DE2445903C2 - Einrichtung zum Korrosionsschutz von warmwasserbefahrenen Behältern sowie diesen Behältern nachgeschalteten Rohrleitungen und Armaturen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Korrosionsschutz von warmwasserbefahrenen Behältern sowie diesen Behältern nachgeschalteten Rohrleitungen und Armaturen mittels in' den Behältern eingebauter, fremdstrombeaufschlagter Opferanoden aus Reinaluminium, welche von mindestens einer Gleichstromquelle gespeist sind.

Einrichtungen dieser Art sind aus der DT-PS 514 bekannt. Dort werden in den Behältervon

diesem elektrisch isolierte Reinaluminium-Anoden eingebaut, die mit dem Plus-Pol einer Gleichstromquelle verbunden werden. Der Behälter mit seinen üblicherweise aus unlegiertem, schwcrzem oder unlegiertem, feuerverzinktem Stahl bestehenden, vor Korrosion zu schützenden Wandungen und Einbauten ist an den Minus-Pol der Gleichstromquelle angeschlossen. Die Rohre bestehen vorzugsweise aus unlegiertem, feuerverzinktem Stahl. Die fremdstrombeaufscb.'agten Reinaluminium-Anoden dienen zwei Zwecken:

a) dem kathodischen Korrosionsschutz des Behälters einschließlich seiner Einbauten,

b) der elektrolytischen Wasserbehandlung zum Korrosionsschutz der dem Behälter nachgeschalteten Rohrleitungen und Armaturen.

Die Begriffe »kathodischer Korrosionsschutz« und »elektrolytische Wasserbehandlung« werden nachstehend erläutert.

Kathodischer Korrosionsschutz

Die Korrosion von Metallen in einem Elektrolyten ist ein elektrochemischer Vorgang, bei dem es auf der Metalloberfläche unter Ausbildung von Potentialdifferenzen zu einem Stromfluß von den anodischen zu den kathodischen Bereichen kommt. Nach der Publikation von J. Lepper im»Industrie-Ar.zei[>er«, Nr. 23, vom 20. März 1962, S. 11 ff., laufen entsprechend der thermodynamischen Darstellung anodischc und kathodische Teilreaktionen ab.

Durch äußere Zufuhr von Elektronen können die bei den kathodischen Teilreaktionen aufgenommenen Elektronen ergänzt und somit die unodischen Teilreaktionen, d. h. die Metallauflösung der Behälterwandungen und -einbauten, verringert werden. Die Korrosion wird dann praktisch vollständig unterdrückt, wenn der von der Fremdstromquelle über eine in den Behälter eingebaute Hilfsanode auf die Behälterwandungen fließende Strom seiner Größe nach mindestens gleich der kathodischen Teilstromstärke ist. Diese Stromstärke wird daher als Mindestbetriebsstromstärke des kathodischen Korrosionsschutzes I_k bezeichnet.

In der Veröffentlichung von Lepper wird auch die elektrodynamische Modellvorstellung eingehend behandelt, aus welcher die Beziehung I_k = (U_A - U_K)/R_K folgt, wobei U_A das Anoden-, U_K das Kathodenpotential und R_K den Widerstand in der kathodischen Zone bedeutet.

In der Praxis des Korrosionsschutzes wird weniger der absolute Wert der Mindestbetriebsstromstärke I_k, vielmehr die sogenannte Mindestbetriebsstromdichte der Kathodisierumg i_K als Betriebsgröße verwendet, welche den Quotienten aus I_k, gemessen in mA, und der Behälteroberfläche F, gemessen in m², darstellt.

