformator 22 gelangt.

In dem Maße, wie der Kessel 10 passiviert wird, nähert sich dessen Potential dem edleren Potential der Normalelektrode 16. Die dem Differenzverstärker 38 zugeführte Potentialdifferenz bewirkt dann nur noch ein kleines Ausgangssignal am Differenzverstärker 38. Als Folge davon wird der Steuerwicklung 44 des Magnetverstärkers 46 ein schwaches Sisnal zupeführt, wodurch der von der Wechselstromquelle 20 zum Transformator 22 gelangende Wechselstrom soweit reduziert wird, daß die gewünschte Passivität eben aufrechterhalten wird. Falls die Korrosion des Kessels 10 wieder rascher verläuft, wächst die Potentialdifferenz zwischen dem Kessel 10 und der Normalelektrode 16 und läßt den Differenzverstärker 38 wieder wirksam werden. Infolgedessen wird die Korrosion des Kessels 10 auf ein Minimum beschränkt, wodurch sich die Lebensdauer des Kessels erhöht und die von den Kesselwänden in die Lösung 12 gelangende Eisenmenge verringert.

Das in Abb. 2 gezeigte abgewandelte anodische Passivierungssystem ist das gleiche wie in Abb. 1, rriit Ausnahme der Einrichtung zur Stromregelung. Zwischen Wechselstromquelle 20 und Transformator 22 ist ein Spartransformator 50 geschaltet. Der bewegliche Kontakt 52 des Spartransformators 50 ist mechanisch mit einem Stellmotor 54 verbunden, der vom Differenzverstärker 38 und dem Leistungsverstärker 42 mit Energie versorgt wird. Wie ersichtlich, wird der Stellmotor 54 entsprechend dem Ausgangssignal des Differenzverstärkers 38 in Betrieb gesetzt, und dieser Stellmotor 54 reguliert die Stellung des beweglichen Kontaktes 52 am Spartransformator 50 und damit die auf die Primärwicklung des Transformators 22 gelangende Leistung. Es steuert also das Ausgangssignal des Differenzverstärkers die auf den Transformator 22 gelangende Leistung, und der Ausgang des Differenzverstärkers 38 wird seinerseits durch die Potentialdifferenz zwischen Kessel 10 und Normalelektrode 16 in der gleichen Weise gesteuert, wie im Zusammenhang mit A b b. 1 bereits beschrieben.

Wie ersichtlich, liefert die vorliegende Erfindung eine wirtschaftliche und wirkungsvolle Anordnung zur anodischen Passivierung eines Metallkessels, der eine korrodierende Lösung enthält. Die Anordnung erzeugt ein Signal, das der Potentialdifferenz zwischen dem Kessel und einer Normalelektrode proportional ist, und das seinerseits zur Steuerung oder Anpassung des zur Passivierung des Kessels durch die korrodierende Lösung geleiteten Anodenstroms herangezogen wird. Der Anodenstrom wird indirekt durch Steuerung des der Wechselstromquelle entnommenen Stroms geregelt. Vorzugsweise wird eine große Wechselspannung kleiner Stromstärke gesteuert, um die an das Steuersystem gestellten Leistungsanforderungen zu verringern. Weiterhin ist es offensichtlich, daß bei der erfindungsgemäßen Anordnung gebräuchliche und einfache Geräte zur Verwendung gelangen, die leicht installierbar sind und eine lange Lebensdauer besitzen.

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Verringerung der Korrosion eines eine korrodierend wirkende Flüssigkeit enthaltenden Metallbehälters durch anodische Passivierung mit einem zwischen den Metallbehälter als Anode und einer in die Flüssigkeit eintauchenden Kathode geschalteten Gleichstromkreis, der eine Gleichstromquelle enthält, und mit einem aus Normalelektrode und Regelvorrichtung bestehenden Regelkreis zum Gleichstromkreis nach Patent 1 169 756, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleichstromquelle für den Gleichstromkreis (10,12,14) ein von einer Wechselstromquelle (20) unter Steuerung durch einen mit der Potentialdifferenz zwischen Metallbehälter (10) und Normalelektrode (16) beaufschlagten Differenzverstärker (38) gespeister Gleichrichter (28) vorgesehen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (28) mit der

Wechselstromquelle (20) über einen Magnetverstärker (46) mit einer Gleichstromsteuerwicklung (44) verbunden ist, die an den Ausgang des Differenzverstärkers (38) angeschlossen ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (28) mit der Wechselstromquelle (20) über einen Spartransformator (50) mit einem beweglichen Kontakt (52) verbunden ist, dessen Stellung längs der Transformatorwicklung über einen vom Differenzverstärker (38) gespeisten Stellmotor (54) veränderbar ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gleichrichter (28) ein Transformator (22) vorgeschaltet ist, der den von der Wechselstromquelle (20) gelieferten Wechselstrom großer Spannung und kleiner Stromstärke in einen Wechselstrom kleiner Spannung und großer Stromstärke umwandelt.