DE2442583B2

DE2442583B2 - Verfahren zum schutz von metallbauteilen gegen korrosion und gleichstromspeisegeraet

Info

Publication number: DE2442583B2
Application number: DE19742442583
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Künzler, Hans, Oberengstringen (Schweiz)
Priority date: 1973-09-06
Filing date: 1974-09-05
Publication date: 1977-11-24
Also published as: CH589727A5; DE2442583A1

Description

, Ris heute sind verschiedene Ausführungsformen zum Schutz von Metallbauteüen gegen elektrolytische Korrosion bekanntgeworden. Al en diesen ist gemeinsam den zu schützenden Metallbauteil am negativen ι' „ Flektrode die vom Metallbauteil entfernt in • η Erde öder im' Elektrolyten eingebrach, ist, am ,fven Pol einer Gleichstromquelle anzuschließen. SJdSn Gleichstrom wird dem Metallbauteil ein elektrisches Potential gegenüber der Umge-

SO

■Γι

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz von Metallbauteüen gegen elektrolytische Korrosion in einem Elektrolyten oder in der Erde, bei welchem Verfahren der zu schützende Metallbauteil als Kathode mit einem negativen Pol und mindestens eine in der Umgebungsmaterie angebrachte Anode am positiven Pol einer Gleichstromquelle angeschlossen ist und mit mindestens einer Meßelektrode oder Meßsonde

hl)

'agauuiiuiv-iv-i.v..- .

flußt werden, wodurch das gewünschte negative Potential verändert wird. Aber auch wetterbedingte Änderungen der Übergangswiderstände des Metallbauteils, der Kathode sowie der am positiven Pol angeschlossenen Elektrode, der Anode, bringen eine Veränderung des eingestellten negativen Potentials.

Die Toleranz der zulässigen Abweichung vom eingestellten Potential ist schon von privaten Institutionen oder von staatlichen Stellen aus angegeben worden, sie hängt oft von der Größe und der Dauer dieser Veränderung ab. In diesem Zusammenhang ist bekanntgeworden, die Potentialdifferenz zwischen Metallbauteil und einer Meßelektrode, z. B. einer Kupfersulfat-Sonde, zu messen und mittels einer Steuerung oder Regelung den Gleichstrom derart einzustellen, daß die gemessenen Potentialdifferenzen in einem begrenzten Bereich konstant bleiben.

Der nicht stromdurchflossene Metallbauteil besitzt ein natürliches Potential P_n auch Ruhepotential genannt, das bei Eisen etwa —0,5 Volt beträgt, gemessen mit einer Kupfersulfat-Sonde. Der von der Gleichstromquelle gelieferte Gleichstrom wird Schutzstrom /_s genannt und erteilt d°m Metallbauteil, dem Schutzobjekt, ein negativeres Potential als P₀; dieses Potential wird Schutzpotential Pj genannt und stellt für die Potentialsteuerung den Ist-Wert dar. Dieser Ist-Wert wird mit einem Soll-Wert verglichen, dann wird die Abweichung gebildet und damit die Ausgangsspannung des Schutzstromgerätes, Schutzspannung U_s genannt, kontinuierlich beeinflußt.

Bisher wurde das Schutzpotential P₅ als Güte für die Wirksamkeit des kathodischen Schutzes angesehen. Es hat sich aber gezeigt, daß das gemessene Schutzpotential, infolge der Messung im stromdurchflossenen Zustand, ferner wegen der Bodenbeschaffenheit, den Witterungseinflüssen sowie der Güte der Isolation des Metallbauteiles, ein ungenügendes Kriterium für die Beurteilung der Wirksamkeit des kathodischen Schutzes ist. Für die Beurteilung der Güte des kathodischen Schutzes läßt sich das »Ausschaltpotential« heranziehen. Darunter ist das sich verändernde Potential, das als Funktion der Zeit nach dem Ausschalten des Schutzstromes zwischen dem Metallbauteil und der Meßsonde gemessen wird und das im Zusammenhang mit dem Grad der Polarisation des Eisens steht, zu verstehen.

Das Ausschaltpotential P_so entspricht zur Zeit t = dem Schutzpotential P₅ und zur Zeit / = °o dem Ruhepotential P₀.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines Verfahrens und eines Gleichstromspeisegerätes für einen elektrischen Korrosionsschutz von Metallbauteüen der

eingangs beschriebenen Art, bei dem das Schutzpotential den sich ändernden Einflüssen selbständig nachgeführt wird. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Größe des gesteuerten oder geregelten Schutzpotentials dem Wert eines periodisch, jeweils nach vorübergehender Ausschaltung des Schutzstromkreises, gemessenen Ausschaltpotentials entsprechend nachgestellt wird.

An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend an zwei Ausführungsbeispielen erläutert. Dabei zeigt

Fig.! eine erste Ausführungsart bei gesteuertem Stromkreis,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsart bei geregeltem Stromkreis,

Fig. 3 ein Diagramm für den Potentialverlauf in Funktion der Zeit.

In den beiden Figuren, Fig. 1 und 2, sind gleiche Schaltungseinheiten jeweils mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Ein Schutzobjekt, ein Rohr oder Tank 1, ist mit dem negativen und eine Anode 3 mit dem positiven Pol einer Gleichspannungsquelle 4 verbunden. Zur Veränderung der Schutzstromstärke /_s dient als Stellglied 12 in Fig. 1 ein Widerstand und in F i g. la ein Stufentrafo.