Die Größe i_K ist voni einer ganzen Reihe von Variablen abhängig, beispielsweise von der Konzentration an gelöstem Sauerstoff, der Konzentration an eventuell enthaltenen Oxidationsmitteln, der elektrolytischen Leitfähigkeit, der Temperatur, dem pH-Wert, der Strömungsgeschwindigkeit usw. Sie weist dementsprechend ein beträchtliches Spektrum auf, besitzt jedoch für einen ganz bestimmten Fall auch einen ganz bestimmten Wert. Dieser läßt sich labormäßig näherungsweise bestimmen und in der Praxis durch Untersuchung des geöffneten Behälters in gewissen Zeitabständen mit beliebiger Genauigkeit ermitteln.

Für Wasser mittlerer Härte und üblicher Konzentration an gelöstem Sauerstoff liegen die z'_fc-Weite zwischen 80 mA/m² und 250 mA/m².

Elektrolytische Wasserbehandlung

Die elektrolytische Wasserbehandlung ist Gegenstand der DT-PS 17 71 805. Während die Wirkungen ίο des kathodischen Korrosionsschutzes auf den unmittelbaren Strombereich der Anoden, innerhalb des Behälters beschränkt sind und somit angeschlossene Rohrleitungen und Armaturen nicht geschützt werden können, ermöglicht die elektrolytische Wasser-

behandlung den Aufbau von Korrosionsschutzschichterr in den Leitungen und Armaturen. Dieses Verfahren — in der Literatur auch mit »Guldager-Electrc'.yse-Verfahren« bezeichnet — beruht auf dem folgenden Prinzip:

In den Behälter eingebaute Reinaluminium-Anoden werden infolge des durch sie in den Elektrolyt fließenden Stromes elektrolytisch aufgelöst. Die Reaktionsprodukte des so abgeschiedenen Aluminiums mit dem Elektrolyt werden zum Teil in die dem Be-

hälter nachgeschalteten Rohrleitungen geschleust und bewirken durch kolloid-chemische Sekundärreaktionen mit dem Rohrleitungsmaterial die Ausbildung von Deckschichten, welche bei geeigneter Fremdstromdichte jeden weiteren Korrosionsangriff verhindern. Das bei der Auflösung des Aluminiums an der Reinaluminium-Anode gebildete hochvoluminöse, stark wasserhaltige Aluminiumhydroxidhydrat geht in kolloidaler Form in Lösung. Beim Passieren der Rohrleitungen bilden sich dann je nach Rohr-

leitungsmaterial Deckschichten, welche aus Mischkristallen von Aluminium-, Eisen- bzw. Zinkhydroxiden bestehen und in Abhängigkeit von der Wasserzusammensetzung auch Siliziumdioxid- und Kalk-Einlagerungen aufweisen.

Die für die Ausbildung porenfreier und dichter Schutzschichten notwendigen Stromdichten übertreffen die Mindestbetriebsstromdichte des kathodischen Korrosionsschutzes i_K beträchtlich.

Ein funktionaler Zusammenhang zwischen Mindestbetriebsstromdichte des kathodischen Korrosionsschutzes i_K und der Stromdichte der elektrolytischen Wasserbehandlung i_w ist in der genannten DT-PS 17 71 805 angegeben. Hiernach muß i_K um 50 bis 300 °/o, vorzugsweise um 100 bis 200 ⁰Zo, erhöht werden, d. h.

vorzugsweise

'V = 1.5//(.·. 4/_K 'V = 2i_K. ..3 i_K,

(VI) (VII)

wobei der Vorzugsbereich im allgemeinen für Warmwasseranlagen gilt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die bekannten Einrichtungen zur elektrolytischen Wasserbehandlung in wirtschaftlicher und technischer Hinsicht zu opti-

*o mieren.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung zum Korrosionsschutz der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß das Anodenmaterial so verteilt ist, daß außer den überwiegenc in einem ersten Teil des Behälters angeordneter Opferanoden aus Reiniiluminium überwiegend ir einem zweiten Teil des Behälters angeordnete Inertanoden vorgesehen sind.

Gegenüber der dem Erfindungsgegenstand hinsichtlich Aufgabe und Lösung am nächsten kommenden DT-PS 2144 514 bietet die Erfindung zunächst den wesentlichen Vorteil, daß die Schlammerzeugung auf ein Minimum reduziert wird.

