DE1521873B2

DE1521873B2 - Verfahren und vorrichtung zum schutz von metallischen mit einemelektrolyten in beruehrung stehenden gegenstaenden gegen korrosion

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Publication number: DE1521873B2
Application number: DE19661521873
Authority: DE
Priority date: 1965-03-30
Filing date: 1966-03-29
Publication date: 1971-07-01
Also published as: NL6604146A; DE1521873A1; NL140904B; GB1146501A; US3477931A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und findungsgemäße Regelung der Differenz Vac — IRs eine Vorrichtung zum Schutz eines metallischen, mit auf einen konstanten Wert auch die durch Änderuneinem Elektrolyten in Berührung stehenden Gegen- gen der Elektrodenpolarisation auftretenden Schwanstands gegen Korrosion durch Eintauchen einer un- kungen des Stromes berücksichtigt, so daß die obigen löslichen Fremdanode im Abstand zu dem Gegenstand 5 Störfaktoren keinen Einfluß auf den kathodischen in den Elektrolyten und Aufrechterhalten eines Strom- Schutz ausüben.

flusses von der Anode zu dem Gegenstand, wobei die Nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfin-

Spannung konstant gehalten wird. dung wird die Differenz der Spannung zwischen Anode

Aus der USA.-Patentschrift 3 061 773 ist ein und Gegenstand und der Spannungsabfall zwischen System zum elektrolytischen Korrosionsschutz be- ίο den Elektroden konstant gehalten, indem intermittiekannt, das aus einem Stromkreis besteht, in dem in rend ein konstanter Strom oder abwechselnd Ströme Serie mit dem zu schützenden Gegenstand eine un- mit jeweils unterschiedlichen Stromstärken auf die lösliche Anode und eine Spannungsquelle geschaltet Elektroden gegeben werden. Sobald das Potential des sind. Zusätzlich ist eine Regelung vorhanden, mit Gegenstandes unter den Wert des Schutzpotentials deren Hilfe eine konstante Spannung zwischen Anode 15 absinkt, wird zusätzlich ein konstanter Strom auf und Kathode eingestellt wird. Dabei wird jedoch den Schutzstromkreis gegeben, bis das ursprüngliche nicht berücksichtigt, daß der Polarisationswiderstand Potential wieder erreicht ist, worauf der Strom wieder der Kathode bzw. des zu schützenden Gegenstandes abgeschaltet wird. Im anderen Fall wird das Schutzzahlreichen Schwankungen unterworfen ist, wodurch potential innerhalb vorgegebener Grenzen zwischen ebenfalls der Strom zwischen Anode und Kathode 20 einem Maximum und einem Minimum gehalten, so schwankt, so daß der für den Korrosionsschutz er- daß das Potential des gegen Korrosion zu schützenden forderliche Strom nicht zugeführt werden kann. Gegenstandes ständig in den Grenzen dieses Schutz-"

In der britischen Patentschrift 859 096 ist eine potentials liegt. Dies wird durch Zuführen von Strömen Vorrichtung zum kathodischen Korrosionsschutz dar- unterschiedlicher Stromstärke erreicht, wobei jedoch gestellt, die die Spannung zwischen Anode und Kathode 25 erfindungsgemäß bei beiden Verfahren der am Widermißt, wobei, sobald diese einen Maximal- oder Mini- stand Rs auftretende zusätzliche Spannungsabfall malwert erreicht hat, ein Regler angesteuert wird, kompensiert und damit die Differenz Yac — IRs durch den ein zusätzlicher Strom von der Anode zur konstant gehalten wird.

Kathode an- und ausgeschaltet wird, durch den die Erfindungsgemäß wird das Verfahren mit einer Vorspannung zwischen den beiden Extremwerten ge- 3° richtung durchgeführt, die aus einer Meßeinrichtung halten wird. Auch bei dieser Vorrichtung wird nur zum Messen des Potentialunterschiedes zwischen die Spannung zwischen Anode und Kathode gemessen Anode und Gegenstand sowie des Widerstandsund geregelt, so daß wiederum die Änderungen des Spannungs-Abfalls einschließlich des Spannungsabfalls Polarisationswiderstandes des Gegenstandes und damit über dem Widerstand zwischen Anode und Gegenauch des Stromes unberücksichtigt bleiben und sich 35 stand, einem Schutzstromkreis mit einem Transforauch in diesem Falle ein mangelhafter Korrosions- mator, der mit einem Gleichrichter verbunden ist, schutz ergibt. und einen mit dem Gleichrichter verbundenen Poten-

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, tialstromkreis besteht.

ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Korrosions- Die vorliegende Erfindung stellt ein vereinfachtes

schutz von metallischen, mit einem Elektrolyten in 4° automatisches Verfahren dar, mit dem ein Gegen-

Berührung stehenden Gegenständen zu schaffen, die stand sicher unabhängig von Änderungen des Elektro-

die obigen Nachteile bekannter Verfahren und Vor- lyten oder des Eigenpotentials durch Aufrechterhalten

richtungen nicht besitzen und es ermöglichen, das eines konstanten Schutzpotentials gegen Korrosion

Potential der Kathode bzw. des Gegenstandes auf geschützt wird.

einem konstanten Wert, d. h. auf dem Schutzpotential, 45 Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in

zu halten, und dies unabhängig vom Zustand des der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen

Elektrolyten und der Änderung des Polarisations- näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Widerstandes sowie des Potentials des Gegenstands. F i g. 1 ein Prinzipschaltbild einer erfindungsge-

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß mäßen Vorrichtung,

durch Steuerung des Stromflusses die Differenz der 5° F i g. 2 einen Schaltplan einer erfindungsgemäßen

Spannung zwischen Anode und Gegenstand und der Vorrichtung,

Spannungsabfall V_ac — IRs zwischen den Elektroden F i g. 3 einen Schaltplan einer weiteren erfindungskonstant gehalten wird, wobei V_ac die Spannung gemäßen Vorrichtung,

zwischen Anode und Kathode, / der im Stromkreis F i g. 4 einen Aufbau eines kontaktlosen Meßfließende Strom und Rs der Gesamtwiderstand der 55 relais gemäß F i g. 3 und

Leitungen und der Elektrolyten im Stromkreis be- F i g. 5 einen Anschlußplan des gesteuerten SiIi-

deuten. ciumgleichrichters als Ersatz für den Kontakt R' des

Um eine solche Steuerung zu erreichen, ist es ledig- Relais R in F i g. 3.

lieh erforderlich, die Potentialdifferenz zwischen Anode Bei der in F i g. 1 dargestellten erfindungsgemäßen

und Kathode zu messen und den durch die Anode 60 Schaltung liegen eine Anode A und ein gegen Korro-

zum Gegenstand fließenden Strom / entsprechend sion zu schützender Gegenstand C, beide aus Metall,

zu regeln. Da beim kathodischen Schutz eines Ge- in einem homogenen Elektrolyten W, wobei eine

genstandes dessen Polarisationswiderstand zahlreichen Spannung E zwischen der Anode A und dem als

Schwankungen unterworfen ist, die beispielsweise bei Kathode geschalteten Gegenstand C liegt, die von

einem Schiffsrumpf durch den schlechten Zustand 65 einer Gleichstromquelle E₀ mit einem inneren Wider-

des Anstrichs, insbesondere durch abblätternde Farbe, stand R₁ herrührt.

verursacht werden und außerdem beim Ablaufen und Wenn die Potentiale der Anode A und der Kathode C

Anhalten des Schiffes auftreten, werden durch die er- Pa bzw. Pc betragen, wobei die Potentiale der Summe

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aus dem natürlichen und dem Polarisationspotential Die Spannung F₀₀ zwischen Anode und Gegenstand

entsprechen, fließt ein Strom / bei einer Klemmen- wird durch ein Voltmeter V₁ angezeigt, während die

spannung V_ac zwischen den Klemmen α und c. Der zur Kompensation des Spannungsabf alls / · Rs am

Gesamtwiderstand der Leitungen und des Elektro- Widerstand Rs erzeugte Gegenspannung durch ein lyten im Stromkreis a-A-C-c beträgt Rs, so daß sich 5 Voltmeter V₂ angezeigt wird.

die Klemmenspannung V_ac zwischen den Klemmen α Bei der in F i g. 2 dargestellten Schaltung wird die

und c aus folgender Gleichung ergibt: Spannungsquelle 18 auf den Potentialunterschied zwi-

Y _ p_Tjy—p_p\TD (i\ sehen dem Anodenpotential (auf Basis einer gesättigten

vac £„ i.-Äi r_A rc-ti-^s. \i) Kalomelelektrode) und dem Schutzpotential des

Demnach ist das Potential Pc des Gegenstands C io Gegenstands eingestellt. Wenn beispielsweise ein

_p ₌ y — ρ — I- R (2) weicher Stahl unter Verwendung einer platinplattierten

° ^ac ' Titanplatte als Anode gegen Korrosion geschützt

In Gleichung (2) stellt der Widerstand Rs eine werden soll, ist das Anodenpotential Pa 1,2 Volt (in

Konstante dar, die abhängig ist von der Form, den bezug auf eine gesättigte Kalomel-Elektrode) und das

Abmessungen und der gegenseitigen Lage der Anode A 15 Schutzpotential des Gegenstands —0,8 V (bezogen auf

und der Kathode C sowie vom spezifischen Wider- eine gesättigte Kalomel-Elektrode), so daß die an der

stand des Elektrolyten. Demnach ergibt sich, daß das Spannungsquelle 18 wirkende Spannung 1,2 — (—0,8)

