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Anodenelement.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Element, das zur Verwendung
als Anode in Anlagen für kathodischen Schutz gegen Korrosionsangriffe auf im Erdboden
verlegte Stahlzisternen, Rohrleitungen aus Stahl u.dgl. bestimmt ist. In ähnlichen
Anlagen wird bekanntlich der zu schützende Gegenstand an den negativen Pol einer
Gleichstromquelle mit zweckmässiger Spannung angeschlossen, während der positive
Pol der Stromquelle an eine Anzahl Anoden angeschlossen ist, welche in zweckmässiger
Verteiluq um die Zisterne o.dgl. im Erdboden verlegt sind. Die Spannung der Gleichstromquelle
wird so gewählt, dass ein Strom geeigneter Stärke von den Anoden an die Zisterne
o.dgl. durch den Erdboden fl;pst, wobei der Potential der Zisterne in negative Richtung
auf einen solchen Wert verschoben wird, dass keine elektrochemischen Korrosionsprozesse
eintreten können.
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In Anlagen für kathodischen Schutz von im Erdboden verlegte Zisternen
u.dgl. hat man bisher in der Regel Anoden aus Eisen, Magnetit oder Graphit verwendet.
Anoden aus Eisen sind billig und so stark, dass sie auf ihren Platz im Erdboden
hinabgetrieben werden können, aber sie werden nach wenigen Jahren verbraucht und
müssen dann ausgetauscht werden. Anoden aus Magnetit oder Graphit werden gar nicht
verbraucht, oder jedenfalls
sehr langaam. Derartige Anoden sind
aber so spröde, dass sie in den Erdboden nicht hineingeschlagen werden können sondern
vergraben werden müssen. Dies breit nicht nur erhöhte Arbeitskosten mit sich, sondern
zugleich entsteht die Gefahr, dass die Wiederfüllung von Erdmaterial um die Anoden
unvollständig wird, wobei der Erdwiderstand zunimmt, was eine Anforderung auf höhere
Spannung der Gleichstromquelle zur Folge hat. Um einen guten Kontakt zwischen der
Anode und der umgebenden Erdmasse sicherzustellen, muss die Rückfüllung mit flüssigem
Bentonit o.dgl.
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erfolgen, wodurch weitere Kosten entstehen.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt es, ein Anodenelement zu schaffen,
das die Stärke der Stahlanode mit der chemischen Beständigkeit der Graphit-oder
Magnetitanode verbindet. Ein erfindungsgemässes Anodenelement mit diesen Eigenschaften
kennzeichnet sich dadurch, dass es aus einem rohrförmigen Mantel aus Stahl oder
einem anderen geeigneten Metall und einem vom Stahlmantel dicht umschlossenen elektrisch
leitenden Kern aus einem gegen Anodenreaktionen b:aw. chemische Angriffe beständigen
Material, beispielsweise bestehend aus Graphit oder Magnetit, zusammengesetzt ist.
Der Stahlmantel gibt der Anode genügende mechanische Stärke, u m in den Erdboden
hineingeschlagen werden zu können. Wenn der Mantel nach einiger Zeit verrostet ist,
bleibt der unzerstörbare Kern, sodass jeder Austausch von Anoden überflüssig wird.
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Die Erfindung wird jetzt an Hand der beigelegten Zeichnungen erläutert:-Figur
1 zeigt in Längenschnitt eine Ausführungsform eines erfindungsgemässen Anodenelements.
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Figur 2 zeigt einen Adapter, der beim Hineintreiben in den Erdboden
am oberen Ende der Anode angebracht werden soll.