Eingehende experimentelle und theoretische Untersuchungen führten nämlich zu der überraschenden Erkenntnis, daß die im unteren Teil des Behälters angeordneten Reinaluminium-Anoden beim bekannten nur einen vernachlässigbaren Beitrag zur Erzeugung von deckschichtaktiven Aluminium-Verbindungen leisten und daß das dort erzeugte Aluminiumhydroxidhydrat zum überwiegenden Teil, nämlich zu etwa 90°/o, als deckschichtinaktiver Anodenschlamm sich auf dem Behälterboden absetzt. Für diese Erkenntnis fehlen sowohl in der obengenannten DT-PS 2144 514 als auch in der übrigen, sehr umfangreichen Literatur zum kathodischen Korrosionsschutz und zur elektrolytischen Wasserbehandlung jegliche Anhaltspunkte.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung gegenüber dem Bekannten besteht darin, daß Einbauten, z. B. Heizvorrichtungen, Temperatur-Meßeinrichtungen u. dgl., weniger der Schlammablagerung ausgesetzt sind. So konnte es unter besonders ungünstigen Umständen geschehen, daß der Wirkungsgrad eingebauter Heizvorrichtungen ganz wesentlich herabgesetzt worden ist. Auch diese Tatsache folgt nicht aus dem Bekannten, werden dort zum Schutz von Heizvorrichtungen und sonstigen Einbauten doch eigens dafür vorgesehene Aluminium-Anoden angeordnet.

Ein beträchtlicher Teil der dem Behälter zur elektrolytischen Wasserbehandlung zugeführten elektrischen Energie, der beim bekannten zur Erzeugung nahezu nutzlosen Aluminiumhydroxid-Schlamms führte, kann nunmehr eingespart werden.^

Mit dieser Einsparung an elektrischer Energie geht eine Reduzierung des kostspieligen Opferanodenmaterials, das in mehrjährigen Abständen erneuert werden muß, einher.

Weiterhin wird die Montage vereinfacht und dadurch die Montage bedingte Betriebsausfall verringert.

Die Kombination von Opferanoden und Incrtanoden führt unter anderem darüber hinaus zu folgendem aus dem Stand der Technik nicht ableitbaren Effekt: Inertanoden allein sind im Hinblick auf die Knallgasbildung, insbesondere bei Warmwasseranlagen, als problematisch zu bezeichnen. Das dort sich stets bildende Knallgasgemisch, das sich in der oberen Kümpelung des Behälters sammelt, muß in regelmäßigen Abständen unter Einhaltung strengster Sicherheitsmaßnahmen unschädlich gemacht werden. Darüber hinaus gelangen zwangläufig auch Teile des Knallgasgemisches in die nachgeschalteten Rohrleitungen, stellen somit für die Gebäude, in denen derartige Anlagen installiert sind, ein beträchtliches Betriebsrisiko dar. Diese Tatsachen bewogen die Fachwelt, Inertanoden insbesondere im Hinblick auf die einzuhaltenden Sicherheitsvorschriften ungern bzw. überhaupt nicht einzusetzen.

Völlig anders liegen die Verhältnisse bei einer Korrosionsschutzeinrichtung gemäß der Erfindung. Der sich auch hier infolge der Inertanoden bildende Sauerstoff gelangt gar nicht in die obere Kümpelung des Behälters, wo er mit dem erzeugten Wasserstoff das gefährliche Knaligasgemisch bilden könnte. Er wird durch die im Behälter befindlichen Aluminiumanoden abgebunden; darüber hinaus unterstützt der Sauerstoff sogar noch die Bildung von dcckschichtaktiven Aluminium-Verbindungen. Auch für diese Wirkzusammenhängc bieten die DT-PS 2144 514 bzw. die DT-PS 17 71805 und die einschlägige Fachliteratur keine Anregungen.

