DE1521873A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Schutz von metallischen,mit einem Elektrolyten in Beruehrung stehenden Gegenstaenden gegen Korrosion - Google Patents

Description

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"Verfahren und Vorrichtung zum Schutz von metallischen, mit einem Elektrolyten in Berührung stehenden Gegenständen

gegen Korrosion"

Die Erfindung bezieht sich auf den Korrosionsschutz metallischer Gegenstände und insbesondere auf ein neues kathodisches Schutzverfahren sowie eine neue Vorrichtung für einen automatisch-elektrischen Korrosionsschutz metallischer Gegenstände durch Messung der Potential-Differenz zwischen dem zu schützenden Gegenstand und einer unlöslichen Anode, wobei in Abhängigkeit hiervon das elektrolytische Schutzpotential für das Werkstück auf einem vorgegebenen Niveau gehalten wird.

Für den elektrochemischen Korrosionsschutz von metallischen Werkstücken, die in einen Elektrolyten oder eine als Elektrolyt wirkende lösung eintauchen, wird das sogenannte kathodische Verfahren benutzt. Bei diesem Verfahren bildet das Werkstück die Kathode zu der ein Korro-

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sionsBtrom von einer im Abstand in die Lösung eingetauchten Anode fließt, so daß das KathodenpotentiaT zu einem Korrosionsschutzpotential polarisiert wird. Um einen absoluten Schutz gegen Korrosion zu erreichen, ist es wichtig, das Potential des Werkstücks über das ganze Verfahren hin auf dem Wert des Korrosionsschutzpotentials zu halten.

^ Eine bekannte Maßnahme, das Potential des Werkstücks auf dem Wert des Schutzpotentials zu halten, besteht darin, eine dritte Elektrode in relativ geringem Abstand vom Werkstück anzuordnen. Diese dritte Elektrode kann eine Standardelektrode aus Silberchlorid, gesättigtem Kalomel oder ähnlichem Material sein. Dabei ergibt sich ein Potential zwischen der Hauptanode und dem Werkstück sowie zwischen der Hilfselektrode und dem Werkstück, wobei das letztere Potential in bezug auf das Hauptpotential eine umgekehrte Polarisation besitzt. Dabei werden geeignete Steuergeräte benutzt, die, wenn das Potential des Werkstücks wegen einer Änderung der Bedingungen von dem vorgegebenen Potential abweicht, ein Steuersignal abgeben, welches das Potential zwischen der Hauptanode und dem Werkstück in Richtung auf die Wiederherstellung des Schutzpotentials als konstanten Wert korrigiert.

Die herkömmlichen Vorrichtungen dieser Art besitzen den Nachteil, daß das Schutzpotential des Werkstücks nur in der Nähe der Standardelektrode gemessen werden kann und demzufolge die Stromdichte an der Oberfläche des Werk-

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Stücks nicht gleichmäßig ist. Wegen der besonderen Eigenschaften der Standardelektrode kann durch sie kein Strom fließen, so daß die Steuergeräte mit einem teuren hohen Bingangswiderstand versehen sein müssen. Ein zusätzlicher Nachteil besteht noch darin, daß die Standardelektrode in gewissem Maße verbraucht wird und demzufolge eine verhältnismäßig kurze Lebensdauer besitzt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, ein vereinfachtes Verfahren für den elektrochemischen Korrosionsschutz zu schaffen, bei dem das Werkstück ohne Verwendung einer Standardelektrode exakt auf dem Schutzpotential gehalten werden kann.

Des weiteren besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein vereinfachtes automatisches Gerät für den elektrochemischen Korrosionsschutz zu schaffen, das keine Standardelektrode zum Konstanthalten des Schutzpotentials des Werkstücks benötigt.

Weiterhin besteht die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin, ein Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung für den Korrosionsschutz von Werkstücken zu schaffen, bei denen das Werkstück lediglich durch einen intermittierenden konstanten Strom auf einem das Schutzpotential übersteigenden Potential gehalten werden kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Entwicklung eines Verfahrens und einer Vorrichtung für

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den Korrosionsschutz von Werkstücken, "bei denen ein zufriedenstellender Korrosionsschutz dadurch erreicht wird, daß abwechselnd zwei konstante Ströme jeweils unterschiedlicher Stärke auf die Elektroden gegeben werden.

Schließlich ist die Erfindung noch auf ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Schutz vor elektrochemischer Korrosion gerichtet, durch die die Korrosion metallischer Werkstoffe, die mit einem Elektrolyten in Berührung stehen und bei denen ein Potentialunterschied in bezug auf eine unlösliche Anode gemessen und dazu benutzt wird, das Schutzpotential des Werkstücks auf einem vorgegebenen Wert zu halten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Pig. 1 ein schematisches Schaltbild einer herkömmlichen Vorrichtung für den elektrochemischen Korrosionsschutz,

Pig. 2 ein der Pig. 1 ähnliches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Pig. 3 ein Diagramm der Potentialstromdichte in bezug auf die nichtlösliche Metallanode,

Pig» 4 ein schematischer Verdrahtungsplan einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Pig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung der Potentialänderung in Abhängigkeit von der Zeit unmittelbar nach Unterbre-

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ehung des auf tine weiche, in den Elektrolyten einge~ tauoht· Stahlplatte gegebenen Sohutietroma,

flg. 6 eine Heihe von Kurven dee sich in Abhängigkeit von der Zeit ändernden Potentiale unmittelbar nach der Unterbreehung de· auf ein Werkstück gegebenen Prüf- «trome in bezug auf eine nichtlösliche und auf einem vorgegebenen Potential gehaltene, in strömendem Seewasser liegende Anode,

Jig, 7 einen schematiBohen Verdrahtungsplan einer erfindungsgemäßen und den Kurven der fig. 5 und 6 entsprechenden Torrichtung,

Fig, 8 ein sohematisohes Stromdiagramm eines kontaktlosen lleßralais für das Sperren und Bntsperren der Siliziumgleiohrichter und

Fig. 9 einen schematischen Verdrahtungsplan zur Veransohaulichung der Arbeitsweise des Relais der Pig. 8 beim Sperren und Bntsperren des Siliziumgleichrichters.

Bei der in Fig. 1 dargestellten herkömmlichen Vorrichtung liegt ein Korrosionsschutzpotential zwischen dem Werkstück 3 und einer Anode 4. Eine Standardelektrode aus Silberchlorid, gesättigtem Kalomel oder einem ähnlichen Material liegt dicht beim Werkstüok 3, wobei alle drei Elektroden 3, 4 und 5 in einen Elektrolyten wie beispielsweise Seewaeser eingetaucht sind. Das Potential zwischen Werkstüok und Anode 4 kommt aus einem Spannungsregler 1 über einen

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Gleichrichter 2.

Zwischen der StandardeleJctrodt 5 und de« Werk-■tüok 3 liegt tine Standard-3pannungsquelle 6 sun linattllen des Potentials des Werkatüoks 3 mit einer in bezug auf da· Öleichriohter-Potential umgekehrten Polariiation. Die Spannungsquelle 6 ist über einen kleinen Verstärker 7 mit dem Spannungsregler 1 verbunden.

