DE2520427A1

DE2520427A1 - Verfahren und vorrichtung zur erzeugung einer korrosionsschutzschicht in rohrleitungen und armaturen

Info

Publication number: DE2520427A1
Application number: DE19752520427
Authority: DE
Inventors: Erhard Dr Herre; Hermann Ing Grad Ludley
Original assignee: Gruenbeck Wasseraufbereitung GmbH
Current assignee: Gruenbeck Wasseraufbereitung GmbH
Priority date: 1975-05-07
Filing date: 1975-05-07
Publication date: 1976-11-18
Also published as: DE2520427B2

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer Korrosionsschutzschicht in Rohrleitungeii Imd Armaturen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Korrosionsschutzschicht in Rohrleitungen und Armaturen von Brauch- und Trinkwasser sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Für Installationsleitungen werden im wesentlichen verzinkte Leitungen, Kupferleitur-ren und zum Teil auch schwarze Leitungen verwendet. Die verzinkten Leitungen bilden naturgemäß in gewissem Umfang einen eigenen Korrosionsschutz, der vor allem auf Zinkverbindungen wie Zinkhydroxid beruht. Dieses Zinkhydroxid wird laufend bei dem Wasserdurchgang abgebaut und wieder aufgebaut. In vielen Fällen genügt also eine Verzinkung zum Erreichen eines Korrosionsschutzes in Eisenleitungen. Es hat sich aber herausgestellt, daß sich die Zinkhydroxidschicht nicht immer gleichmäßig aufbaut sondern eine unregelmäßige Schicht bildet; es sind dann weitere Schutzmethoden erforderlich. Eine solche Maßnahme ist der Aufbau von korrosionshemmenden Deckschichten, wie sie durch Einspeisen von Phosphatlösungen und Silikatlösungen entstehen.
In vielen Fällen ist die Einspeisung von diesen Chemikalien erfolgreich. Aber sowohl die Zinkhydroxidschicht als naturgegebene Schutzschicht als auch die phosphat- und silikathaltigen Schutzschichten reichen nicht in jedem Fall zur Bildung solcher Schutzschichten aus. Ähnliches gilt auch für Kupferleitungen. In Kupferleitungen bilden sich naturgemäß ebenfalls eigene Schutzschichten aus. Reichen diese nicht aus, dann wird ebenfalls mit Phosphaten und Silikaten zum Aufbau zusätzlicher korrosionshemmender Deckschichten dosiert.
Gelegentlich treten auch hierbei Lochkorrosionen auf. Neuere Untersuchungen zeigen, daß bei verzinkten Leitungen das Zinkhydroxid als korrosionshemmende Schutzschicht eine starke Rolle spielt. Das Zinkhydroxid kann jedoch nicht künstlich erzeugt und eingeschleust werden, da Zink im Trinkwasser unerwünscht ist.
Aus der DT-PS 17 71 805 ist es bekannt, daß unter Verwendung von Elektroden aus Aluminium oder aus Aluminiumlegierungen, die als Anoden geschaltet werden, ein Korrosionsschutz von Brauch- und Nutzwasseranlagen erzielt werden soll. Aus der DT-PS 21 44 514 ist ferner eine Einrichtung zum Korrosionsschutz von warmwasserbefahrenen Behältern sowie diesen Behältern nachgeschalteten Rohrleitungen mittels in den Behälter eingebauter, fremdstrombeaufschlagter Elektroden, welche von mindestens einer Gleichstromquelle gespeist sind, bekannt.
Auch dabei werden Aluminiumanoden verwendet. Bei der Verwendung von Aluminium als Anode ergibt sich insbesondere das Problem, daß Aluminium-Ionen weitgehend im Trinkwasser unerwünscht sind und Maximalgehalte vom Gesetzgeber festgelegt sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit dem schnell eine Korrosionsschutzschicht erzeugt werden kann, wobei das dazu verwendete Material den Vorschriften des Gesetzgebers entspricht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Erzeugung einer Korrosionsschutzschicht in Rohrleitungen und Armaturen von Brauch- und Trinkwasser gelöst, welches gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Magnesiumhydroxidgel als Schutzschicht erzeugt wird. Magnesium ist bekanntlich in gelöster Form in den Trinkwässern vorhanden.
Die Vorrichtung zur Durchführung des obigen Verfahrens weist einen Behälter und eine in diesen hineinragende, fremdstrombetriebene Anode auf und ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Anode aus Magnesium bzw.
aus geeigneten Magnesiumlegierungen besteht.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen: Fig. 1 eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens; Fig. 2 den Anodenbehälter in einem größeren Maßstab; Fig. 3 eine andere Ausführungsform des Anodenbehälters; Fig. 4 eine Draufsicht auf den in Fig. 3 gezeigten Anodenbehälter; und Fig. 5 eine andere Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten Anlage.