Ein weiterer überraschender, nicht erwartungsgemäßer Effekt der Erfindung wird aus folgendem deutlich:

ίο Wissenschaftliche Untersuchungen des Schlamms haben ergeben, daß in besonderen Fällen, insbesondere dann, wenn dieser Schlamm nicht regelmäßig abgelassen wird. Bedingungen für anaerobes Baktcricnwachstum geschaffen werden, was zu übelricchcndem Wasser führen kann. Der linier dem Einfluß der Inertanoden sich bildende Sauerstoff verhindert dies gänzlich, ohne dem Korrosionsschutz entgegenzuwirken.

Die Vorteile der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik bestehen somit insbesondere

1. in wirtschaftlicher Hinsicht darin, daß

a) Aluminium-Anodenmaterial eingespart wird,

b) der Aufwand an elektrischer Energie geringer ist,

c) Montagezeit und Betriebsausfallzeit verringert werden,

2. in technischer Hinsicht darin, daß

a) die Schlammerzeugung auf ein Minimum

sinkt,

b) der Zeitraum zwischen zwei Entschlammungcn nicht mehr kritisch ist,

c) der Wirkungsgrad von Heiz- und Meßvor-_3S richtungen nicht beeinträchtigt wird,

d) Knallgasbildung verhindert werden kann und

e) sich anaerobes Bakterienwachstum, was zur Minderung der Wasserqualität führt, ausschalten läßt.

Bei üblichen Warmwasserbereitern oder Heizkesseln liegt der Warmwasseraustritt in der Nähe dci oberen Kümpelung des Behälters, der Kaltwassercin tritt in der Nähe der unteren Kümpelung. Erfin

dungsgemäß werden daher die Inertanoden in den der Kaltwassereintrittsstelle benachbarten, die Rein aluminium-Anoden im mittigen und dem der Warm wasseraustrittsstellc benachbarten oberen Bchällcrtei angeordnet, wobei jeder Behälterteil einem Dritte

des Behältervolumens entspricht, welches zwischei Kaltwassereintrittsstelle und Warmwasseraustritts stelle vorhanden ist.

Sind Heizvorrichtungen oder sonstige Einbaute! im Behälter vorgesehen, so ordnet man diesen eben falls Inertanoden zu. da sich derartige Einbaute

überwiegend im unteren Teil des Behälters befinder Es empfiehlt sich, zur Erreichung einer optimale

Schutzwirkung, die Verteilung der gesamten Anoder

materialmenge so zu treffen, daß mindestens 33 V₃ ⁰'

vorzugsweise 33V₈ bis 50°/o, der Anodenmateria menge aus Reinaluminium bestehen, wobei das dei Schutz der Einbauten dienende Anodenmaterial nicl eingerechnet ist.

Hinsichtlich der Gesamtmenge des AncdersmM<

rials, seiner Relation zur Behälteroberfläche bz\ Behältervolumen gelten die im Rahmen der DT-F 2144 514 gegebenen Dimensioniemngsvorschriftei wobei zu beachten ist, daß die sich jeweils aus Opfc

und Inertanoden zusammensetzenden Anodensysteme mit den entsprechenden Größen in Relation zu setzen sind.

Zur Erzielung einer optimalen Schutzwirkung und zur Vermeidung von Nebenwirkungen werden sowohl Inertanodensystem als auch Opferanodensystem aus getrennten Schutzstromkreisen gespeist, wobei die wirksame Stromdichte der Inerlanoden etwa der Mindestbetriebsstromdichte des kathodischen Korrosionsschutzes i_k entspricht. Die Reinaluminium-Anoden werden entsprechend der Lehre der DT-PS 17 71805 mit der für den jeweiligen Anwendungsfall optimalen Betriebsstromdichte der clektrolytischen Wasserbehandlung /„. gespeist.