Bei der Schaltung nach Pig. 1 ist, wenn das Potential des Werkstücke 3 gleich dem Potential der Standard-Spannungsquelle 6 ist, die Eingangsspannung des Verstärkers gleioh null. Wenn jedoch das Potential des Werkstücke 3 τοη einem Torgegebenen Potential abweicht, beispielsweise infolge einer Änderung der Korrosionsbedingungen, wird eine von der Änderung abhängige Eingangsspannung auf den Verstärker gegeben. Dabei gelangt die verstärkte Ausgangsspannung des Verstärkers 7 zum Spannungsregler 1, der die Spannung der Spannungsquelle S sowie damit auch den Schutzstrom in Korrekt urriohtung verändert, um das Schutspotential des Werkstücks 3 auf einem konstanten Wert zu halten«

Bei der in fig. 2 dargestellten erfindungsgemäßen Schaltung liegen eine Anode A und ein gegen Korrosion zu schützendes Werkstück 0, beide aus Metall, in einem homogenen Elektrolyten B, wobei eine Spannung E zwischen der Anode A und dem als Kathode geschalteten Werkstück C liegt," die von einer Gleichstromquelle E_Q mit einem inneren Widerstand von R- herrührt.

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Wenn die Potentiale der Anode A und der Kathode C P. "bzw· P_ß betragen, wobei die Potentiale der Summe aus dem natürlichen und dem Polarisationspotential entsprechen, fließt ein Strom I bei einer Klemmenspannung Y zwischen den Klemmen a und c. Der Gesamtwiderstand der Leitungen und des Elektrolyten im Stromkreis a-A-G-c beträgt Rg, so daß sich die Klemmenspannung Y_Q zwischen den Klemmen a und c a aus folgender Gleichung ergibt:

^Vac "^E- ^IeB1 -^PA-^PC ^{+ 1}^S * ⁽¹⁾ Demnach ist das Potential P_ß des Werkstücks 0

- *C - ^Vac - ^PA - ^IeRS · (2)

In Gleichung (2) stellt der Widerstand Rg eine Konstante dar, die abhängig ist von der Form, den Abmessungen und der gegenseitigen Lage der Anode A und der Kathode C sowie vom spezifischen Widerstand des Elektrolyten. Demnach ι ergibt sich, daß das Kathodenpotential P-, durch Steuerung der Spannung Y *.v*Ischen Anode und Kathode, das Anodenpotential P. und den Strom I, oder, in anderen Worten, durch Steuerung des Spannungsabfalls I'Rg zwischen Anode und Kathode eingestellt werden kann.

Durch Versuche mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wurde festgestellt, daß.bei Verwendung unlöslicher Elektroden aus Edelmetallen wie beispielsweise Platin und Platinlegierungen, magnetisches Eisenoxyd, Blei-Silber-Le-

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gierungen, platinplattiertes Titanblech u.dgl. als Anode das Anodenpotential P,. gemäß Fig. 3 unabhängig von der Anodenstromdichte konstant gehalten werden kann. Das heißt, in bezug auf eine in Seewasser eingetauchte Standardelektrode aus gesättigtem Kalomel betrug das Potential einer magnetischen Eisenoxydanode 1,5 V, das einer platinplattierten Titananode 1,20 V und das einer Blei-Silber-Anode 1,23 V. In Hinblick auf den für den Korrosionsschutz des Werkstücks C erforderlichen Strombereich kann ein konstantes Anodenpotential P., wie oben erwähnt, durch Auswahl geeigneter Oberflächengrößen für die unlösliche Elektrode eingestellt werden.

Demnach ist es möglich, wenn die Steuerung so erfolgt, daß die Differenz zwischen der Spannung V__ zwisehen Anode und Kathode und dem Spannungsabfall Ι·Η« in Abhängigkeit vom Widerstand R„ zwischen den Elektroden, d.h., (l/\ - I.R_a), konstant gehalten werden kann, das Potential P_n der Kathode C bzw. des Werkstücks zum Zwecke des Korrosionsschutzes auf einem konstanten Wert, d.h. auf dem Schutzpotential zu halten. Um eine solche Steuerung praktisch zu erreichen, ist es lediglich erforderlich, die Potentialdifferenz zwischen Anode und Kathode zu messen und den durch die Anode zum Werkstück fließenden Strom entsprechend zu regeln.

Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Apparatur ist in Pig. 4 dargestellt. Sie besteht aus einem Transformator 11 mit Schiebe- bzw. Drehwiderstand zur Einstellung der Spannung, einem Gleichrich-

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ter 12 mit einzelnen Siliziumgleichrichtern (SCR). Das gegen Korrosion zu schützende Werkstück taucht in einen Elektrolyten, beispielsweise in Seewasser ein und ist mit 13 bezeich- ·. net, während eine unlösliche Anode 14 ebenfalls in den Elektrolyten eintaucht und gegenüber dem Werkstück 13 liegt, wobei ein Strom von der Anode 14 zum Werkstück 13 fließt.

Ein verhältnismäßig kleiner Transformator 15 liegt m im SchutzStromkreis und erzeugt eine Spannung Ι·Ε«, die dem Schutzstrom I proportional ist, und ist mit einem Gleichrichter 16 mit einzelnen Siliziumgleichrichtern verbunden. Ebenso ist mit dem Gleichrichter 16 ein Potentialstromkreis 17 verbunden, der eine Spannung 1'Rg als Kompensation für den Widerstand R_g zwischen dem Werkstück 13 und der Anode 14 in Abhängigkeit vom Eingangsstrom des Gleichrichters 16 erzeugt. Eine Spannungsquelle mit konstanter Spannung und einem Regelwiderstand zur Einstellung einer bestimmten kon- d stanten Spannung ist mit 18 bezeichnet. Außerdem besitzt die Vorrichtung noch einen Miniatur-Spannungsverstärker 19 und einen Sperrimpulsgenerator 20, der Sperrimpulse in Abhängigkeit von der Intensität der durch den Miniatur-Spannungsverstärker 19 verstärkten Gleichspannung auf die Gleichrichter SCR gibtβ

Die Spannung zwischen Anode und Werkstück wird durch ein Voltmeter V- angezeigt, mit dem die Spannung V_&0 abgelesen werden kann, während die zur Kompensation des Spannungsabfalls I*Rg über den Widerstand R_g zwischen Werk-

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stück und Anode erzeugte Gegenspannung durch einen Voltmeter Vp angezeigt wird.

