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Verfahren und Einrichtung zum kathodischen Korrosionsschutz von Innenoberflächen
von Rohren, Behältern oder dergl.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum kathodischen
Korrosionsschutz von durch Elektroiyten benetzten Innenoberflächen von Rohren, Behältern
usw. mittels Anoden.
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Solche kathodischen Korrosionsschutzverfahren arbeiten nach dem galvanischen
oder Fremdstromverfahren. Bei diesen Verfahren werden Schutzströme zur Verhinderung
einer Korrosion aufgebaut, die beim gaivanischen Prinzip durch Elementbildung nach
der elektrochemischen Spannungs reihe und beim Fremdstromprinzip über eine zwischen
die Elektrodcn geschaltete Gleichspannungs quelle entstehen. Der Schutzstrom verhindert
eine Lösung von Metallionen von den zu schützenden Stahlinnenwandungen der Bchälter,
Rohre und dergl., da die Korrosion absichtlich an Steilen verlegt wind, an denen
sie nicht schaden kenn, nämlich an die Anoden.
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Es sind zur Verhinderung von Korrosion schon Anoden in die zu schützenden
Bchälter oder Rohre eingebaut worden, wobei
die zu schützende Metallinnenoberfläche
die Kathode darstellt.
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Ein optimaler Korrosionsschutz z wird dadurch erzielt, dass der Schutzstrom
auf direktem und kürzestem Weg ohne Ablenkung über den Elektrolyten zur Kathode,
d.h. zur zu schützenden Oberfläche fliessen kann.
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Nachteilig bei diesem Schutzverfahren mit direkter Zuordnung der Anoden
zur Kathode im Elektrolyten'ist, dass die Anoden nur in den geräumigen und gut zugänglichen
Schutzobjekten angeordnet werden können und der Schutzstrom nur in einem kleinen
Bereich in der Umgebung der Anode wirksam werden kann. Eine gleichmässige Verteilung
des Schutzstromes auf die zu schützenden Oberflächen ist nicht gewährleistet, zumal
in engen Rohren oder in Kühlern bzw. in Behältern mit engverzweigten Wasserkammern
der Einbau von Anoden nicht- möglich ist. Ausserdem können sich an den Kathoden
in Anodennähe Überschutzpotentiale bilden, die eine erhöhte Ablagerung von Karbonaten
zur Folge haben. Weiter reicht das Schutzpotential an den in grösserer Entfernung
von den Anoden liegenden kathodischen Stellen zur Vermeidung einer Korrosion der
Innenoberflächen der Rohre und Behälter nicht mchr aus.
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Bei diesen bekannten verfahren zum kathodischen Korrosionsschutz untor
Anwendung des Schutz#stromkreises nach dem galvanischen oder Fromdstromprinzip ist
es schwierig, eine
gleichmässige Verteilung des Schutzpotentials
an den Innenwänden, die kathodisch geschützt werden sollen, zu erreichen.
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Zur Messung des herrschenden Schutzpotentials im .Schutzobjekt und
zwecks Kontrolle der Schutzwirkung im zu schUtzenden System sind Mess-Sonden bekannt
geworden, die mit einem Anzeigeinstrument verbunden sind.
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Die Schwierigkeiten und Nachteile werden nach der Erfindung dadurQ'i
vermieden, dass der Elektrolyt mit kleinsten Teilchen von anodischem Material in
pulverförmiger oder blättchenartiger F-orm angereichert wird und mit-diesen Teilchen
Sedimentationen an den zu schützenden Innenoberflächen herbeigeführt werden und
Potentialmessungen im Elelctrolyten in dem zu schützenden System vorgenommen werden
und die Messergebnisse zur Regelung der Zufuhrmenge der kleinsten Teilchen benutzt
werden.
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Die Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens.besteht
darin, dass dem zu schützenden System in Flussrichtung des.Mediums ein oder mehrere
an sich bekannte Ventile vorgeschaltet sind, die eine Zugabe- und,Dosiereinrichtung
für das anodische Material aufweisen.
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Das Ventil zur Durchführung des Verfahrens ist so ausgebildet, dass
es einen in einem Gehäuseteil drehbaren Kugelteil mit einem um 900 schwenkbaren
Kanal auftieist, der in eine Zugabestellung zur Eingabe des anodischen Materials
und in eine Durchfluss-Stellung für das Modium einstellbar ist, wobei der Kanal
ein feinmaschiges Sieb trägt.
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An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel einer nach dem
erfindungsgemässen Verfahren arbeitenden Anlage beschriebon.