Ein Zeitschalter 5, beispielsweise ein mechanischer Uhrwerkschalter, schaltet bei einer eingestellten Zeit einen Schalter 6 aus und nach einer einstellbaren Zeitdauer einen Schalter 7 ein. Damit wird ein Meß-Stromkreis zwischen der Kathode 1 und einer Meßsonde 2 über einen Sollwertgeber 8 und einen Verstärker 10 geschlossen. Dann wird das Ausschakpotential P₅₀ zu dieser Zeit gemessen und mit dem Ausschalt-Sollwert verglichen, die positive oder negative Abweichung gebildet, und diese dem Verstärker 10 zugeleitet. Dieser setzt einen Verstellmotor U in Betrieb, der das Stellglied 12 sinnrichtig um einen festen Betrag verstellt. Damit hat der Nachstellkreis II seine Aufgabe erfüllt und der Zeitschalter 5 geht wieder in seine Ausgangsstellung zurück und schaltet die Schalter 6 und 7 ebenfalls zurück. Der neu eingestellte Schutzstrom A, im Regel- oder Steuerkreis I bleibt auf seinem Wert, bis der Zeitschalter 5 seine Aufgabe wiederholt. Ein Meßinstrument 13 ist dauernd eingeschaltet und zeigt das Schutzpotential P_s sowie das Ausschaitpotential P_w an.

In F i g. 2 hat die Meßsonde 2 folgende Aufgaben: Sie mißt dauernd den Ist-Wert des Schutzpotentials Λ zwischen der Kathode 1 und der Umgebungsmaterie, der Meßwert wird mit dem Solhvert des Sollwertgebers 9 verglichen, dann wird die Abweichung gebildet und dem Verstärker 14 zugeführt, der über einen Steuersatz

15 den Winkel der Anschnittsteuerung von Thyristoren

16 einstellt. Dieser geschlossene Regelkreis I sorgt also für ein konstantes Schutzpotential P,. Der Nachstellkreis II funktioniert wie bei F i g. 1, und der Verstellmotor 11 verstellt hier den Schutzpotential-Sollwert des Sollwertgebers 9.

In den Fig. 1 und 2 anstelle von einer Meßelektrode oder einer Meßsonde für den Steuer- oder Regelkreis I und den Nachstellkreis II, könnte ebensogut jeder Kreis mit einer eigenen Elektrosonde oder Sonde betrieben werden. Die beschriebenen Vorgänge sind noch im Diagramm F i g. 3 näher erläutert:

Die Abszisse stellt die Zeitachse dar, auf der die Zeit und damit die Ausschaltdauer dargestellt sind. Auf der Ordinate sind die Potentiale aufgetragen. Das Potential P_n ist das natürliche, unbeeinflußte Potential der Kathode 1. Wird das Schutzstromgerät eingeschaltet, so fließt der Schutzstrom I₅, und es stellt sich das Schutzpotential P₅ ein. Beim Ausschalten des Schutzstromes mit dem Schalter 6 zur Zeit r„ fällt das Potential nicht sofort auf P₀ zurück, sondern klingt nach einer Kurve a ab. Zur Zeit Λ, wenn der Schalter 7 schließt, wird der Ist-Wert des Ausschaltpotentials im Nachstellkreis II gemessen und mit dem Ausschaltpotential-Sollwert verglichen, die Abweichung festgestellt und das Stellglied 11, wenn nötig, in Funktion gesetzt, dessen neue Stellung einem neuen Schutzpotentialwert P₅-entspricht. Diesem entspricht ein neuer Ausschaltpolentialwert P₅₀: Zur Zeit ft werden die Schalter 6 und 7 wieder in den Ausgangszustand zurückgestellt, worauf sich in unserem Beispiel das Schutzpotential /^einstellt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Schutz von Metallbauteilen gegen elektrolytische Korrosion in einem F¹ ' trolyten oder in der Erde, bei welchem Verfahr er zu schützende Metallbauteil mit einem negativen Pol und mindestens eine in der Umgebungsmaterie angebrachte Anode am positiven Pol einer Gleichstromquelle angeschlossen ist und mit mindestens einer Meßelektrode oder Meßsonde eine Potentialmessung vorgenommen und das Schutzpotential entsprechend dem gemessenen Potentialwert innerhalb eines begrenzten Bereichs konstant gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des gesteuerten oder geregellen Schutzpotenlials dem Wert eines periodisch, jeweils nach vorübergehender Ausschaltung des Schutzstromkreises, gemessenen Ausschaltpotentials entsprechend nachgestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzstrom selbständig periodisch abgeschaltet und wieder eingeschaltet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkreis für die Messung des Potentials zwischen Metallbauteil und Umgebungsmaterie bei geschlossenem Stromkreis abgeschaltet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzstromkreis gleichzeitig mit dem öffnen des Nachstellkreises (II) wieder geschlossen wird.

5. Gleichstromspeisegerät zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Schutzstromkreis vorhandener Steuer- oder Regelkreis (1) mit einem Nachstellkreis (II) zur Beeinflussung des Sollwertes des Steueroder Regelkreises (I) gekoppelt ist und der Nachsteilkreis (II) nach einer gegebenen Zeitspanne nach dem Ausschaltmoment des automatisch ausgeschalteten Speiseschutzstromkreises das Ausschaltpotential sowie die Abweichung gegenüber einem einstellbaren Ausschaltpotential-Sollwert mißt und entsprechend dieser Abweichung den Sollwert des Schutzstromkreises nachstellt und dann der Schutzstromkreis wieder geschlossen wird.

6. Gleichstromspeisegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuer- oder Regelkreis (I) und der Nachstellkreis (II) eine gemeinsame Meßelektrode oder Meßsonde aufweisen.

7. Gleichstromspeisegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuer- oder Regelkreis (I) und der Nachstellkreis (II) mit zwei gesonderten Meßelektroden oder Meßsonden betrieben werden.

eine Potentialmessung vorgenommen und das Schutz-ι οηκη-echend dem gemessenen Potentialwcrt S begrenzten Bereiches konstant geha.ten