Die in Figur 1 gezeigte Anlage umfaßt einen Anodenbehälter oder Warmwasserbereiter 1 mit eingebauter Magnesiumanode, die mit Fremdstrom betrieben wird. Dem Behälter 1 ist in der Wasserzuführungsleitung ein Strömungswächter 2 vorgeschaltet.
Vor dem Strömungswächter ist ein Sperrventil 12 zum Absperren beim Ausbau oder bei der Wartung der Anlage vorgesehen. Am Ausgang des Behälters 1 ist ein weiteres Sperrventil 13 vorgesehen, welches ebenfalls beim Ausbau der Anlage oder bei der Wartung derselben gesperrt werden kann. In einem ausreichenden Abstand von dem Behälter 1, der in der Regel mindestens 4 m betragen soll, ist in der zu schützenden Leitung ein vorzugsweise optisch transparentes Rohrstück 4 vorgesehen, welches selbst vorteilhafterweise mindestens 20 cm lang sein soll. An dem Rohrstück lt ist eine Vorrichtung zur Transparenzmessung vorgesehen. Diese besteht beispielsweise aus einer Lichtquelle, etwa einem Laser auf der einen Rohrseite und einem Empfänger auf der gegenüberliegenden Seite des Rohrstücks, beispielsweise einer auf die Wellenlänge der Lichtquelle ansprechenden Photozelle.
Die Einzelheiten des Behälters 1 sind am besten in den Figuren 2 bis 4 zu erkennen. Gemäß Figur 2 weist der zylindrisch ausgebildete Behälter 1 einen Einlaufstutzen 14 zur Verbindung mit dem Strömungswächter 2 und an seinem gegenüberliegenden oberen Ende einen Auslaufstutzen 15 zur Verbindung der zu den zu schützenden Rohren führenden Leitung auf. Der Behälter 1 ist durch einen Verschlußdeckel 16 mittels leicht bedienbarer Verschraubungen 17 fest verschlossen. Das Austreten von Wasser wird durch eine Dichtung 18 verhindert. Im Verschlußdeckel 16 ist ein Isolierstück 19 eingebaut, in welches die Magnesiumanode 10 eingeschraubt ist. Am unteren Ende des Behälters 1 ist eine verschließbare oeffnung 20 für die Schlammentleerung vorgesehen, die zu dem Boden des Behälters 1 führt.
über dem Boden des Behälters 1 ist ein Siebkorb 21 zur leichteren Entfernung von Schlamm angeordnet. Ferner ist im Verschlußdeckel 16 ein Entlüftungsventil 3 vorgesehen.
Zur Erzielung eines günstigen Strömungsquerschnittes wird der Anodenbehälter selbst relativ eng gewählt. Die Grenze liegt jedoch da, wo sich Brückenbildungen zwischen Anode und Behälterwand ergeben können. Durch besondere Anordnung der Elektroden kann der Strömungsquerschnitt diesbezüglich noch verbessert werden. In der in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsform ist zu diesem Zweck eine aus drei Platten 22, 23, 24 zusammengesetzte sternförmige Mittelkathode vorgesehen, die mit dem Behälter elektrisch verbunden ist. Jeweils zwischen zwei Platten ist eine Magnesiumanode 25, 26, 27 vorgesehen, die elektrisch isoliert an dem Verschlußdeckel 16 befestigt und von diesem getragen werden. Ansonsten entspricht der Aufbau des in den Figuren 3 md 4 gezeigten Behälters im wesentlichen der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform.
Der Strömungswächter 2 ist mit einer elektrischen Steuerung 5 verbunden, die den der Anode 10 zuzuführenden Strom ein- oder ausschaltet. Ferner wird die elektrische Steuerung 5 von dem Ausgangssignal der Einrichtung 28 zur Transparenzmessung an dem Rohrstück 4 beaufschlagt. Die Steuerung 5 steuert die Stromzufuhr in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Stromwächters, welcher bei Unterschreitung eines bestimmten Durchflußwertes die Stromführung aus- und bei Überschreitung einschaltet, und der Vorrichtung ur Transparenzmessung, die die Größe des Stromes verändert.
Bei Neuinstallationen und bei solchen mit bereits vorhandener Korrosion wird die Anlage zunächst mit einem kontinuierlichen Wasserdurchfluß von vorzugsweise mehr als 250 l/h bei eingeschalteter Stromzuführung durch den Behälter gefahren. Dadurch wird Magnesiumhydroxid erzeugt und in das Wasser eingeschleust und über den Ausgang zu den Leitungen geführt. Auf den beispielsweise verzinkten oder kupfernen Leitungen setzt sich jetzt das Magnesiumhydroxidgel auf der Wand ab und bildet dort eine dünne, gelartige Schutzschicht, die korrosionshemmend wirkt. Die Behinderung der Korrosionen ruht vor allen Dingen auf der gelartigen Konsistenz des Magnesiumhydroxides, weiter auf der Alkalität der Schutzschicht und auf der sauerstoffbremsenden Wirkung derselben. Die Anlage wird so lange in der Ausgangseinstellung gefahren, bis sich eine ausreichende Schutzschicht gebildet hat, was durch die Vorrichtung 28 zur Transparenzmessung angezeigt wird oder gegebenenfalls durch die Sichtkontrolle eines festeingebauten Proberohres feststellbar ist.