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Bei der in der Zeidnung gezeigten AusfUhrungsform besteht die Anode
aus einem am unteren Ende zu einer Spitze aufgestauchten Stahlrohr 10, beispielsweise
ein Wasserleitungsrohr, und einem das Rohr aus fUll enden Kern 11 aus einem unzerstörbaren
Material von erforderlicher elektrischer Leitungsfähigkeit und annehmbarer mechanischer
Festigkeit. Mit 12 ist ein den Kern zentral durchlaufender Leiter, beispielsweise
bestehend aus einem Rohr oder
einer Stange aus Kupfer bezeichnet0
Auf das untere Ende des zentralen Leiters ist eine Hülse oder ein Pfropfen 13 aus
Kunststoff hinaufgeschoben, der gegen die Innenseite der Mantelwand stützt. Der
zentrale Leiter 12, welcher etwas unterhalb der Oberkante des Stahlrohres 10 endet,
ist am oberen Ende mit dem abgedeckten Ende des isolierten Anodenkabels 1W leitend
verbunden. Ist der Leiter 12 rohrförmig9 kann man einfach das abgedeckte Kabelende
in die Rohrmündung hi:neinsehieben und das Rohr um das Kabelende platt drücken,
Die Kupplungsstelle ist mit einem die Mündung des Stahlrohres 10 abschliessenden
Propfen 15 aus einem isolierenden Material, beispirlsweise hergestellt durch Eingiessen
einer aus einer Mischung von Sand und einem härtbaren Epoxiplast bestehenden Masse,
umgegossenO Die dargestellte Anode kann in der folgenden Weise hergestellt werden0
Nachdem das Stahlror 10 am unteren Ende gespitzt und der zentrale Leiter 12 am unteren
Ende mit dem als Abstandsorgan dienenden Kunsttoffpropfen 13 versehen worden ist,
wird der Leiter in das Stahlrohr hineingeführt 9 wobei der Kunststoff-PropeLeitey
Ende im Rohre zentriert hält0 Am oberen Ende wird der Leiter provisorisch in zweckmässiger
Weise zentriert Danach wird ein giessbares Kernmaterial in das Stahlrohr hineingeführt.
Das Kernmaterial kann aus einer Mischung von Graphitpulver und einer so grossen
Menge härtbaren Epoxiplast bestehen, dass die Masse vom Plast gut durchfeuchtet
wird0 Die Kernmasse wird in das Stahlrohr von oben hineingefUfrt und wohl gepackt,
beispielsweise mit der Hand mit Hilfe eines geeigneten Packungsgeräts, zur intimen
Anlage gegen sowohl das Stahlrohr wie den zentralen Leiter. Nachdem die Anodenmasse
auf die gezeigte Höhe im Stahlrohr eingeführt worden ist, wird die Rohrmündung mit
einem flüssigen härtbaren Kunststoff gefüllt, der nach dem Erhärten eine effektive
Feuehtisolierung für die Kupplungsstelle zwischen dem zentralen Leiter und dem Anodenkabel
bildet, Mit geeigneten Proportionen zwischen Graphitpulver und Epoxiplast erhält
man nach dem Erhärten des Kunststoffes einen Kernkörper, der teils eine befriedigende
elektrische Leitungsfähigkeit, teils eine so hohe mechanische Festigkeit besitzt,
dass der Kern, nachdem der umgebende Stahlmantel verrostet hat,
mit
genügendem Marginal solche Beanspruchungen widerstehen kann, die als Folge von Verschiebungen
in der umgebenden Erdmasse entstehen können. Es sind gute Resultate erhalten worden
mit einer Anodenmasse, betstehend aus 50% härtbarer Epoxiplast und 50P Graphitpulver.
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Alternativ kann als Kernmaterial eine Mischung von einem härtbaren
Kunststoff und feinverteiltein Magnetit verwendet werden.
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Tatsächlich kann man für den Kern jede Art von Material verwenden,
der nicht bei der Verwendung als Anodennaterial zerstört oder verbraucht wird und
der eine befriedigende elektrische Leitungsfähigkeit mit einer annehmbaren mechanischen
Festigkeit verbindet.
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Erfindungsgemässe Anoden sind, wie erwähnt, dazu bestimmt, in den
Erdboden hineingetrieben zu werden, beispielsweise mit Hilfe eines Schmiedhammers
oder mittels eines Druckluftwerkzeuges o.dgl. In Figur 2 wird ein Adapter 16 gezeigt,
welcher beim Hineintreiben über die Rohrmündung hinaufgeschoben werden soll, sodass
die Rohrmündung gegen Stauchen von den Schlägen geschützt wird.
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P a t e n t a n 5 D r U c h e: Element zur Verwendung als Anode in
Anlagen für katodischen Schutz gegen Korrosionsangriffe auf im Erdboden verlegte
Stahlzisternen, Stahlrohr o.dgl., d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
es aus einem rohrförmigen Mantel aus Stahl oder einem anderen Metall und einem vom
Stahlmantel umschlossenen elektrisch leitenden Kern aus einem gegen Anodenreaktionen
bzw. chemische Angriffe beständigen Material zusammengesetzt ist.