Kathodenpotential Pc durch Steuerung der Span- = 2,0 Volt beträgt. Nun wird ein Schalter SW₂ für

nung Vac zwischen Anode und Kathode, des Anoden- die Erzeugung einer Spannung / · Rs, die der Kom-

potentials Pa und des Stroms / oder, in anderen 20 pensation des vom Widerstand Rs des Elektrolyten

Worten, durch Steuerung des Spannungsabf alls /· Rs zwischen Gegenstand 13 und Anode 14 abhängigen

zwischen Anode und Kathode eingeteilt werden kann. Spannungsabfalls dient, geschlossen und der Schutz-

Durch Versuche mit der erfindungsgemäßen Vor- strom / durch ein Amperemeter A sowie die Spannung richtung wurde festgestellt, daß bei Verwendung un- zwischen Gegenstand und Anode durch ein Voltmeter löslicher Elektroden aus Edelmetallen wie beispiels- 25 V₁ sowie die durch den Potentialkreis erzeugte Gegenweise Platin und Platinlegierungen, magnetisches spannung durch das Voltmeter V₂ gemessen. Der Eisenoxyd, Blei-Silber-Legierungen, platinplattiertes Regelwiderstand des. Potentialkreises wird so einge-Titanblech u. dgl. als Anode das Anodenpotential Pa stellt, daß V_ac — I · Rs = 2,0 V innerhalb des erunabhängig von der Anodenstromdichte durch Aus- wartenden Schutzstrombereiches gehalten werden kann, wahl geeigneter Oberflächengrößen für die unlösliche 30 Durch diese Maßnahme sind die Regelbedingungen Elektrode konstant gehalten werden kann. des Potentialkreises 17 und der Spannungsquelle 18

Demnach ist es möglich, wenn die Steuerung so bestimmt. Demzufolge beträgt die Eingangsspannung

erfolgt, daß die Differenz zwischen der Spannung V_ac des Spannungsverstärkers 19

zwischen Anode und Kathode und dem Spannungs- ^c ι/ iyp τ> \ ^ τ ό λ η η\

abfall / - Rs in Abhängigkeit vom Widerstand RsZ₅ ^ΔΕ ⁼ ^Vac ~ ^[(Pa ~ ^{Pc) + 1}' ^Rs] Γ ^{( }}

zwischen den Elektroden, d.h. (Vac — /· Rs), kon- Daraus ergibt sich, daß z. B. bei einer Änderung des

stant gehalten wird, das Potential Pc der Kathode C Potentials Pc, wodurch AE ± 0 wird, der Strom der-

bzw. des Gegenstandes zum Zwecke des Korrosions- art gesteuert werden muß, daß die Bedingung AE = 0

Schutzes gleichzeitig auf einem konstanten Wert, wieder erfüllt ist und der Gegenstand sein konstantes

d. h. auf dem Schutzpotential, zu halten. 40 Schutzpotential behält.

Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Bei einer anderen Ausführung der Erfindung sind Verfahrens geeignete Schaltung ist in F i g. 2 dar- zwei Grenzwerte für den für einen wirksamen Korrogestellt. Sie besteht aus einem Transformator 11 mit sionsschutz erforderlichen Strom vorgegeben.
Schiebe- bzw. Drehwiderstand zur Einstellung der Zunächst wird die obere Grenze I₁ und die untere Spannung, einem Gleichrichter 12 mit einzelnen ge- 45 Grenze I₂ für den Bereich des Schutzstromes eingesteuerten Siliziumgleichrichtern (SCR). Der gegen stellt, der erforderlich ist, einen wirksamen Korro-Korrosion zu schützende Gegenstand 13 taucht in sionsschutz eines Gegenstandes C zu bewirken, der einen Elektrolyten, beispielsweise in Seewasser ein dauerhaft geschützt werden soll. Der untere Strom- und ebenfalls eine unlösliche, dem Gegenstand 13 grenzwert/i entspricht einem konstanten Stromwert gegenüberliegende Anode 14, wobei ein Strom von 50 unterhalb des auf den Gegenstand C zu schaltenden der Anode 14 zum Gegenstand 13 fließt. Schutzstroms, wenn sich der Gegenstand in ruhendem