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Es ist eine Anordnung für ein zu schützendes Rohrleitungssystem mit
Kugelventil und Zugase- und Dosiereinrichtung dargestellt.
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Die Korrosionsschutzanlage zeigt das zu schützende Rohrsystem 3 mit.
dorn um 90° schwenkbaren Kugelventil 4 und der Zugabe- und Dosiereinrichtung 5 und
6. Die Zugabeeinrichtung 5 besteht aus einem Behälter 11, der mit kleinsten Teilchen
1 von anodischem Material in pulverförmiger oder blättchenartiger Form gefüllt werden
kann. Der Behälter steht über eine Öffnung 13 des Ventilgehäuses 7 mit einem Kanal
9 des Kugelventiles in Verbindung. Zwischen dem Kugelventil 4 und dem Behalter 11
ist eine Dosiereinrichtung G angeordnet, die die Menge des in den Kanal 7 einzufüllenden
anodischen Materials regelt.
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In der in der Zeichnung dargestellten Stellung des Kugelventiles 4
kann das Einfüllen von kleinsten Teilchen 1 anodischen Materials in den Kanal 9
erfolgen. An dem Rohrleitungssystem sind in Abständen Potentialmess-Sonden A und
B angeordnet. Über einen Umschalter 14 ist das Nessergebnis an jeder Mess-Sonde
n und B in ein Potentialmessgerät 15 hohen Innenwiderstandes einschaltbar, damit
das herrschende Schutzpotential im Rohrleitungssystem überwacht werden kann und
gegebenenfalls eine Nachregelung, z.B. durch Zufuhr von weiterem anodischem Material,
in Abhängigkeit von den an den Mess-Sonden A und B gemessenen Werten erfolgen kann.
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An Hand eines Bei spieles soll die Durchführung und Anwendung des
Korrosionsschutzverfahrens näher erläutert werden.
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Die in dorn Behalter 11 der Zuführeinrichtung 5 gelagerten kleinsten
Teilchen 1 anodischen Materials, z.B. aus Aluminium, Magnesium oder Zink, werden
über die Dosiereinrichtung 6 in den Kanal 9 des Kugelventiles 4 in bestimmten, eine
Korrosion zu verhindernden Mengen eingefüllt und können sich auf einemfeinmaschigen
Sieb 10 absetzen. Das Sieb 10 soll verhindern, dass sich die Teilchen 1 zwischen
die Ventilkugel 8 und das.
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Gehäuse Y setzen. Der Kanal 9 wird dann in Durchflussstellung für
das ediu gedreht, damit die Teilchen 1 aus dem Kanal 9 des Kugelventiles 1F in das
gegen Korrosion zu schützende Rohrleitungssystem 3 gespült werden können. Die anodischen
Teilchen 1 setzen sich auf den Rohrinnenwandungen des Rohrleitungssystems 3 ab,
wodurch ein metallischer Kontakt zur Rohrwandung 2, die die Kathode darstellt, hergestellt
wird.
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Es bildet sich mit den Elektroden und dem Elektrolyten ein Korrosionselement
und Metallionen versuchen sich von der zu schützenden Oberfläche des Rohrleitungssystems
zu lösen. Sie werden aber vom Schutzstrom zurückgedrückt. Dagegen werden die anodischen
Teilchen verbraucht bzw. geopfert. Es kornrnt zu einer Karbonatschichtbildung auf
den Rohrinnenwandungen 2 im Umkreis der abgelagerten anodischen Teilchen, wodurch
ein Korrosionsschutz auf den Innenwandungen erreicht wird.
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Bei einer geschlossenen Karbonatschicht kann ein Abbau von anodischen
Teilchen mehr erfolgen und sie lagern sich dann dort ab, wo eine Karbonatbildung
noch nicht stattgefunden hat.
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Die in das Rohrleitungssystem einzugebende Menge von kleinsten Teilchen
anodischen Materials ist abhängig vom Durchfluss des Mediums pro Zeiteinheit durch
das Rohrleitungssystem und den an verschiedenen Stellen in der Rohrleitung gemessenen
Schutzpotential.
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Durch V-ergleichsmessun£;en über üie in Abstä.nden in dem Rohrleitungssystem
eingebauten Mess-Sonden A und B wird das herrschende Schutzpotential ermittelt.
Eine Steuerung der mengenmässigen Abgabe der Teilchen aus anodischem Material gewährleistet
somit eine optimale Schutzwirkung gegen Korrosion und das Schutzverfahren ist anwendbar
auf verschiedenartige zu schützende Systeme, ohne dass die Nachteile von in die
zu schützenden Systeme eingebauten Anoden entstehen können.