DE1521873C - Verfahren und Vorrichtung zum Schutz von metallischen mit einem Elektrolyten in Berührung stehenden Gegenständen gegen Korrosion - Google Patents

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 ao 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 Schutzin 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 35 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 V_ac — 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- 30 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 40 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 50 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 Vac 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 Kontakte' 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 Ö5 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 Anödet 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_ae zwischen den Klemmen α und c. Der , zur Kompensation des Spannungsabfalls / · 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_ae 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-

V—F_TO—p_p_i_tv m sehen dem Anodenpotential (auf Basis einer gesättigten

γ ac n₀ i-js.! r_Ä rc τ J--J^s. ^) Kalomel-Elektrode) und dem Schutzpotential des

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

_p ₌y _p _T.o (2) weicher Stahl unter Verwendung einer platinplattierten

⁰ "ca s- K) Titanplatte als Anode gegen Korrosion geschützt

In Gleichung (2) stellt der Widerstand Rs eine werden soll, ist das Anodenpotential Pa 1,2VoIt (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 I oder, in anderen 20 pensation des vom Widerstand Rs des Elektrolyten

Worten, durch Steuerung des Spannungsabfalls / · 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 Regel widerstand des Potentialkreises wird so einge-Titanblech u. dgl. als Anode das Anodenpotential Pa stellt, daß V_ac — I · Rs = 2,0 Y 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 Vac des Spannungsverstärkers 19
zwischen Anode und Kathode und dem Spannungs- Λπ — ν uv τ> \ _ΐ_ τ ώ λ — η η\
abfall I-Rs in Abhängigkeit vom Widerstand R₃ 35 ^ΔΕ~ ^VaC ~ ^E(^ " ^Pc) + ⁷' ^ ~ °' ^
zwischen den Elektroden, d. h. (V_ac — / · 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 I₂ 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 Widerstandes zwischen dem anodeA soll so ausgelegt sein, daß ein konstantes Gegenstand 13 und der Anode 14 abfallende Span- Anodenpotential Pa im Strombereich von I₁-I₂ nung IRs 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 + <x 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'_ac 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)

beträgt. Ebenso erreicht das Schutzpotential in dem Moment, in dem der Strom den Wert I₂ erreicht, einen unteren Grenzwert Pc — « des Schutzpotentials, das für einen dauerhaften Korrosionsschutz erforderlich ist. In der Annahme, daß die Klemmenspannung zwischen Anode und Kathode dann V"_ac beträgt, ist

V"_ac = Pa~ (Pc' -<x) + I₂- Rs, (4)

wobei « den Wert « ^ 0 besitzt. Auf diese Weise können die Klemmspannungen V'_ae und V"_a. zwischen Anode und Kathode bei den oberen und unteren Grenzwerten des Schutzpotentials, das für einen vollständigen und dauerhaften Korrosionsschutz erforderlich ist, eingestellt werden. Nun wird, wenn die Klemmenspannung V_ac zwischen Anode und Kathode unter den unteren Grenzwert der Klemmenspannung V'_ac absinkt, während ein konstanter Strom I₁ von der Anode A zu dem zu schützenden Gegenstand C in einem Elektrolyten W fließt, ein konstanter Strom des oberen Grenzwertes I₂ von der Anode A zu dem schützenden Gegenstand C geleitet, wodurch das Schutzpotential verringert wird. Wenn die Klemmspannung Vac zwischen Anode und Kathode durch den Stromwert I₂ bis auf den oberen Grenzwert V"_ac gebracht worden ist, fließt der Strom I₁ erneut, um das Schutzpotential zu erhöhen, wobei sich diese Folge wiederholt. Somit kann das Kathodenpotential Pc stabilisiert und innerhalb eines durch den oberen Grenzwert Pc + « und den unteren Grenzwert Pc — oc des Schutzpotentials definierten Bereich gehalten werden.

Die vorbeschriebene Erfindung wird nun im einzelnen an Hand des in F i g. 3 wiedergegebenen Schaltbildes beschrieben. Eine 100-Volt-Wechselstromquelle Ea ist über einen Schalter S₁ mit einem Spannungsregler T₀, der aus einem Spartransformator T₁ und einem Transformator T₂ besteht, sowie über einen Selen-Brückengleichrichter Rf und einem Spannungsregler r mit einem normalerweise offenen Kontakt R' eines elektromagnetischen Relais R sowie über ein AmperemeterA_m an die Anödet aus unlöslichem Metall angeschlossen, die einem gegen Korrosion zu schützenden Gegenstand C in einem Elektrolyten W gegenüberliegt. Die Anode A und der Gegenstand C liegen an den Eingangsklemmen eines Meßrelais M_r, dessen Eingangsleistungsklemmen über den Schalter S₁ mit der Spannungsquelle Ea verbunden sind.