Ein im Schutzstromkreis liegender kleiner Trans- Zustand in der Lösung befindet. Der obere Stromformator 15 mit einem dem Schutzstrom/ propor- grenzwert/₂ entspricht einem konstanten Stromwert tionalen Sekundärstrom ist über einen Silizium- oberhalb des Schutzstroms, der auf den Gegenstand C Brückengleichrichter 16 mit dem Potentialstromkreis 55 geschaltet werden muß, wenn sich dieser in einer stark 17 verbunden, der eine Gegenspannung zur Korn- bewegten Flüssigkeit befindet. Die unlösliche Metallpensation für die am Widerstand Rs zwischen dem anode A soll so ausgelegt sein, daß ein konstantes Gegenstand 13 und der Anode 14 abfallende Span- Anodenpotential Pa im Strombereich von I₁ —1₂ nung/Äs in Abhängigkeit vom Eingangsstrom des eingehalten wird. Wenn somit das Schutzpotential des Gleichrichters 16 erzeugt. Eine Gleichspannungs- 60 Gegenstandes C Pc beträgt, dann erreicht das Schutzquelle mit einem Regelwiderstand zur Einstellung potential in einem bestimmten Moment, wenn der einer bestimmten konstanten Spannung ist mit 18 Stromwert I₁ eingehalten wird, eine obere Grenze bezeichnet. Außerdem besitzt die Vorrichtung noch Pc + « des Schutzpotentials, das für einen dauereinen Miniatur-Spannungsverstärker 19 und einen haften Korrosionsschutz erforderlich ist, wobei die Sperrimpulsgenerator 20, der Sperrimpulse in Ab- 65 Klemmenspannung V'_ao zwischen Anode und Kathode hängigkeit von der Intensität der durch den Miniatur- in diesem Moment
Spannungsverstärker 19 verstärkten Gleichspannung
auf die steuerbaren Gleichrichter SCR gibt. . V'_ac = P_A — (Pc' + <x) + I₁- Rs (3)

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beträgt. Ebenso erreicht das Schutzpotential in dem ren Kontakt L₁ für den unteren Grenzwert des RelaisZ/

Moment, in dem der Strom den Wert I₂ erreicht, über einen Schalterkontakt S₁' des Schalters S₁ und

einen unteren Grenzwert Pc — « des Schutzpotentials, über ein elektromagnetisches Relais R verbunden ist.

das für einen dauerhaften Korrosionsschutz erforder- Der Kontakt L₁ ist mit dem Umschaltkontakt H₀ des

lieh ist. In der Annahme, daß die Klemmenspannung 5 Relais H' für den oberen Grenzwert über einen nor-

zwischen Anode und Kathode dann V_n beträgt, ist malerweise offenen Kontakt R" des Relais R verbun-

v" — ρ (P ' „\ _l τ π (A\ den. Bei dieser Schaltung beträgt der untere Grenz-

y_ac-r_A {rc ») + i,- K₃, W ^_{n L} _{dss Meßrelais} _Mf

wobei ix den Wert <x ^ 0 besitzt. Auf diese Weise y = ρ ' _ j> ' _i_ j . ^ _ _α

können die Klemmspannungen V'_ac und V"_az zwischen io °° ι s

Anode und Kathode bei den oberen und unteren sowie der obere Grenzwert H

Grenzwerten des Schutzpotentials, das für einen voll- V" = P ' — P ' A- I · R A- κ

ständigen und dauerhaften Korrosionsschutz erfor- ^{ac A} ° ^{2 s}

derlich ist, eingestellt werden. Nun wird, wenn die Nun werden die Schalter S₁ und S₁' geschlossen, das

Klemmenspannung V_ac zwischen Anode und Kathode 15 Relais R eingeschaltet und die Kontakte R' und R"

unter den unteren Grenzwert der Klemmenspannung geschlossen.

V'ac absinkt, während ein konstanter Strom I₁ von der Unter diesen Bedingungen ergibt sich ein Strom-Anode A zu dem zu schützenden Gegenstand C in wert I₂ des Spannungsreglers T₀, der größter ist als der einem Elektrolyten W fließt, ein konstanter Strom des Schutzstrom in einem sehr stark bewegten Elektrolyoberen Grenzwertes I₂ von der Anode A zu dem 20 ten. Dann wird der Kontakt R' geöffnet und ein schützenden Gegenstand C geleitet, wodurch das Strom I₁, der größer als der für das Konstanthalten Schutzpotential verringert wird. Wenn die Klemm- des Anodenpotentials Pa bei einem Wert Pa erforspannung Vac zwischen Anode und Kathode durch derliche Minimalstrom ist, wird durch den Gleichden Stromwert L bis auf den oberen Grenzwert V"_ac strom-Spannungsregler erzeugt, gebracht worden ist, fließt der Strom I₁ erneut, um das 25 Die Vorrichtung nach F i g. 3 arbeitet in der f olgen-Schutzpotential zu erhöhen, wobei sich diese Folge den Weise: Der Korrosionsschutz beginnt mit dem wiederholt. Somit kann das Kathodenpotential Pc Schließen der Schalter S₁ und S₁'. Dabei ist das Potenstabilisiert und innerhalb eines durch den oberen tial Pc des Werkstückes C größer als das vorgegebene Grenzwert Pc A- « und den unteren Grenzwert Schutzpotential Pc, so daß die Spannung V_ac zwischen Pc — oc des Schutzpotentials definierten Bereich 30 Werkstück C und Anode A dem unteren Grenzwert L gehalten werden. am Meßrelais M_r entspricht. Das Meßrelais zeigt dann