Während es für die Stromversorgung der Incrtanoden genügt, eine einstellbare Stromquelle, z. B. einen Stelltransformator mit nachgeschaltetem Gleichrichter, bereitzustellen, sollte die Stromquelle für die Opferanoden derart ausgelegt sein, daß sie sich selbsttätig unterschiedlichen Betriebsbedingungen anpaßt. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, daß % insbesondere in Abhängigkeit von der Durchflußmenge variiert wird.

Als Anodenmaterial für die Opferanoden ist — entsprechend der DT-PS 17 71 805 bzw. der DT-PS 2144 514 — Reinaluminium vorgesehen, d.h. Aluminium mit geringstmöglicher Verunreinigung durch andere Metalle oder Metallverbindungen, da solche die Eigenkor.osion der Anoden erheblich beschleunigen, so daß deren Betriebszeit stark herabgesetzt und damit die Wirtschaftlichkeit in Frage gestellt wird. Als Anodenmaterial für die Inertanoden empfiehlt sich ein Edelmetall oder ein mit einem Incrtmatcrial beschichteter Metallkern. Hierbei kann der Metallkern aus einem oder mehreren der Metalle Titan, Tantal, Zirkon oder Niob oder aus einer Legierung aufgebaut sein, die hauptsächlich aus mindestens einem dieser Metalle besteht. Als Inertmaterial ist eine etwa 2,5 bis 10 um dicke Beschichtung aus Platin, Iridium, Rhodium, Palladium, Ruthenium oder Osmium bzw. aus deren Legierungen oder aus irgendeinem Oxyd der vorgenannten Platinmetalle und Platinmetall-Legierungcn, vorzugsweise mit einem Nichtedelmetalioxydzusatz bis zu 50 Gewichtsprozent, zu empfehlen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung, insbesondere vorteilhafte Elcktrodenkonfigurationen und Einzelheiten der Schutzstromkreise, werden nachstehend an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Hierbei zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Warmwasserbehälter mit eingebauten Inert- und Reinaluminiumanoden,

F i g. 2 einen Querschnitt in Richtung ~Ä durch den oberen Behä'lterteil des in F i g. 1 dargestellten Wannwasserbehälters,

F i g. 3 einen Querschnitt in Richtung Έ durch den unteren Behälterteil des in F i g. 1 dargestellten Warmwasserbehälters und

F i g. 4 ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung zur Speisung der in dem Warmwasserbehälter nach den F i g. 1 bis 3 eingebauten Inert- und Reinälummitiinancdcti.

Das in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Ausführungsbeispiel stellt einen Wannwasserbehälter dar, bei dem alle für das unmittelbare Verständnis der Erfindung nicht wesentlichen Einzelheiten fortgelassen wurden. Dieser Behälter kann als Warmwasserspeicher dienen, ist aber bei Inbetriebnahme der in den Figuren nicht dargestellten, eingebauten Heizvorrichtungen ebenfalls als Warmwasserbereiter zu vcrwcnden. Der Aufbau der Heizvorrichtungen von Warmwasserbcreitern mit Reinaluminiumanoden ist beispielsweise den Fig. 4, 5, 9, 10 und 14 der DT-PS 21 44 514 zu entnehmen.

Der Behälter besteht aus einem im wesentlichen

ίο zylinderförmigen Mittelteil 1, an den sich eine untere Kümpelung 2 und eine obere Küinpclung 3 anschließen. Der Behälter ist mit einem Halsstutzcn 4, der durch einen Mannlochdeckel 5 abgeschlossen ist, und mit einem als Kaltwassereintrittsstclle 6 dicnenden Stutzen versehen. In der oberen Kümpelung befinden sich ein Warmwasscraustritt 7 und ein Entlüftungsventil 8. Am Boden des Behälters ist in der unteren Kümpelung ein Entschlammungssiutzcn 9' angebracht.