Nach dem erstmaligen Aufbau der Schutzschicht reicht der intermittierende, in den Haushalten übliche Wasserverbrauch zur Aufrechterhaltung der Schutzschicht aus. Dabei schaltet der Strömungswächter 2 die Stromversorgung der Anode 10 bzw.
der Anoden 25, 26, 27 nur dann ein, wenn ein Mindestwasserdurchfluß von beispielsweise 100 l/h stattfindet. Die Abschaltung bei einem Durchfluß von beispielsweise weniger als 100 1 erfolgt, dmit sich in dem Behälter 1 während des Stillstandes kein Gas bildet.
Bei ausreichendem Wasserverbrauch kann die Schutzschicht auch unter den im Haushalt üblichen intermittierenden Wasserentnahmen erzeugt werden. Hierbei werden bis zum Aufbau einer ausreichenden Schutzschicht höhere Stromwerte gefahren.
Je nach Betriebsbedingungen ergibt sich ein unterschiedliches Schutzschichtwachstum. Dies erfordert in gewissen Zeitabständen eine Sichtkontrolle der eingebauten Proberohrstücke und eine Anpassung der Stromstärke mit der die Magnesiumanode betrieben wird.
Durch die Vorrichtung 28 zur Transparenzmessung kann die Stromstärke automatisch entsprechend dem Schutzschichtaufbau in der Rohrleitung verändert werden.
Die mit dem Magnesiumhydroxid gebildete korrosionshemmende gelartige Schutzschicht ist im wesentlichen unabhängig von der Wasserzusammensetzung. Das hat den Vorteil, daß diese z.B. auch bei enthärtetem Wasser oder bei salzarmem Wasser und sogar bei stark salzhaltigem Wasser verwendet werden kann.
Die Erzeugung des Magnesiumhydroxides kann in Abhängigkeit von der Art des Wassers veränderbar eingestellt werden. Da die Zusammensetzung des Wassers die Ablagerung des Magnesiumhydroxides direkt beeinflußt, erfolgt die Berücksichtigung der Zusammensetzung des Wassers durch die Transparenzmessung mit Hilfe der Vorrichtung 28.
Während bei der in Figur 1 gezeigten Anlage das Magnesiumhydroxidgel im Hauptstrom des Wassers erzeugt wird, wird die in Figur 5 gezeigte Anlage im Nebenstrom betrieben. Die Wassermengenaufteilung erfolgt über ein Überströmventil 29.
In beiden gezeigten Ausführungsformen der Anlage kann zur Kontrolle der abgesetzten Korrosionsschutzschicht das Rohrstück 4 aus der Rohrleitung herausgenommen werden. Zu diesem Zweck ist das Rohrstück mit normalen flachdichtenden Verschraubungen und Flanschen zwischen die Leitung gesetzt.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Erzeugung einer Korrosionsschutzschicht in Rohrleitungen und Armaturen von Brauch- und Trinkwasser, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnesiumhydroxidgel als Schutzschicht erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnesiumhydroxidgel mittels einer mit Fremdstrom betriebenen Magnesiumanode erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnesiumhydroxid im Hauptstrom des Kaltwassers erzeugt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnesiumhydroxid im Nebenstrom des Kaltwassers erzeugt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnesiumhydroxid im Warmwasserbereich erzeugt und eingeschleust wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Einschleusen hinter dem Kessel im Hauptstrom erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnesiumhydroxid im Nebenstrom erzeugt und eingeschleust wird.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnesiumhydroxid direkt im Warmwasserbereiter erzeugt und eingeschleust wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung und Einschleusung von Magnesiumhydroxid gleichzeitig für das Kaltwasser- und das Warmwassersystem in einer nahe hinter der Wasseruhr vorgesehenen Anlage erfolgt.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Behälter und wenigstens einer in diesen hineinragenden fremdstrombetriebenen Anode, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (10) aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen besteht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strömungswächter (2) vorgesehen ist, der in Abhängigkeit von dem Durchfluß die Vorrichtung ein- bzw. ausschaltet.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der zu beschichtenden Rohrleitung ein optisch transparentes Rohrstück (4) vorgesehen ist und daß die Stärke der gebildeten Schutzschicht durch Transparenzmessung an deni Rohrstück (4) meßbar ist.