Bei der in Mg. 4 dargestellten Sohaltung wird die Spannungsquelle 18 auf den Potentialunterschied des Anodenpotentials (auf Basis einer gesättigten Kalomelelektrode) und das Schutzpotential des Werkstücks eingestellt. Wenn beispielsweise ein weicher Stahl unter Verwendung einer platinplattierten litanplatte als Anode gegen Korrosion geschützt werden soll, so ergibt sich aus Mg. 3, daß das Anodenpotential P. 1,2 Volt (in bezug auf eine gesättigte KaIomel-Elektrode) und das Sohutzpotential des Werkstücks -0,8 V (bezogen auf eine gesättigte Kalomel-Elektrode) beträgt, so daß die auf die Spannungsquelle 18 wirkende Spannung 1,2 « (-0,8) «2,0 Volt beträgt. Nun wird ein Schalter SW₂ für die Erzeugung einer Spannung I«Rot die der Kompensation des Spannungsabfalls in Abhängigkeit vom Widerstand Hg des Elektrolyten zwischen Werkstück 13 und Anode 14 dient, geschlossen und der Schutzstrom I durch ein Amperemeter A sowie die Spannung zwischen Werkstück und Anode durch ein Voltmeter V^ sowie die durch den Potentialkreis erzeugte Spannung durch den Voltmeter Vg gemessen. Alsdann wird der Regelwiderstand dea Potentialkreises so eingestellt, daß V^, ~ I»Rg «2,0 innerhalb des erwarteten Schutzstrombereiches gehalten werden kann. Der Ausdruck(V_AC~2,0)/l entspricht dem Widerstand zwischen Werkstück und Anode.

Durch diese Prozedur sind die Regelbedingungen des 909842/1345

Potentialkreises und des Spannungsreglers 18 bestimmt. Demzufolge betragt die Eingangsepannung des Spannungsverstärkers 19

Daraus ergibt sich, daß der Schutzstrom I so geregelt werden muß, daß Δ 6. auf null gehalten werden und durch Einstellen eines konstanten Schutzpotentials das Werkstück gegen Korrosion geschützt werden kann.

Mit der Vorrichtung nach Fig. 4 wurden im Laboratorium Korrosionsversuche an einem kleinen Aluminiumboot unter folgenden Bedingungen durchgeführt:

1. Ein Korrosionsschutzversuch wurde an einer Platte aus

weichem Stahl mit einer Oberfläche von 0,6 m durchgeführt, die in 70 1 einer 3#igen wässrigen Natriumchloridlösung eintauchte, wobei Platin als Anode benutzt wurde_e Unabhängig davon, ob das Werkstück sich in Ruhe befand oder sich bewegte, wurde das Durchschnittspotential des weichen Stahls bei -0,8 Volt, bezogen auf eine Standardelektrode aus Silberchlorid in Seewasser, gehalten.

2. Ein kleines Aluminiumboot mit einer benetzten Gesamtfläehe von 156 m wurde einem Korrosionsversuch mit einer platinplattierten Titanplatte unterworfen, deren Oberflä-

2
ehe 0,71 dm betrug und die am Heck befestigt war. In bezug auf eine Standardelektrode aus Silberchlorid in Seewasser konnte das Hinterschiff bei -0,88 Volt, das

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Mittelschiff bei -0,84 Volt und das Vorderschiff bei -0,83 Volt gehalten werden.

Obgleich die zuvor beschriebene Vorrichtung Siliziumgleichrichter besaß, könnten selbstverständlich an deren Stelle auch Transistoren, sättigbare Reaktoren, elektromagnetische Relais u„dgl, bekannte Bauelemente für das erfindungsgemäße Verfahren benutzt werden.

Die Schaltung nach Pig. 4 führt zu einem außerordentlich brauchbaren Korrosionsschutz, wobei Standardelektroden, die hinsichtlich ihrer Beständigkeit und Handhabung umständlich sindj nicht erforderlich sind und die Metallkorrosion durch eine vereinfachte elektrische Schaltung verhindert werden kann. Die in Fig. 4 dargestellte Schaltung ist so ausgelegt, daß die Differenz V__ - I⁴Rc₃ konstant bleibt,

ClC Q

die Konstanz kann jedoch auch durch vereinfachte Mittel erreicht werden, wie sie anhand eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels in den Fig. 7 bis 9 beschrieben sind.

Bei diesem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung sind zwei Grenzwerte für den für einen wirksamen Korrosionsschutz erforderlichen Strom vorgegeben.

Zunächst wird die obere Grenze I₁ und die untere Grenze I₂ für den Bereich des Schutzstromes eingestellt, der erforderlich ist, einen wirksamen Korrosionsschutz eines Werkstücks oder Gegenstandes C zu bewirken, die dauerhaft geschützt werden sollen. Der untere Stromgrenzwert I₁ ent-

9 0 9 8 t* 2 I 1 3 k 5

BAD ORIGINAL

spricht einem konstanten Stromwert unterhalb des auf den Gegenstand 0 zu schaltenden Schutzstroms, wenn sich der Gegenstand in ruhendem Zustand in der lösung befindet. Der obere Stromgrenzwert I₂ entspricht einem konstanten Stromwert oberhalb des Schutzstroms, der auf den Gegenstand C geschaltet werden muß, wenn sich dieser in einer stark bewegten llüssigkeit befindet. Die unlösliche Metallanode A soll so ausgelegt sein, daß ein konstantes Anodenpotential P^ im Strombereich von I- - Ip eingehalten werden kann₀ Wenn somit das Schutzpotential des Gegenstandes C PA beträgt, dann erreicht das Schutzpotential in einem bestimmten Moment, wenn der Stromwert I₁ eingehalten wird, eine obere Grenze PA +& des Schutzpotentials, das für einen dauerhaften Korrosionsschutz erforderlich ist, wobei die Klemmenspannung V' zwisehen Anode und Kathode in diesem Moment

^Vac = ^PA~ (^p6

beträgtο Ebenso erreicht das Schutzpotential in dem Moment, in dem der Strom den Wert Ip erreicht, einen unteren Grenzwert PA -crt.des Schutzpotentials, das für einen dauerhaften Korrosionsschutz erforderlich ist. In der Annahme, daß die Klemmenspannung zwischen Anode und Kathode dann V·' beträgt, ist

⁷äc - ^pa --(^pi

wobei <£. den Wert <£ g O besitzt. Auf diese Weise können die Klemmenspannungen V' und V'' zwischen Anode und Kathode bei

,.;: 00984 2/134 5

den oberen und unteren Grenzwerten des Schutzpotentials, das für einen vollständigen und dauerhaften Korrosionsschutz erforderlich ist, eingestellt werden. Nun wird,wenn die Klemmenspannung V_Q„ zwischen Anode und Kathode unter den unte-

Cits

ren Grenzwert der Klemmenspannung V' absinkt, während ein konstanter Strom I- von der Anode A zu dem zu schützenden

^ Gegenstand C in einem Elektrolyten W fließt, ein konstanter Strom des oberen Grenzwertes Ip von der Anode A zu dem schützenden Gegenstand C geleitet, wodurch das Schutzpotential verringert wird. Wenn die Klemmenspannung V_Q zwischen Anode und Kathode durch den Stromwert Ip bis auf den oberen Grenzwert V'' gebracht worden ist, fließt der Strom I₁ erneut, um das Schutzpotential zu erhöhen, wobei sich diese Folge wiederholt. Somit kann das Kathodenpotential P- stabilisiert und innerhalb eines durch den oberen Grenzwert PX +Λ. und den unteren Grenzwert PA -ctdes Schutzpotentials defi-

" nierten Bereich gehalten werden.