Das Meßrelais M_r zeigt die Spannung zwischen der Anode A und dem zu schützenden Gegenstand C an. Wenn der Zeiger über den oberen Grenzwert H oder den unteren Grenzwert L ausschlägt, erfolgt die Messung durch das Relais H' für den obersten Grenzwert oder durch das Relais L' für den unteren Grenzwert. Das Relais L' für den unteren Grenzwert schließt seinen unteren Kontakt L₁ (wie eingezeichnet), wenn der Meßgerätzeiger unter den unteren Grenzwert L abfällt, und schließt seinen oberen Kontakt L₂, wenn der Zeiger über den unteren Grenzwert L ansteigt. In ähnlicher Weise schließt das Relais H' für den oberen Grenzwert seinen unteren Kontakt H₁ (wie eingezeichnet), wenn der Meßgerätzeiger unter den oberen Grenzwert H abfällt, und schließt seinen oberen Kontakt H₂, wenn der Zeiger über den oberen Grenzwert H ansteigt. Der untere Kontakt H₁ des Relais H' für den oberen Grenzwert und der UmschaltkontaktZ,₀' des Relais L' für den unteren Grenzwert liegen am positiven Pol einer Gleichstromquelle Ed, während der negative Pol der Gleichstromquelle Ed mit dem unteren Kontakt L₁ für den unteren Grenzwert des RelaisL' über einen Schalterkontakt S₁' des Schalters S₁ und über ein elektromagnetisches Relais R verbunden ist. Der Kontakt L₁ ist mit dem Umschaltkontakt H₀' des Relais H' für den oberen Grenzwert über einen normalerweise offenen Kontakt R" des Relais R verbunden. Bei dieser Schaltung beträgt der untere Grenzwert L des Meßrelais M_r

V_ac = Pa' -Pc' + I₁-Rs-Oc sowie der obere Grenzwert H

V« = Pa' - Pc +I₂-Rs+ oc.

Nun werden die Schalter S₁ und S₁' geschlossen, das Relais R eingeschaltet und die Kontakte R' und R" geschlossen.

Unter diesen Bedingungen ergibt sich ein Stromwert I₂ des Spannungsreglers T₀, der größter ist als der Schutzstrom in einem sehr stark bewegten Elektrolyten. Dann wird der Kontakt R' geöffnet und ein Strom I₁, der größer als der für das Konstanthalten des Anodenpotentials Pa bei einem Wert PÄ erforderliche Minimalstrom ist, wird durch den Gleichstrom-Spannungsregler erzeugt.

Die Vorrichtung nach F i g. 3 arbeitet in der folgenden Weise: Der Korrosionsschutz beginnt mit dem Schließen der Schalter S₁ und S₁'. Dabei ist das Potential Pc des Werkstückes C größer als das vorgegebene Schutzpotential Pc', so daß die Spannung V_ac zwischen Werkstück C und Anode A dem unteren Grenzwert L am Meßrelais M_r entspricht. Das Meßrelais zeigt dann einen Spannungswert an, der kleiner ist als

Pa - Pc -I₁-Rs-Oc.

Dementsprechend schließt der Umschaltkontakt L₀ des Relais L' für den unteren Grenzwert im Meßrelais M_r den unteren Kontakt L₁ (wie eingezeichnet), wobei das Relais R eingeschaltet und die Kontakte R' und R" geschlossen werden. Nach dem Schließen des Kontakts R" schließt der Umschaltkontakt H₀ des Relais H'ίνα den oberen Grenzwert den unteren Kontakt H₁, so daß das Relais R gehalten wird. Beim Schließen des Kontaktes R' wird eine konstante Spannung zwischen der Anode A und dem Werkstück C erzeugt. In diesem Falle kann der Widerstand Rs zwischen den beiden Elektroden A und C als für diesen Elektrolyten konstant betrachtet werden, so daß ein im wesentlichen konstanter Strom I₂ zwischen den Elektroden A und C fließt.

Somit beträgt die Klemmenspannung V_ac zwischen den Elektroden A und C in diesem Moment

Vac = Pa -Pc+ I₂- Rs.