Die vorbeschiiebene Erfindung wird nun im ein- einen Spannungswert an, der kleiner ist als

zelnen an Hand des in F i g. 3 wiedergegebenen Schalt- p'_p'_/p_,v

bildes beschrieben. Eine 100-Volt- Wechselstrom- ^{1 s}

quelle Ea ist über einen Schalter S₁ mit einem Span- 35 Dementsprechend schließt der Umschaltkontakt L₀

nungsregler T₀, der aus einem Spartransformator T₁ des Relais L' für den unteren Grenzwert im Meßrelais

und einem Transformator T₂ besteht, sowie über einen M_r den unteren Kontakt L₁ (wie eingezeichnet), wobei

Selen-Brückengleichrichter Rf und einem Spannungs- das Relais R eingeschaltet und die Kontakte R' und R"

regler r mit einem normalerweise offenen Kontakt J?' geschlossen werden. Nach dem Schließen des Kon-

eines elektromagnetischen Relais R sowie über ein 40 takts R" schließt der Umschaltkontakt H₀ des Re-

Amperemeter A_m an die Anode A aus unlöslichem lais H' für den oberen Grenzwert den unteren Kontakt

Metall angeschlossen, die einem gegen Korrosion zu H₁, so daß das Relais R gehalten wird. Beim Schließen

schützenden Gegenstand C in einem Elektrolyten W des Kontaktes R' wird eine konstante Spannung

gegenüberliegt. Die Anode A und der Gegenstand C zwischen der Anode A und dem Werkstück C erzeugt,

liegen an den Eingangsklemmen eines Meßrelais M_r, 45 In diesem Falle kann der Widerstand Rs zwischen den

dessen Eingangsleistungsklemmen über den Schalter S₁ beiden Elektroden A und C als für diesen Elektrolyten

mit der Spannungsquelle Ea verbunden sind. konstant betrachtet werden, so daß ein im wesentlichen

Das Meßrelais M_r zeigt die Spannung zwischen der konstanter Strom I₂ zwischen den Elektroden A und C

Anode A und dem zu schützenden Gegenstand C an. fließt.

Wenn der Zeiger über den oberen Grenzwert H oder 50 Somit beträgt die Klemmenspannung V_ac zwischen den unteren Grenzwert L ausschlägt, erfolgt die Mes- den Elektroden A und C in diesem Moment sung durch das Relais H' für den obersten Grenzwert V=P'-P A-I-R oder durch das Relais L' für den unteren Grenzwert. ^ac ° ² Das Relais L' für den unteren Grenzwert schließt In dieser Gleichung sind das Anodenpotential P/ seinen unteren Kontakt L₁ (wie eingezeichnet), wenn 55 und der Spannungsabfall I₂ · Rs zwischen den Elekder Meßgerätzeiger unter den unteren Grenzwert L troden A und C konstant, während das Kathodenabfällt, und schließt seinen oberen Kontakt L₂, wenn potential Pc graduell abnimmt, mit dem Ergebnis, der Zeiger über den unteren Grenzwert L ansteigt. In daß die Klemmenspannung ständig ansteigt. Wenn ähnlicher Weise schließt das Relais H' für den oberen die ansteigende Klemmenspannung V_ac den unteren Grenzwert seinen unteren Kontakt H₁ (wie eingezeich- 60 Grenzwert L des Relais M_r übersteigt, schaltet der net), wenn der Meßgerätzeiger unter den oberen Kontakt L₀ des Relais L' vom Kontakt L₁ zum Kon-Grenzwert H abfällt, und schließt seinen oberen Kon- takt L₂ um. Da jedoch der Kontakt H₁ des Relais H' takt H₂, wenn der Zeiger über den oberen Grenz- für den oberen Grenzwert zu diesem Zeitpunkt noch wert H ansteigt. Der untere Kontakt H₁ des Relais H' geschlossen ist, wird das Relais R so lange gehalten, für den oberen Grenzwert und der UmschaltkontaktL₀' 65 bis die Klemmenspannung Vac weiter bis zum oberen des Relais L' für den unteren Grenzwert liegen am Grenzwert H ansteigt, bei dem der Kontakt H₀ des positiven Pol einer Gleichstromquelle E_D, während der Relais H vom Kontakt H₁ zum Kontakt H₂ umnegative Pol der Gleichstromquelle Ed mit dem unte- schaltet. Auf diese Weise wird das Relais R so lange