Bei dem vorbeschriebenen Verfahren wird der untere Stromgrenzwert I.· wirksam, wenn die Klemmenspannung V_&c zwischen Anode und Kathode den oberen Grenzwert V'' erreicht. In diesem Falle ist es möglich, die Stromquelle E anstelle des Einschaltens von Stromwert I^ abzusperren und dadurch für eine bestimmte Zeit I *» O zu halten. Bei Versuchen wurde auf diese Weise ein Gegenstand C aus einer weichen Stahlplatte zum Zwecke des Korrosionsschutzes aberregt, bei einem konstanten Schutzpotential in einer 3#igen wässrigen Natrium-

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Chloridlösung gehalten und außerdem eine unlösliche Metallelektrode in einen Strom aus natürlichem Seewasser gehalten sowie die Spannungsänderung mit der Zeit unmittelbar nach dem Aberregen gemessen. Die dabei gemessenen Versuchsergebnisse sind in den Fig. 5 und 6 wiedergegeben.

Wie sich aus den Fig. 5 und 6 ergibt, erreichten sowohl die Anode als auch die Kathode nicht unmittelbar ihr natürliches Potential sondern zeigten eine gewisse Zeitverzögerung. Um dieses Phänomen vorteilhaft anzuwenden, kann das Potential P„ des zu schützenden Werkstücks oder Gegenstandes durch eine Klemmenspannung Υ_ΟΛ zwischen der Anode und dem Gegenstand bei einem Strom von I=O zur Einhaltung des Schutzpotentials in der oben bereits beschriebenen Weise bestimmt werden. Hält man das Anodenpotential in einem bestimmten Moment während der Phase, in der der Strom I » 0

ο
ist, dann sind P! -,r und die Periode des Gegenstandes C

° zwischen f

^ ist, dann "beträgt die Klemmenspannung V°_c zwischen Anode und Kathode:

^Vac = ^(PA ~/⁵⁾ - (^PC ^+oc>' ^

wobei Pi ein Anodenpotential bei der für das Konstanthalten des Anodenpotentials erforderlichen Stromdichte ist und

0 ist. Wenn nun ein konstanter Strom Ip von der Anode A zum zu schützenden Gegenstand C in einem Elektrolyten W fließt und die Klemmenspannung V zwischen der Anode und der Kathode den oberen Grenzwert Yi* erreicht hat, werden

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sowohl Anode als auch Kathode bis auf einen Strom I=O aberregt. Sofern die Klemmenspannung V₀ _ unter den Wert V_„

ciC ei C

abgefallen ist, nachdem der Strom einige Zeit bei I=O ver~ harrt hat, flieiit erneut der konstante Strom I₂ von der Anode A zum Gegenstand C. Erreicht die Klemmenspannung V den

el C

Wert V' infolge des Stromflusses I₂> dann werden die Anode und die Kathode wiederum aberregt, wobei sich dann die obige Folge wiederholt.

In den vorstehenden Gleichungen (A) und (5) liegt das Anodenpotential P. bei einem konstanten Wert P! , so daß·, wenn der Bereich der Potentialschwankungen in Abhängigkeit von der Aberregung des Potentials der Anode A und des Gegenstandes C gleich sind, dann nC 4 β ist und damit die Gleichung (5) folgende Form annimmt:

^Vac = ^PA-^P0 - ^2cC'

Entsprechend kann das Potential P_n des zu schützenden Gegen-Standes C in ähnlicher Weise im Bereich des Schutzpotentials

(P(I, +■<) 7P_C?(P^ -/O gehalten werden.

Die vorbeschriebene Erfindung wird nun im einzelnen anhand des in Fig« 7 wiedergegebenen Schaltbildes beschrieben. Eine "lOO-Volt-Wechselstromquelle E. ist an die Anode A aus unlöslichem Metall angeschlossen, die einem gegen Korrosion zu schützenden Gegenstand G in einem Elektrolyten W gegenüberliegt. Die Wechselstromquelle E. irjt über

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einen Schalter S₁ mit einem Spannungsregler T_Q, der aus einem Spartransformator T- und einem Transformator Tp besteht, sowie mit einem Grenzwellengleichrichter R~ mit Selengleichrichtern und mit einem Spannungsregler r mit einem normalerweise offenen Kontakt R¹ eines elektromagnetischen Relais R sowie mit einem Amperemeter A_m verbunden. Die Anode A und der Gegenstand C liegen an den Bingangsklemmen eines Meßrelais M , dessen Eingangsleistungsklemmen über den Schalter S^ mit der Spannungsquelle B. verbunden sind.

Das Meßrelais M dient der Anzeige der Spannung zwischen der Anode A und dem zu schützenden Gegenstand C, wobei, wenn der Zeiger über den oberen Grenzwert II oder den unteren Grenzwert L ausschlägt, die Übertragung zu dem Relais H' für den obersten Grenzwert oder zu dem Relais L^r für den unteren Grenzwert geändert wird. Das Relais L^f für den unteren Grenzwert schliefst seinen unteren Kontakt LJJ (wie eingezeichnet), wenn der Meßgerätzeiger unter den unteren Grenzwert L abfällt und schließt seinen oberen Kontakt Lk, wenn der Zeiger über den unteren Grenzwert L ansteigt. In ähnlicher Weise schließt das Relais H' für den oberen Grenzwert seinen unteren Kontakt Hl (wie eingezeichnet), wenn der Meßgerätzeiger unter den oberen Grenzwert H abfällt und schließt seinen oberen Kontakt HJj,, wenn der Zeiger über den oberen Grenzwert H ansteigt. Der untere Kontakt Hi des Relais H¹ für den oberen Grenzwert und der Umschalterkontakt LX des Relais L¹ für den unteren Grenzwert

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liegen am positiven Pol einer Grleichstromquelle E-q, während der negative Pol der Grleichstromquelle E^ mit dem unteren Kontakt L₁ des Relais L¹ für den unteren Grenzwert über einen Schalter Si verbunden ist, wobei dieser mit Schalter S₁ und einem elektromagnetischen Relais R verbunden ist. Der Kontakt Li kann mit dem Umschalterkontakt HA des Relais H' für den oberen Grenzwert über einen normalerweise offenen Kontakt R·' des Relais R verbunden sein. Bei dieser Schaltung beträgt der unbere Grenzwert L des Meßrelais H

sowie der obere Grenzwert H

^PÄ - ¹C ⁺ V^Rs ⁺^·

Nun werden die Schalter S₁ und Si geschlossen, das Relais R eingeschaltet und die Kontakte R¹ und R¹¹ geschlossen.