In dieser Gleichung sind das Anodenpotential Pa und der Spannungsabfall I₂ ■ Rs zwischen den Elektroden A und C konstant, während das Kathodenpotential Pc graduell abnimmt, mit dem Ergebnis, daß die Klemmenspannung ständig ansteigt. Wenn die ansteigende Klemmenspannung Vac den unteren Grenzwert L des Relais M_T übersteigt, schaltet der Kontakt JL₀' des Relais L' vom Kontakt L₁ zum Kontakt L₂ um. Da jedoch der Kontakt H₁ des Relais H' für den oberen Grenzwert zu diesem Zeitpunkt noch geschlossen ist, wird das Relais R so lange gehalten, bis die Klemmenspannung Vac weiter bis zum oberen Grenzwert H ansteigt, bei dem der Kontakt H₀ des Relais H vom Kontakt H₁ zum Kontakt H₂ umschaltet. Auf diese Weise wird das Relais R so lange

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

Grenzwert H erreicht, wobei der Strom/, 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- Pc¹* des Gegenstandes in einem Elektrolyten W gewert H der Spannung halten wird. Wenn somit das Schutzpotential Pc des Y __ ρ ι _ ρ / ι τ n, gegen Korrosion zu schützenden Gegenstandes C ^M ^ ²" """ durch die Vorrichtung nach F i g. 3 bei P_C ^N - 0,25 ist, entspricht das Potential Pc des Werkstücks C un- io liegt und α 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' — α. .

Wenn die Klemmenspannung den oberen Grenzwert H (Pc^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 + oi. 20 Schützstroms 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 F i g. 4 dargestellt ist der Anode A auf dem Wert Pa gehalten, während das F i g. 4 zeigt einen kontaktlosen Meßrelais-Stromkreis, PotentialPc 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 Fig. 4 nun fließenden StTOmZ₁ fällt die Klemmenspannung enthält einen Fototransistor P_tr, wobei die Licht-F₀C 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-X 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 + <x 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_T 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 I₂ 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- 4° 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

rp_c' _ _Ä) < p_c < (p_c' -\-oi) 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 50 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 hegt. Die Arbeitsweise dieser kontaktlosen Schutzpotential innerhalb der Grenzen von Pc ± α 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 außerr nachdem 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 L gibt.

innerhalb einer kürzeren Zeitspanne als bei einem 60 Die Vorrichtung nach Fig. 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 Z₁ fließt, in einem strömen- erregt sind und der Arbeitsstrom gegen Null geht, den Elektrolyten verkürzt, während der Prozentsatz während die Klemmenspannung den Wert V'ä_c 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 J=O den Werkstücks C in den Grenzen von Pc ± « ge- ist, Pa — β und das Potential des Gegenstandes C halten wird. Pc + «, dann beträgt die Klemmenspannung V°_c

Claims (1)

1. 9 10

   zwischen Anode und Kathode: Wenn kein Strom fließt, fällt das Potential Pa der yo _ /p ' _ o\ _ (p ' , \ /"5% Anödet ab, während das PotentialPc des Werk-"^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 —lot.
   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 Pa, so daß, Stücks C steigt so lange an, bis.es im wesentlichen den wenn der Bereich der Potentialschwankungen in Wert Pc τ α 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«
   α =ϊ= β ist und damit die Gleichung (5) folgende Form

   annimmt: . abfällt, schließt das auf den obigen Spannungswert

   V°_c = Pa — Pe — 2a. 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 20

   vollständig unterbrochen wird, wenn der Kontakt R' V_ac = Pa — Pc τ h - Rs + oc
   des Relais R offen ist. Die derartig abgewandelte Vorrichtung nach F i g. 3 arbeitet folgendermaßen: erreicht, wird der Strom I₂ 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 ix 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) > PcXPc'-cc)

   eingestellt. Der Strom J₂ 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 Iyten, 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 Pa — Pc + I₂- Rs + oc
   des Meßrelais M_T 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 Pa, 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 V_ac 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 y^pi_p,TB 50 Grenzwert der Klemmenspannung V_ac in derselben ^{ac A} rc τ*ι· rs. _{Weise wie bei einem ru}jj_enden Elektrolyten W. So

   Sobald die Klemmenspannung V_ac den Wert wird unabhängig von den Änderungen der Strömungs-

   ρ ' _ ρ ' _ j . _R ι _α bedingungen des Elektrolyten das Potential Pc des

   ⁸ Werkstücks C im wesentlichen im Bereich von '1

   erreicht, wird der Kontakt H₀' des Relais H' für den 55 . , . , '■?

   oberen Grenzwert auf den. Kontakt H₂' umgeschaltet. ^^{c +<x}) > ^Fc> ^^c ~ ^Λ)

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

   daß der Stromkreis,geöffnet «wird, und der Strom/₂ Patentansprüche·

   auf Null zurückgeht. Das Potential Pc des Werk- . . ■ 1

   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 — Pa + oc dadurch gekennzeichnet, daß durch

   beträgt. Steuerung des Stromflusses die Differenz der Span-