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gehalten, bis die Klemmenspannung V_ac den oberen Gewöhnlich kann der Korrosionsschutz metallischer

Grenzwert H erreicht, wobei der Strom I₂ während Gegenstände, wie beispielsweise des Werkstücks C, dieser Phase weiterfließt. dadurch verbessert werden, daß das Potential des zu

Der Fluß des Stroms I₂ wird in dem Moment unter- schützenden Gegenstandes auf einem um 0,2 bis brochen, in dem die Klemmenspannung V_ac den oberen 5 0,3 Volt geringeren Wert als das natürliche Potential Grenzwert H erreicht. Da jedoch der obere Grenz- Pc²* des Gegenstandes in einem Elektrolyten W gewert H der Spannung halten wird. Wenn somit das Schutzpotential Pc des y — P ' _ P > \ τ ρ Jl. * gegen Korrosion zu schützenden Gegenstandes C ac r_A STCfX₂ ^s τ « ^^ _dje Vorrichtung nach F i g. 3 bei P_C ^N - 0,25 ist, entspricht das Potential Pc des Werkstücks C un- io liegt und oc kleiner ist als 0,05, dann kann das Potenmittelbar nach der Unterbrechung des Stroms I₂ dem tial Pc des Gegenstandes C im Bereich
unteren Grenzwert des Schutzpotentials Pc — oc.

Wenn die Klemmenspannung den oberen Grenzwert H (P_C ^N — 0,3) < Pc > (Pc^N — 0,2)

erreicht, wird der Kontakt H₀' des Relais H' auf den
Kontakt H₂ umgeschaltet und das Relais R abgeschal- 15 eingestellt werden.

tet. Dadurch schaltet auch der Kontakt R! um, und . Während die Vorrichtung nach F i g. 3 mit Kontakder Strom wird von I₂ und I₁ geändert. Zu diesem Zeit- ten arbeitet, da kein kleines elektromagnetisches Relais punkt ist die Klemmenspannung ^: im Umschaltmechanismus des Meßrelais M_r sowie ein

elektromagnetisches Relais R zum Umschalten des

Vae = Pa — Pc + I₁ · Rs + oc. 20 Schutzstroms zwischen den Grenzwerten benutzt

wird, kann auch eine kontaktlose Vorrichtung benutzt

Von nun an wird durch den Strom I₁ das Potential Pa werden, wie sie beispielsweise in Fi g. 4 dargestellt ist. der Anode A auf dem Wert PÄ gehalten, während das F i g. 4 zeigt einen kontaktlosen Meßrelais-Stromkreis, PotentialPo des Werkstücks C graduell ansteigt, weil der an Stelle des KontaktesR' in Fig. 3 Siliziumdas Werkstück nicht polarisiert bleiben kann. Bei dem 25 gleichrichter betätigt. Der Stromkreis nach F i g. 4 nun fließenden Strom I₁ fällt die Klemmenspannung enthält einen Fototransistor iV, wobei die Licht- Vac so lange ab, bis sie den Wert strahlen von einem Lichtprojektor durch eine mit einem

beweglichen Zeiger K verbundene Sperrplatte K' unter-

Pa — Pc +I₁-Rs-Oc brochen werden. Dadurch fließt ein Minutenstrom

30 durch den Fototransistorkreis, der im Gleichgewicht

erreicht. Das heißt, das Potential des Werkstücks C gehalten wird und der Strom durch einen Transistorsteigt bis auf den oberen Grenzwert Pc' +. χ des verstärker T_T verstärkt wird. Auf diese Weise ergibt Schutzpotentials. Danach schließt der Kontakt L₀' sich ein hinreichend starker Strom bzw. eine ausdes Relais L' im Meßrelais M_r seinen unteren Kontakt reichende Spannung, um den Siliziumgleichrichter SCR L₁ und ändert den Strom von I₁ auf I₂. Sobald der 35 zu öffnen oder zu schließen.

Strom J₂ fließt, fällt das Potential des Werkstücks C, In dieser Weise kann eine automatische Korrosions-

wie oben bereits beschrieben, erneut ab, und die Klem- schutz-Vorrichtung des kontaktfreien Typs durch Vermenspannung V_ac beginnt anzusteigen. Oberhalb des wendung eines kontaktlosen Meßrelais mit zwei unteren Grenzwertes L wird der selbstregelnde Strom- Grenzwerten, wie sie weiter oben im Zusammenhang kreis wirksam, so daß der Strom I₂ so lange weiter- 40 mit dem Meßrelais M_r beschrieben wurden, sowie mit fließt, bis der obere Grenzwert H erreicht ist. Durch einem elektromagnetischen Relais R und einer Gleich-Wiederholung des obigen Vorgangs kann das Poten- stromquelle Ed der Vorrichtung nach F i g. 3 ausgetial Pc des Werkstücks C im Bereich des Schutz- " stattet sein, wobei der Kontakt R' des Relais R durch potentials . einen gesteuerten Siliziumgleichrichter der in F i g. 5