Unter diesen Bedingungen ergibt sich ein Stromwert Ip des Spannungsreglers T_Q, der größer ist als der Schutzetrom in einem sehr stark bewegten Elektrolyten. Dann wird der Kontakt R¹ geöffnet und ein Strom I₁, der größer als der für das Konstanthalten des Anodenpotentials P^ bei einem

Wert P! erforderliche Minimalstrom ist, wird durch den A '

Gleichstrom-Spannungsregler r erzeugte

Die Vorrichtung nach Pig» 7 arbeitet in der folgenden Weise: Der Korrosionsschutz beginnt mit dem Schließen der Schalter S₁ und Si. Dabei ist das Potential P_r des Werk-

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Stückes C größer als das vorgegebene Schutzpotential Pi,, so daß die Spannung V zwischen Werkstück C und Anode A dem

dC

unteren Grenzwert L am Meßrelais M entspricht. Mit anderen Worten, das Meßrelais zeigt einen Spannungswert an, der kleiner ist als PjI-PA- I₁-Rg-OC. Dementsprechend schließt der Umschalterkontakt L^ des Relais L¹ für den unteren Grenzwert im Meßrelais M_r den unteren Kontakt LJj (wie eingezeichnet), wobei das Relais R eingeschaltet und die Kontakte R¹ und R¹' geschlossen werden. Nach dem Schließen des Kontakts R¹' schließt der Umschaltkontakt H^ des Relais H¹ für den oberen Grenzwert den unteren Kontakt Hl, so daß das Relais R gehalten wird. Beim Schließen des Kontaktes R' wird eine konstante Spannung zwischen den Anoden A und uem Werkstück C erzeugt. In diesem Falle kann der Widerstcmd R„ zwischen den beiden Elektroden A und C als für diesen Elektrolyten konstant betrachtet werden, so daß ein im wesentlichen konstanter Strom Ip zwischen den Elektroden A und C fließt.

Somit beträgt die Klemmenspannung V zwischen

ciC

den Elektroden A und C in diesem Moment

V = P« - P_n + l_n.R_Q .

ac a C c S

In dieser Gleichung sind das Anodenpotential P! und der Spannungsabfall I_o.Rg zwischen den Elektroden A und C konstant, während das Kathodenpotential P_n graduell abnimmt, mit d«m Ergebnis, daß die Klemmenspannung ständig ansteigt. Wenn die ansteigende Klemmenspannung V den unteren Grenz-

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wert L des Relais M übersteigt, schaltet der Kontakt LA des Relai& L^f vom Kontakt Li zum Kontakt LA um. Da jedoch der Kontakt Hi des Relais H¹ für den oberen Grenzwert zu diesem Zeitpunkt noch geschlossen ist, wird das Relais R so lange gehalten, bis die Klemmenspannung V weiter bis zum

GlC

oberen Grenzwert H ansteigt, bei dem der Kontakt HA des Relais H vom Kontakt HJj zum Kontakt HA umschaltet. Auf diese Weise wird das Relais R so lange gehalten, bis die Klemmenspannung ν__Λ den oberen Grenzwert H erreicht, wobei der Strom Io während dieser Phase weiterfließt.

Der Fluß des Stroms I₂ wird in dem Moment unterbrochen, in dem die Klemmenspannung V den oberen Grenzwert H erreicht. Da jedoch der obere Grenzwert H der Spannung V_ac = P^ - P^ + I₂ ⁰Rg +o^ist, entspricht das Potential P_n des Werkstücks G unmittelbar nach der Unterbrechung des Stroms Ip dem unteren Grenzwert des Schutzpotentials PA -⁰C. Wenn die Klemmenspannung den öderen Grenzwert H erreicht, wird der Kontakt H^ des Relais H¹ auf den Kontakt HA umgeschaltet und das Relais R abgeschaltet. Dadurch schaltet auch der Kontakt R¹ um und der Strom wird von I₂ auf I₁ geändert. Zu diesem Zeitpunkt ist die Klemmenspannung V_Q_ « PJ^ - P(Jj + Ii°Rg + tC . Von nun an wird durch den Strom I₁ das Potential P^ der Anode A auf dem Wert PJ[ gehalten, während das Potential P_Q des Werkstücks C graduell ansteigt, weil das Werkstück nicht polarisiert bleiben kann. Bei dem

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nun fließenden Strom I₁ fällt die Klemmenspannung V\ so lange afc, bis sie den Wert P^. - PA + I.« 'Rg - <£ erreicht. Das heißt das Potential des Werkstücks C steigt bis auf den oberen Grenzwert PA. + oC des Schutzpotentials. Danach schließt der Kontakt LA des Relais L¹ im Meßrelais M seinen unteren Kontakt Li und ändert den Strom von I₁ auf I«. Sobald der Strom I₂ fließt, fällt das Potential des Werkstücks G, wie M oben bereits beschrieben, erneut ab und die Klemmenspannung V_nn beginnt anzusteigen. Oberhalb des unteren Grenzwertes L wird der selbstregelnde Stromkreis wirksam, so daß der Strom Ip so lange weiterfließt, bis der obere Grenzwert H erreicht ist. Durch Wiederholung des obigen Vorgangs kann das Potential P„ des Werkstücks C im Bereich des Sohutzpotentials (P₀ -CC)^P₀-C(P(Sj +cC) gehalten werden.

Während die voraufgehende Schilderung davon ausging, daß der Elektrolyt W sich im ruhenden Zustand befand, ergibt sich keine Änderung für den Pail, daß der Elektrolyt W sich in Strömung befindet. Wenn der Elektrolyt W ruhend gehalten wird, wird das Potential P„ des Werkstücks auf dem Schutzpotential innerhalb der Grenzen von PA +otgehalten, während bei strömendem Elektrolyten der Wert, bei dem das Werkstück entpolarisiert ist, ansteigt. So erreicht das Potential des Werkstücks, nachdem die Klemmenspannung V_n _ den oberen Grenzwert H erreicht hat und demzufolge der Strom I₁ umgeschaltet worden ist, den unteren Grenzwert L innerhalb einer kürzeren Zeitspanne als bei einem ruhenden Elektroly-

909 8 4 2.,/1.3 A 5

ten. Aus diesem Grunde wird die Zeit, während derer der Strom I₁ fließt, in einem strömenden Elektrolyten verkürzt, während der Prozentsatz der Zeit, während derer der Strom I₂ fließt, ansteigt, so daß mehr Strom fließt als bei ruhendem Elektrolyten, während das Potential des vor Korrosion zu schützenden Werkstücks C in den Grenzen von P^ +dtgehalten wird.

Gewöhnlich kann der Korrosionsschutz metallischer Gegenstände, wie beispielsweise des Werkstücks C, dadurch verbessert werden, daß das Potential des zu schützenden Gegenstandes auf einem um 0,2 bis 0,3 Volt geringeren Wert als das natürliche Potential PtJ des Gegenstandes in einem Elektrolyten W gehalten wird„ Wenn aomit das Schutzpotential PX des gegen Korrosion zu schützenden Gegenstandes C durch die Vorrichtung nach Fig, 7 bei P^J - 0,25 liegt und oC kleiner ist als 0,05, dann kann das Potential P~ des Gegenstandes C im Bereich (P^ - 0,3)<P_c7(Pq - 0,2) eingestellt werden.