An vier Durchführungen 10, 11, 12 und 13 (die Durchführungen 11 und 13 sind aus den Figuren nicht ersichtlich; ihre Lage wird durch die Bezugsziffern nur angedeutet) ist ein aus Rcinaluminium bestehender Anodenkäfig mit den Elektroden A. B und C angeordnet. Die der oberen Kümpelung zugewandten Enden der Anoden A sind durch Anodenstücke Π miteinander verbunden. Es ist zweckmäßig, den Anodenkäfig im Bereich der Befestigungsstcllc an den Durchführungen 10 bis 13 durch zumindest teilweise abgewinkelte Anodenverstärkungsstücke C aus Reinaluminium zusätzlich zu verfestigen. Eine weitere Versteifung des Rcinaluminiunikäfigs kann auch durch einen, in den Figuren nicht dargestellten, C-förmigcn Rcinaluminiumring bewirkt werden, wcleher die der unteren Kümpelung zugewandten Enden der Anoden A miteinander verbindet. An den weiteren vier Durchführungen 14, 15, 16 und 17 (15 und 17 sind aus F i g. 2 ersichtlich) ist eine zylindcrförmige lnertanodcnanordnung. welche die Anoden F). E. F umfaßt, angebracht. G ist eine weitere Inertanode. Die sich parallel zur Längsachse des Behälters erstreckenden Anoden D werden hierbei durch die ringförmigen Anoden E und F fest miteinander verbunden, so daß sich eine starre und verwindungsfreie Konstruktion ergibt.

Als Material sowohl für Reinaluminium- als auch Inertanoden werden Flachstäbe mit einem Querschnitt von 20 x 60 mm² eingesetzt. Es ist aber auch denkbar. Draht mit einem Durchmesser von vorzugsweise 0,5 bis 1,5 mm, Rundstäbe bis maximal 50 mm Durchmesser und Flachstäbe bis 90 mm Kantenlange als Inertanodenmaterial zu verwenden.

Bei dem etwa 2 m³ Wasser aufnehmenden Behälter des Ausführungsbeispiels sind etwa 25 g Reinaluminium pro Liter Behältervolumen eingebaut. Bei Behältern größer als 3 m³ Inhalt wird weniger Material pro Volumeneinheit benötigt. Es reichen dann meistens schon 18g Reinaluminium pro Liter Behältervolumen aus. Das Anodenmaterial ist bei allen Behältern jedoch stets so verteilt, daß die Inertanoden D, E und F in dem der Kaltwassereintrittsstelle 6 benachbarten unteren, die Reinaluminiumanodcn A, B und C im mittigen und dem der Warmwasseraustrittsstelle 7 benachbarten oberen Behälterteil angeordnet sind.

Die Schaltungsanordnung nach F i g. 4 weist im wesentlichen zwei voneinander getrennte Stromkreise auf:

9 10

Der erste Stromkreis — gespeist von der Sekun- steuern. Zu diesem Zweck ist in der (schematisch därwicklung I des Transformators 101 — versorgt angedeuteten) Rohrleitung 108 ein Strömungswächüber den Gleichrichter 102 und eine Sicherung 103 icr SW vorgesehen. Wird an einer Stelle des Rohrdie Inertanoden D, E, F, der zweite Stromkreis leitungsnetzes Wasser entnommen, spricht der Sirö-— gespeist von der Sedundärwicklung II — versorgt 5 mungswächter an und bewirkt über das Steuergerät S über einen Stromsteller 5,, einen Gleichrichter 104 eine Erhöhung der Stromdichte /„,. Um kurzzeitigen und eine Sicherung 105 die Reinaluminiumanoden Wasserentnahmen, die an sich eine Stromdichte- A, B, C. Eine dritte Sekundärwicklung III dient der erhöhung von /„, nicht erfordern, Rechnung zu tra-Stromversorgung einer noch näher zu erläuternden gen, kann zwischen Strömungswächter SW und dem Steuereinrichtung S. Die Sekundärwicklung I weist io Steuergerät eine an sich bekannte Verzögerungsverschiedene Abgriffe I₁, I.„ . . ., I_n auf zur Va- schaltung VZ angeordnet sein. Auf der anderen Seite riierung der Schutzstromdichte /,. des Inertanoden- hat es sich als vorteilhaft erwiesen, stets dann, wenn systems. Ein einstellbarer Widerstand 106 ermög- eine Wasserentnahme stattgefunden hat, die Stromlicht eine Feineinstellung der Schutzstromdichtc /,,.. dichte der elektrolytischen Wasserbehandlung /„, Der insgesamt fließende Schutzstrom des Inert- 15 nicht sofort wieder zu erniedrigen, sondern sie eine anodensystems kann an einem Strommesser 107, der gewisse, einstellbare Zeit in der vorherigen, dem erfür die Opferanoden an einem Strommesser 107' ab- höhlen Verbrauch entsprechenden Höhe beizubehalcelesen werden. ten. Zu diesem Zweck weist die Steuereinrichtung