(p_c' _ _a) < p_c < (p_c'■_)_ _a) . 45 gezeichneten Art ersetzt wird. Dabei liegt die Ausgangs

spannung, die beim Durchgang des Zeigers durch den

gehalten werden. unteren Grenzwert des kontaktlosen Meßrelais an-

Während die voraufgehende Schilderung davon fällt, an den Eingangsklemmen des Siliziumgleichausgeht, daß der Elektrolyt W sich in ruhendem Zu- richters an, während die Ausgangsspannung, die sich stand befindet, ergibt sich keine Änderung für einen 5° beim Durchgang des Zeigers durch den oberen Grenzströmenden Elektrolyten W. Wenn der Elektrolyt W wert des Relais ergibt, an den rückwärtigen Eingangsruht, wird das Potential Pc des Werkstücks auf dem klemmen liegt. Die Arbeitsweise dieser kontaktlosen Schutzpotential innerhalb der Grenzen von Pc ± « Korrosionsschutzvorrichtung und die mit ihr erzielte gehalten, während bei strömenden Elektrolyten der Wirkung entsprechen genau derjenigen der in F i g. 3 Wert, bei dem das Werkstück entpolarisiert ist, an- 55 gezeichneten Vorrichtung. Als Steuerorgan für die steigt. So erreicht das Potential des Werkstücks, Korrosionsschutzvorrichtung ist das Meßrelais außernachdem die Klemmenspannung V_ac den oberen ordentlich gut geeignet, weil es billig ist und gleich-Grenzwert H erreicht hat und demzufolge der Strom I₁ zeitig mit der Steuerung eine entsprechende Anzeige umgeschaltet worden ist, den unteren Grenzwert!, gibt.

innerhalb einer kürzeren Zeitspanne als bei einem 60 Die Vorrichtung nach F i g. 3 kann auch für den ruhenden Elektrolyten. Aus diesem Grunde wird die Fall benutzt werden, daß die Elektroden A und C abZeit, während der der Strom I₁ fließt, in einem strömen- erregt sind und der Arbeitsstrom gegen Null geht, den Elektrolyten verkürzt, während der Prozentsatz während die Klemmenspannung den Wert V"_m bei der Zeit, während der der Strom I₂ fließt, ansteigt, so einem konstanten Strom I₂ erreicht,
daß mehr Strom fließt als bei ruhendem Elektrolyten, 65 Ist das Anodenpotential in einem bestimmten während das Potential des vor Korrosion zu schützen- Moment während der Phase, in der der Strom 7=0 den Werkstücks C in den Grenzen von Pc ± χ ge- ist, PÄ — β und das Potential des Gegenstandes C halten wird. Pc + oc, dann beträgt die Klemmenspannung V°_ac

Claims

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zwischen Anode und Kathode: Wenn kein Strom fließt, fällt das Potential Pa der

y_Q __ ,ρ , o\ /ρ ι _i_ \ /$\ Anode A ab, während das Potential Pc des Werk-

ae — \ λ P) \ c , ), ( ) stücks C ansteigt und die Klemmenspannung V_ac gegen

wobei Pa ein Anodenpotential bei der für das Konstanthalten des Anodenpotentials erforderliche Strom- 5 Pa — Pc — 2a
dichte ist und β > 0 ist. .

In den Gleichungen (4) und (5) liegt das Anoden- geht. Mit anderen Worten, das Potential des Werkpotential Pa bei einem konstanten Wert PÄ, so daß, stücks C steigt so lange an, bis.es im wesentlichen den wenn der Bereich der Potentialschwankungen in Wert Pc + « erreicht. Wenn die Klemmenspannung Abhängigkeit von der Aberregung des Potentials der io V_ac bis auf

Anödet und des Gegenstandes C gleich sind, dann p_A _ p_c' _ 2«

a =?= β ist und damit die Gleichung (5) folgende Form

annimmt: abfällt, schließt das auf den obigen Spannungswert

V°_c = P_A — Pc — 2tx. eingestellte Relais L' für den unteren Grenzwert im

15 Meßrelais M_r den Kontakt L₁ und schaltet das Rein diesem Falle ist der Spannungsregler überflüssig, lais R ein, wodurch der Strom I₂ zu fließen beginnt, so daß die Schaltung in der Weise erfolgt, daß der Das Potential Pc des Werkstücks C beginnt nun abzu-Ausgangsstrom des Gleichrichters Rf direkt durch den fallen, während die Klemmenspannung V_ac ansteigt. Kontakt R' ein- und ausgeschaltet werden kann. Sobald die Klemmenspannung den Wert
Somit erfolgt die Schaltung in der Weise, daß der Strom ao

vollständig unterbrochen wird, wenn der Kontakt R' V_ac = PÄ — Pc + /_g · i?s + «

des Relais R offen ist. Die derartig abgewandelte Vorrichtung nach F i g. 3 arbeitet folgendermaßen: erreicht, wird der Strom/₂ durch Umschalten des