In Tabelle I sind die Ergebnisse von Versuchen zusammengestellt, die mit einer Vorrichtung der zuvor beschriebenen Art durchgeführt wurden, und zwar an Versuchsstücken

2 aus weichen Stahlplatten einer Größe von 0,6 m , die in 70 einer wäßrigen 3-#igen Natriumchloridlösung eingetaucht waren, Die Versuche wurden durchgeführt, um die Wirkung der Strömungsbedingungen auf den Strom und auf das Potential an

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einem "bestimmten Punkt der Stahlplatte zu ermitteln,

Tabelle I

Zustand des Elek	I1 = 0,10 A Durchschnitt liche Zeit in Sekunden	I2 » 0,53 A Durchschnitt liche Zeit in Sekunden	Potential an einem Punkt der Stahlplatte (bezogen auf eine gesättigte Kalomel-Elektrode)	0,865 0,870
trolyten	16,0 2,5	2,7 2,7	Jäin.pot.(V) Max.pot. (V)
Statisch Strömend	0,845 0,850

Das Potential des weichen Stahls in der 3-^igen wäßrigen Natriumchloridlösung betrug 0,6 Volt, (bezogen auf eine gesättigte Kalomel-Elektrode). Das Potential der unter Spannung stehenden Platinanode betrug 1,2 V (bezogen auf eine gesättigte Kalomel-Elektrode) und der Arbeitsstrom lag bei I₁ a 0,10 A bzw. I₂ = 0,53 A. Bei diesem Versuch lag der untere Grenzwert V' bei 2,60 V, der obere Grenzwert

EIC

'' bei 3,08 V und der Widerstand

c* C

zwischen Anode A und Werkstück C bei 1,8 0hm. Der Punkt, an dem das Potential bestimmt wurde, war derjenige Punkt der Stahlplatte, der ein durchschnittliches Potential besaß. Die Strömung des Elektrolyten wurde duz-ch Zirkulation des Elektrolyten bei konstanter Strömungsgeschwindigkeit unter Zuhilfenahme einer Zentrifugalpumpe erreichte Bei den Meßwerten handelt es sich um Durchschnittswerte im stabilisierten Zustand, nachdem die Versuchsstücke sowohl unter statischen als auch unter Strömungsbedingungen etwa eine Stunde lang gehalten wurdenc

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Vt-

Wie sich aus Tabelle I ergibt, ist die für eine Polarisation des gegen Korrosion zu schützenden Werkstücks G erforderliche Zeit nicht von der Strömungsbedingung abhängig, doch war die Geschwindigkeit, in der es entpolarisiert war, im Strönmngszustand sehr hoch im Vergleich zum statischen Zustand. Unter Versuchsbedingungen floß der Strom Ip 14,4$ der Zeiteinheit im statischen Zustand und 51,9$ im StrömungBZUstand. Die Potentiale differierten in Abhängigkeit vom statischen bzw. Strömungszustand leicht. Dies erklärt sich daraus, daß sich die Potentialverteilung bei weichem Stahl in Abhängigkeit von den Strömungsbedingungen ändert, wobei das Potential im Strömungszustand dicht bc-i der Anode konzentriert war. So bev/eisen die in Tabelle I wiedergegebenen Versuchsergebnisse, daß die Vorrichtung nach Pig. 7 geeignet ist, einen automatischen Schutz gegen elektrochemische Korrosion zu gewähren.

Während die Vorrichtung nach Fig. 7 mit Kontakten arbeitet, da ein kleines elektromagnetisches Relais im Umschaltmechanismus des Meßrelais M sowie ein elektromagnetisches Relais R zum Umschalten des Schutzstroms zwischen den Grenzwerten benutzt wird, kann auch eine kontaktlose Vorrichtung benutzt v/erden, wie sie beispielsweise in Fi.fr.8 dargestellt ist. Fig₀ 8 zeigt einen kontaktlosen Meßrelais-Stromkreiß, der anstelle des Kontaktes H¹ in Fig. 7 Silizium-Gleichrichter betätigt. Der Stromkreis nach Fig. 8 ent-

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ir

hält einen Fototransistor P. , wobei die Lichtstrahlen von einem Lichtprojektor durch eine mit einem beweglichen Zeiger K verbundene Sperrplatte K¹ unterbrochen werden. Dadurch fließt ein Minutenstrom durch den Fototransistorkreis, der im Gleichgewicht gehalten wird, wobei der Strom durch einen Transistorverstärker T verstärkt wird. Auf diese Weise ergibt sich ein hinreichend starker Strom bzw. eine ausreichende Spannung, um den Siliziumgleichrichter zu öffnen oder zu schließen₀

In dieser Weise kann eine automatische Korrosionsschutz-Vorrichtung des kontaktfreien Typs durch Verwendung eines kontaktlosen Meßrelais mit zwei Grenzwerten, wie sie weiter oben im Zusammenhang mit dem Meßrelais M beschrieben wurden, sowie mit einem elektromagnetischen Relais R und einer Gleichstromquelle E^ der Vorrichtung nach Figc 7 ausgestattet sein, wobei der Kontakt R¹ des Relais R durch einen Silizium-Gleichrichter der in Fig„ 9 gezeichneten Art ersetzt wirdo Dabei liegt die Ausgangsspannung, die beim Durchgang des Zeigers durch den unteren Grenzwert des kontaktlosen Meßrelais anfällt, an den Eingangsklemmen des Siliziumgleichrichters an, während die Ausgangsspannung, die sich beim Durchgang des Zeigers durch den oberen Grenzwert dea Relais ergibt, an den rückwärtigen Eingangsklemmen liegt. Die Arbeitsweise dieser kontakblosen Korrosionsschutz-Vorrichtung und die mit ihr erzielte Wirkung entsprechen genau

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derjenigen der in Fig. 7 gezeichneten Vorrichtung. Als Steu erorgan für die Korrosionsschutz-Vorrichtung ist das Meßrelais außerordentlich gut geeignet, weil es billig und geeignet ist, gleichzeitig mit der Steuerung eine entsprechen de Anzeige zu geben. Andere Steuermittel sind jedoch nicht geeignet, wenn sie als Relais bei den beiden gegebenen Span nungspunkten fungieren, Die Vorrichtung nach Fig„ 7 kann auch für den Fall benutzt werden, daß die Elektroden A und G aberregt sind und der Arbeitsstrom gegen null geht, während die Klemmenspannung den Wert V'' bei einem konstanten Strom Ip erreicht» In diesem Falle ist jedoch der Spannungs regler r überflüssig, so daß die Schaltung in der Weise erfolgt, daß der Ausgangsstrom des Gleichrichters R- direkt durch den Kontakt R¹ ein- und ausgeschaltet werden kann. So mit erfolgt die Schaltung in der Weise, daß der Strom vollständig unterbrochen werden kann, wenn der Kontakt R¹ des Relais R offen ist, Wenn die Vorrichtung nach Fig. 7 derartig abgewandelt ist, dann arbeitet sie folgendermaßen:

Zunächst wird der untere Grenzwert L des Meßrelais M auf P! - PA - 2 -JL und der obere Grenzwert H auf P! - PA + Ip'Rc + "L eingestellt. Der Strom I« wird auf einen konstanten Wert oberhalb des Schutzstroms für einen mit hoher Geschwindigkeit strömenden Elektrolyten eingestellt. Bei Beginn des Korrosionsschutzes werden die Schalter S^ und SS geschlossen; die Spannung V_„ zwischen dem Werkstück

1 ei O

C und der Anode A wird bei einem Punkt unterhalb des unte-

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ren Grenzwertes L des Meßrelais M angezeigt, weil in diesem Zustand das Potential P„ des-Werkstücks C grb'I3er ist als das vorgegebene Schutzpotential PA₁, während das Potential Pg der Anode A geringer ist als das Potential Pj , das sich bei Beginn des Stromflusses einstellt. Demzufolge schließt daa Relais L¹ für den unteren Grenzwert im Meßrelais den Kontakt Li und schaltet das Relais R ein, wobei das Relais umgeschaltet bleibt und der Elektrode /. und dem ™ Werkstück G eine konstante Spannung aufgedrückt wird. Die Klemmenspannung V , zwischen den Elektroden A und G beträgt zu diesem Zeitpunkt V_ac = Pj[ - P₀ H- I₂.R₅₀ Sobald die Klemmenspannung V den Wert Pj — PA - I?*^S ⁺ erreicht, v/ird der Kontakt Hi- des Relais H¹ für den oberen Grenzwert auf den Kontakt IU umgeschaltet. Auf diese Weise wird das Relais R abgeschaltet, so daß der Stromkreis geöffnet v/ird und der Strom I« auf null zurückgeht. Das Potential P„ des Werkstücks C beträgt unmittelbar vor der Verringerung des Stroms I₂ auf null P_ß - <- , während die Klemmenspannung V_ac unmittelbar nach der Verringerung des Stroms I₂ auf null ^Vac - ¹A - ^PC +* beträgt.

Y.'enn kein Strom fließt, füllt das Potential P,₍ der Anode A ab, während das Potential P_n des Y/erkstücks C ansteigt und die Klemmenspannung V gegen P ~ PΛ - 2 -X- geht. Mit anderen Worten, das Potential des Y/erkstücks C steigt so lange an, bis es im wesentlichen den Wert PA H <L erreicht. Wenn die Klemmenspannung V_„ bis auf P, - PA - 2 < cbfMllt,

c.C s- Kj

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schließt das auf den obigen Spannungswert eingestellte Relais L¹ für den unteren Grenzwert im Meßrelais M den Kontakt Li und schaltet das Relais R ein, wodurch der Strom zu fließen beginnt. Das Potential 1> des Werkstücks 0 beginnt nun abzufallen, während die Klemmenspannung V an-

GlO

steigt. Sobald die Klemmenspannung den Wert V = P1 - PA + Ip⁰Ro + °C erreicht, wird der Strom I_? durch Umschalten des Relais H' für den oberen Grenzwert auf null verringert.

Duroh Wiederholung der vorstehenden Verfahrensschritte wird das Potential P- des Werkstücks im wesentlichen im Bereich von (PA. + oC ) ;r P_c y (PA. - <%. ) gehalten. Bei strömendem Elektrolyten W erfordert der durch den Strom Jp verursachte Spannungsabfall des Werkstücks O mehr Zeit als bei ruhendem Elektrolyten, so daß demzufolge auch die für das Ansteigen der Klemmenspannung V„„ auf den oberen Grenzwert P^ - PA. + l2^>Rg + X verlängert wird. Sobald die Klemmenspannung V den oberen Grenzwert erreicht hat und kein Strom mehr fließt, geht die Polarisation der Anode Λ und des Werkstücks C schneller verloren als bei ruhendem oder statischem Elektrolyten W, wobei der untere Grenzwert in einer kürzeren Zeitspanne erreicht wird. Das bedeutet, daß die Arbeitszeit des Stroms Ip anwächst und seine "Ruhezeit" im Vergleich zu einem nahenden Elektrolyten verkürzt wird. Während bei strömendem Elektrolyten mehr Strom fließt, verhält sich der Stromfluß entsprechend dem oberen und dem

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unteren Grenzwert der Klemmenspannung V in derselben Weise wie bei einem ruhenden Elektrolyten W. So wird unabhängig von den Änderungen der Strömungsbedingungen des Elektrolyten das Potential P₀ des Werkstücks C im wesentlichen im Bereich von (P^ + <X_ ) -'Pq ;* (Pq ~"Ό gehalten.

In Tabelle II sind die Ergebnisse von Korrosionsschutz-Versuchen aufgeführt, die an Platten aus weichem Stahl einer Größe von 0,6 ni durchgeführt wurden. Die Probestücke waren in 70 1 einer wäßrigen 3-5^igen Natriumchloridlösung eingetaucht} im übrigen wurde eine Versuchseinrichtung der zuvor beschriebenen Art unter Verwendung einer Platinanode benutzt. Die Versuchsergebnisse geben die Auswirkungen der Strömungsbedingungen auf den Strom und das Potential -an einem Punkt der Stahlplatte wieder.

	I β 0,7 A Zeit in	Tabelle	II	Max.pot. in V
Zustand des Elek	Sekunden	I = O Zeit in		0,895 0,875
trolyten	30 24	Sekunden	Potential in einem Punkt der Stahlplatte (bezogen auf eine gesättigte Kalomel-Elektrode)
Statisch Strömend	180 12	Min.pot. in V
	0,815 0,850

Bei dem vorstehenden Versuch besaß die Spannung zwischen der Anode A und dem Werkstück G einen geringeren Grenzwert V' von 1,97 V und einen oberen Grenzwert von Vl' von 3,35 V, wobei der Strom I₀ 0,70 A betrug. Der Wi-

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derstand R_g zwischen Anode A und Werkstück C lag bei 1,8 Ohm. Die Meßpunkte für die Spannung waren die Punkte, an denen sich Durchschnittspotentiale der weichen Stahlplatte ergaben. Aus TabelLe II ergibt sich eine gewisse Diskrepanz zwischen den Potentialen der beiden Zustände. Dies liegt daran, daß die Potent Laiverteilung sich mit den Strömungsbedingungen ändert und das Potential dahin tendiert, sich bei Strömung nahe an der Anode zu konzentrieren, sowie daran, daß die betreffenden Geschwindigkeiten, mit denen die Anode A und die weiche Stahlplatte C ihre Polarisation verloren, unterschiedlich waren,,