Etwas umfangreicher gestaltet sich der Stromkreis eine Abschaltverzögerung für den Stromsteller S₁ auf,

für die Reinaluminiumanoden A, B, C. Zur Anpas- 20 die mit der vorgenannten Einschaltverzögerungs-

sung der Stromdichte der elcktrolytischen V/asser- schaltung in einer Baueinheit zusammengefaßt sein

behandlung /„, an die jeweiligen Betriebsverhältnisse kann.

ist dieser Stromkreis mit einem Stromsteller S₁ ver- Üblicherweise sind die physikalischen und chemisehen, der seinerseits an die Steuereinrichtung S an- sehen Eigenschaften der Speisewasser für bestimmte geschlossen ist. Stromsteller und Steuereinrichtung 25 Anlagen gleichbleibend. Umstellungen der Wassersind so ausgelegt, daß damit der intermittierende Versorgung können jedoch nicht zu vernachlässigende Wasserverbrauch bzw. die erforderliche Strom- Änderungen der Schutzstromdichte der Kathodisiedichtc /„. der elektrolytischen Wasserbehandlung be- rung i_k und damit der Schutzstromdichte der elekrücksichligt werden kann. Um beispielsweise der rela- trolytischen Wasserbehandlung /„. nach sich ziehen. tiv geringen Wasserentnahme während der Nacht- 30 Um diesen Veränderungen Rechnung zu tragen, sieht stunden Rechnung zu tragen, weist das Steuergerät S die Erfindung vor, im Zuge der Rohrleitungen odei eine Zeitschaltuhr Z auf, die derart wirkt, daß in im Behälter selbst geeignete Detektoren D₁, D,, ... bestimmten, einstellbaren Zeiten die Stromdichte /„, für die genannten Größen anzuordnen. Diese Detekhcrabgcsetzt wird. Eine weitere Art der Einfluß- toren wiederum wirken zusammen mit dem Steuernahme auf die Schutzstromdichte i„. besteht darin, 35 gerät S auf den Stromsteller S, und ermöglichen soden die Reinaluminiumanoden A, B, C speisenden mit eine Steuerung der Stromstärke bzw. der Schutz-Strom direkt vom Wasserverbrauch abhängig zu stromdichte in Abhängigkeit dieser Größen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (18)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Korrosionsschutz von warmwasserbefahrenen Behältern sowie diesen Behältern nachgeschalteten Rohrleitungen und Armaturen mittels in den Behältern eingebauter, fremdstrombeaufschlagter Opferanoden aus Reinaluminium, welche von mindestens einer Gleichstromquelle gespeist sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Anodenmaterial so verteilt ist, daß außer den überwiegend in einem ersten Teil des Behälters angeordneten Opferanoden (A,