Zunächst wird der untere Grenzwert L des Meß- Relais H' für den oberen Grenzwert abgeschaltet,
relais M_r auf * 25 Durch Wiederholung der vorstehenden Verfahrens-

p_A' — p_c' — 2 ot schritte wird das Potential Pc des Werkstücks im

wesentlichen im Bereich von
und der obere Grenzwert H auf

P_A> -P_c' _{+ h}._{Rs + a} _3o (Pc' + oc)>Pc> (Pc' - oc)

eingestellt. Der Strom I₂ wird auf einen konstanten gehalten. Bei strömendem Elektrolyten W erfordert

Wert oberhalb des Schutzstroms für einen mit hoher der durch den Strom I₂ verursachte Spannungsabfall

Geschwindigkeit strömenden Elektrolyten eingestellt. des Werkstücks C mehr Zeit als bei ruhendem Elektro-

Bei Beginn des Korrosionsschutzes werden die lyten, so daß demzufolge auch die Zeit für das An-

Schalter S₁ und S₁' geschlossen; die Spannung V_ac 35 steigen der Klemmenspannung V_ac auf den oberen

zwischen dem Werkstück C und der Anode A wird Grenzwert

bei einem Punkt unterhalb des unteren Grenzwertes L p_A p_c' _j_ / . Jj₅ _|_ _α

des Meßrelais M_r angezeigt, weil in diesem Zustand

das Potential Pc des Werkstücks C größer ist als das verlängert wird. Sobald die Klemmenspannung V_ac vorgegebene Schutzpotential Pc', während das Poten- 40 den oberen Grenzwert erreicht hat und kein Strom tial Pa der Anode A geringer ist als das Potential iV, mehr fließt, geht die Polarisation der Anode A und des das sich bei Beginn des Stromflusses einstellt. Dem- Werkstücks C schneller verloren als bei ruhendem oder zufolge schließt das Relais L' für den unteren Grenz- statischem Elektrolyten W, wobei der untere Grenzwert im Meßrelais den Kontakt L₁ und schaltet das wert in einer kürzeren Zeitspanne erreicht wird. Das Relais R ein, wobei das Relais umgeschaltet bleibt 45 bedeutet, daß die Arbeitszeit des Stroms I₂ anwächst und der Elektrode A und dem Werkstück C eine kon- und seine »Ruhezeit« im Vergleich zu einem ruhenden stante Spannung aufgedrückt wird. Die Klemmen- Elektrolyten verkürzt wird. Während bei strömendem spannung Vac zwischen den Elektroden A und C- be- Elektrolyten mehr Strom fließt, verhält sich der Stromträgt zu diesem Zeitpunkt . fluß entsprechend dem oberen und dem unteren V=P'-P +1'R ^s° Grenzwert der Klemmenspannung V_ac in derselben "^{c 2} Weise wie bei einem ruhenden Elektrolyten W. So Sobald die Klemmenspannung V_ac den Wert wird unabhängig von den Änderungen der Strömungs- P'_P'_j.ri_k bedingungen des Elektrolyten das Potential Pc des ² .· Werkstücks C im wesentlichen im Bereich von ;

erreicht, wird der Kontakt H₀' des Relais H' für den 55 , . , <^;

oberen Grenzwert auf den Kontakt H₂' umgeschaltet. ^c +■«) > Pc > (Pc - «) ■-,...

Auf diese Weise wird, das Relais R abgeschaltet, so gehalten. ..,

daß der Stromkreis ,geöffnet: wird.:und der Strom/₂ PatPntansnriiHi,»·

auf Null zurückgeht. Das Potential P_c des Werk- i-atentansprucne.

stücks C beträgt unmittelbar vor der Abschaltung des 60 1. Verfahren zum Schutz eines metallischen, mit

Stroms I₂ : einem Elektrolyten in Berührung stehenden Gegen-

p_c' — χ, Standes gegen Korrosion durch Eintauchen einer

unlöslichen Fremdanode im Abstand zu dem Gewährend die Klemmenspannung V_ac unmittelbar nach genstand in den Elektrolyten und Aufrechterhalten der Abschaltung des Stroms I₂ . 65 eines Stromflusses von der Anode zu dem Gegenstand, wobei die Spannung konstant gehalten wird,

Vac — Pa — Pc + α da durchgekennzeichnet, daß durch

beträgt. Steuerung des Stromflusses die Differenz der Span-