Das Potential der unter Spannung stehenden Platinanode A betrug 1,2 V (bezogen auf eine gesättigte Kalomelelektrode) ₃ Da das Korrosionsschutz-Potential der weichen Stahlplatte G bei 0,8 bis 0,9 V (bezogen auf eine gesättigte Kalomel-Elektrode) liegt, liegen die in Tabelle II wiedergegebenen Potentiale zufriedenstellend innerhalb des vorstehenden Bereichs» Wie sich des weiteren aus Tabelle II ergibt, wird die für eine Polarisation erforderliche Zeit durch den Zustand des Elektrolyten nicht beeinflußt, wohl aber die Geschwindigkeit, mit der die Polarisation im Strömungszustand verlorengeht. Im Strömungszustand beträgt der aufgegebene Strom etwa das Fünffache des Stroms bei ruhendem Elektrolyten. Bei dem vorstehenden Versuch wurde der Strömungszustand durch Zirkulation der Lösung unter Verwendung einer Zentrifugalpumpe erreicht, wobei eine konstante

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Strömungsgeschwindigkeit eingestellt wurde. Die Meßwerte stellen Durchschnittswerte dar,-die nach Einstellen eines konstanten und stabilen Zustandes gefunden wurden. Aus den in Tabelle II wiedergegebenen Versuchsergebnissen ist zu entnehmen, daß auch die abgewandelte Vorrichtung dazu benutzt werden kann, einen angemessenen automatischen Schutz gegen elektrochemische Korrosion zu erzielen. >

Wie bereits erwähnt, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein vereinfachtes automatisches Verfahren zum Schutz gegen elektrochemische Korrosion, welches darin besteht, den Potentialunterschied zwischen einen unlöslichen und als Anode geschalteten Iüet allkör per und einem gegen Korrosion zu schützenden Gegenstand ?u messen, der der Anode gegenüber in einem Elektrolyten angeordnet ist, ^owie einen Gleichstromfluß von der Anode zu dem Gegenstand in der Weise zu erzeugen, daß der erwäluite Potentialunterschied einen vorgegebenen Wert erreicht, der einem Bereich eines Schutz- f potentials für den Gegenstand entspricht, wobei das Schutzpotential innerhalb vorgegebener Grenzen gehalten wird, so daß das Potential des gegen Korrosion zu schützenden Gegenstandes in den Grenzen des Schutzpotentials ständig gehalten und auf diese Weise der Korrosionsschutz ohne Verwendung einer Standardelektrode od_tdgl_t absolut zufriedenstellend verbessert werden kann.

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Claims (1)

1. Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha, No. 10, Marunouchi 2-chome, Chiyoda-ku, Tokio, Japan

   Patentansprüche;

   1. Verfahren zum Sohutz von metallischen, mit einem Elektro-Iyten in Berührung stehenden Gegenständen gegen Korrosion, dadurch gekennzeichnet, daß eine unlösliche Fremdstromanode im Abstand zu dem Gegenstand als Kathode in den Elektrolyten eintaucht, ein ungerichteter Strom von der Anode durch den Elektrolyten zum Gegenstand fließt und der Stromfluß so gesteuert wird, daß der Potentialunterschied zwischen Anode und Gegenstand sowie der Spannungsabfall über dem Widerstand einschließlich dem Spannungsabfall über dem Elektrolytwiderstand zwischen der Anode und dem Gegenstand innerhalb eines vorgegebenen begrenzten Strombereichs gehalten wird, der von dem Potential des Gegenstandes abhängt, bei dem der Gegenstand gegen Korrosion geschützt ist.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Stromfluß konstant gehalten wird.

   β Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom in Abhängigkeit von der

   9 0 9 8 k 2 I 1 3 U 5 _{ßAD ORI0!NAL}

   Änderung des Potentialunterschiedes und des Spannungsabfalles so variiert wird, daß der Potentialunterschied und der Spannungsabfall über dem Widerstand in Richtung auf einen vorgegebenen Wert wiederhergestellt wird.

   4ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Potentialunterschied zwischen der Anode und dem Gegenstand begrenzt wird und bei einer Abweichung des Potentialunterschieds vom festgelegten Potential der Stromfluß oo variiert wird, daß der Potentialunterschied sich in Richtung auf den vorgegebenen Wert änderte

   ο Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet j daß der Potentialunterschied zwischen Anode und Gegenstand begrenzt ist und in Abhängigkeit von einem Abfall des Potentialunterschiedes unter den vorgegebenen Wert der Strom bei dem konstanten Wert eingeschaltet wird.

   6c Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß in Abhängigkeit vom Ansteigen des Potentialunterschiedes über einen bestimmten Wert der Strom bei einem bestimmten konstanten Wert eingeschaltet wird»

   ο Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß in Abhängigkeit von einer Steigerung des Potentialunterschiedes über einen bestimmten vorgegebenen Wert der Stromfluß zwischen Anode und Gegenstand

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   unterbrochen wird.

   8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von einem Abfall des Potentialunterschiedes unter den vorgegebenen Wert ein Stromfluß bei einem konstanten Wert eingeschaltet wird, daß in Abhängigkeit von einem Anstieg der Pofcentialdiffe-

   fc renz auf den vorgegebenen Wert der aufgegebene Strom bei seinem vorgegebenen Wert unterbrochen und daß in Abhängigkeit zu einem Anstieg der Potentialdifferenz über ihren angegebenen Wert und über einen zweiten und höher liegenden vorgegebenen Wert ein Stromfluß von der Anode zum Gegenstand mit einem konstanten Wert, der geringer ist als der obige konstante Wert, eingeschaltet wird.

   9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Stromquelle mit angerichtetem Potential, Leitungen vom Gegenstand zur negativen Klemme der Spannungsquelle, eine unlösliche und im Abstand vom zu schützenden Gegenstand in einen Elektrolyten eintauchende Anode, die mit der positiven Klemme der Spannungsquelle verbunden ist, eine Meßeinrichtung zum Messen des Potentialunterschiedes zwischen Anode und Gegenstand und des Widerstands-Spannungsabfalls einschließlich des Spannungsabfalls über dem Widerstand zwischen Anode und Gegenstand sowie durch eine in Abhängigkeit von dem gemessenen Potentialunterschied und dem

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   Spannungsabfall arbeitende Steuereinrichtung für den Stromfluß von der Anode zum Gegenstand, die dazu dient, den Potentialunterschied und den Spannungsabfall innerhalb vorgegebener Grenzen entsprechend dem Potential eines Gegenstandes, der gegen Korrosion geschützt ist, zu halten.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 9> gekennzeichnet durch eine von der Meßeinrichtung betätigte Einschalt- vorrichtung, die in Abhängigkeit zu einem Abfall des Potentialunterschiedes unter einen vorgegebenen Y/ert einen Stromfluß bei einem konstanten Y/ert einschaltet und wieder ausschaltet, wenn der Potentialunterschied seinen vorgegebenen Wert erreicht.

   11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch von der Meßeinrichtung betätigte Schaltmittel, die in Abhängigkeit von dem den vorgegebenen ;jowie einen zweiten, höher liegenden vorgegebenen Wert übersteigenden Potentialunterschied einen Stromfluß von der Anode zum Ge- ' genstand bei einem anderen konstanten Wert einschalten, der kleiner ist als der erste konstante Wert.

   BAD

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