B, C) aus Reinaluminium überwiegend in einem zweiten Teil des Behälters angeordnete Inertanöden (D, E, F, G) vorgesehen sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Inertanoden (D, E, F, G) in dem unteren, der Kaltwassereintrittsstelle (6) benachbarten, und dem mittigen, die Reinaluminium-Anoden (A, B, C) in dem mittigen und dem Warmwasseraustritt (7) benachbarten oberen Behälterteil angeordnet sind, wobei jeder der genannten Behälterteile einem Drittel des Behältervolumens entspricht, das zwischen Kaltwassereintrittssteile (6) und Warmwasseraustrittsstelle (7) vorhanden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Inertanoden in der Nähe von Einbauten angeordnet sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 33Va⁰Zo, vorzugsweise 33Va bis 50 ⁰Zo, der gesamten Anodenmaterialmenge aus Reinaluminium bestehen, wobei das dem Schutz der Einbauten dienende Anodenmaterial nicht eingerechnet ist.

5. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Behältern bis etwa 3 m³ Inhalt höchstens 25 g Reinaluminium pro Liter Behältervolumen als Opferanodenmaterial vorgesehen sind.

6. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Behältern mit einem Inhalt größer als 3 m³ höchstens 18g Reinaluminium pro Liter Behältervolumen als Opferanodenmaterial vorgesehen sind.

7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Opferanoden (A, B, C) in Form eines Käfigs angeordnet sind, dessen zur Kopfseite gehörender Durchmesser gleich oder größer ist als der zur Längsseite gehörende Durchmesser und dessen Längsachse mit der Längsachse des Behälters zusammenfällt, und daß die Inertanoden (D, E, F), sofern sie nicht zum kathodischen Schutz eventueller Einbauten dienen, symmetrisch bezüglich der Längsachse des Behälters angeordnet sind.

8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Opferanoden (A, B, C) in Form eines symmetrisch zur Behälterlängsachse liegenden Radkranzes mit mindestens einer Speiche angeordnet sind.

9. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Anodenmateria) aus Draht mit einem Durchmesser von vorzugsweise 0,5 bis 1,5 mm, aus Rundstäben bis maximal 50 mm Durchmesser oder aus Flachstäben bis maximal 90 mm Kantenlänge besteht.

10. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch, gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Inertanoden (D, E, F, G) aus einem Edelmetall, vorzugsweise einem Edelmetall der Platingruppe, besteht.

11. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Inertanoden aus Metallkernen bestehen, welche mit vorzugsweise 2,5 bis 10 μ dicken Inertmaterialien beschichtet sind.

12. Einrichtung nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertmaterial aus Platin, Iridium, Rhodium, Palladium, Ruthenium oder Osmium bzw. aus deren Legierungen oder aus einem Oxyd dieser Platinmetalle und Platinme.tall-Legierungen, vorzugsweise mit einem Nichtcdelmetalloxydzusatz von höchstens 50 Gewichtsprozent, besteht.

13. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern der Inertanode aus einem der Metalle Titan, Tantal, Zirkon, Niob cder aus einer Legierung aufgebaut ist, die hauptsächlich aus mindestens einem dieser Metalle besteht.

14. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Opferanoden und Inertanoden aus jeweils getrennt einstellbaren Stromkreisen gespeist sind.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Opferanoden derart gespeist sind, daß die im zugehörigen Behälterteil wirksame Stromdichte der Betriebsstromdichte /„, der elektrolytischen Wasserbehandlung entspricht und daß die Inertanoden derart gespeist sind, daß die im zugehörigen Behälterteil wirksame Stromdichte der Betriebsstromdichte des kathodischen Korrosionsschutzes i_k entspticht.

16. Einrichtung nach Anspruch 14 oder ^,dadurch gekennzeichnet, daß beide Stromkreise Schaltmittel zur Steuerung ihres Ausgangsstromes aufweisen.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Stromkreis für die Opferanoden Schaltmittel zur Steuerung des Ausgangsstromes in Abhängigkeit von der Wasserentnahme aufweist.

18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel derart ausgebildet und angeordnet sind, daß bei Strömungsgeschwindigkeiten größer als 0,3 m/sec in den Rohrleitungen die im Behälter wirksame Stromdichte der elektrolytischen Wasserbehandlung i_w erhöht wird.