DE2637633C3

DE2637633C3 - Verfahren zum Korrosionsschutz eines mit einem elektrisch leitenden Medium im Kontakt stehenden metallischen Objekts

Info

Publication number: DE2637633C3
Application number: DE19762637633
Authority: DE
Inventors: Vladimir Grigorevitsch Mojsa
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-08-20
Filing date: 1976-08-20
Publication date: 1980-02-07
Also published as: DE2637633A1; DE2637633B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Korrosionsschutz eines mit einem elektrisch leitenden Medium im Kntakt stehenden metallischen Objekts durch seine auodische Polarisierung mittels periodischer Anlegung eines Polarisationsstromes zwischen einer Gegenelektrode (Kathode) und dem zu schützenden Objekt zwecks Aufrechterhaltung eines elektrischen Potentials in vorgegebenen Grenzen.

Bei einem Verfahren dieser Art, wie es aus der US-PS 34 42 779 bekannt ist, wird der Po'arisationsstrom in den Zeitpunkten eingeschaltet, in denen das Potential des zu schützenden Objekts bis zur unteren Grenze der eingestellten Regelungszone sinkt. Unter Einwirkung des Polarisationistromes verschiebt sich das Potential des Objekts zu positiven Werten und wenn die obere Grenze der Regeiungszo.ie errecht wird, wird der Polarisationsstrom abgeschaltet Nach der Abschaltung des Polarisationsstromes verschieb sich das Potential des zu schützenden Apparates spontan zur unteren Grenze der Regelungszone, wobei dies eine wiederholte Einschaltung des Polarisationsstromes bewirkt. Die Frequenz der Stroneinschaltung wird von der Abfallgeschwindigkeit des Potentials von der oberen bis zur unteren Grenze der Regelungszonc bei abgeschaltetem Polarisationsstrom bestimmt und hängt von der Art des Metalls und des aggressiven Mediums sowie von Niveauänderungen des elektrisch leitenden Mediums und seiner Temperatur ab. Gewöhnlich liegt die Einschaltfrequenz zwischen einigen Sekunden und mehreren zehn Minuten. Wegen der großen Schaltfrequenz ist die Lebensdauer des Potentialreglers gering, und dadurch wird auch die Zuverlässigkeit des Korrosionsschutzes herabgesetzt. Außerdem kann das beschriebene Verfahren den Korrosionsschulz von Erzeugnissen bei Unterbrechungen der elektrischen Energieversorgung nicht gewährleisten.

Bekannt ist auch ein Verfahren zum anndischen Korrosionsschutz von Erzeugnissen, bei dem zur Pass'vierung des korrespondierenden Erzeugnisses (Anode) und zur Aufrechterhaltung seines passiven Zustands der Strom eines galvanischen Elektrodenpaa res benutzt wird, das bei Kontakt des zu schützenden Erzeugnisses und eines Kathodenprotektors gebildet wird (vgl, N, D/T ο m a s C h e w, Ο, P. T s c h e r η o W ä, »Passivität: und Korrosionsschutz von Metallen«, Moskau, 1965, S, 153 sowie den Beitrag von M₁S t e r η, W. W ί s s e η b e r g im J. Elektrochem, Soc., 1959, S. 106, 751).

Als k'alhodenprotektöfen benutzt man Edelmetalle (Platin, Palladium, Gold), korrosionsbeständige Sorten von nichtrostenden Stählen, Metalloxide, Graphit.

Für die Funktion solcher galvanischen Paare und folglich für den Erfolg des Korrosionsschutzes ist das Flächenverhälmis des Protektors und des zu schützenden Erzeugnisses von entscheidender Bedeutung.
Dieses Verfahren zum Korrosionsschutz von Erzeugnissen zeichnet sich durch hohe Zuverlässigkeit, einfache technische Realisierbarkeit sowie durch Unabhängigkeit von externen Speisequellen aus, erfordert aber Kathodenprotektoren mit großer Fläche, um nicht nur den passiven Zustand der Erzeugnisse aufrechtzuerhalten, sondern auch die Passivierung in der Anlaßperiode sowie bei Störungen des stabilen passiven Zustands der Erzeugnisse als Folge von verschiedenen Ursachen sicherzustellen. Eine effektive Anwendung von Kathodenprotektoren ist nur dann möglich, wenn deren Fläche mit der Fläche des zu schützenden Erzeugnisses vergleichbar oder größer als diese ist. Aus diesem Grunde konnten bisher Kathodenprotektoren keine industrielle Anwendung für den anodischen Korrosionsschutz finden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Korrosionsschutzverfahren für mit einem elektrisch leitenden Medium in Kontakt stehende metallische Objekte zu entwickeln, bei dem eine Verringerung der Potentialrückgangsgeschwindigkeit an den Objekten in den Pausen zwischen den Polarisationsstromimpulsen erreicht wird, die von einem periodisch wirkenden Potentialregler geliefert und zwischen einer Gegenelektrode (Kathode) und dem zu schützenden Objekt angelegt werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gegenelektrode in den Pausen der Polarisationsstromzuführung mit dem zu schützenden Objekt elektrisch kurzgeschlossen wird.

Als Gegenelektrode, mit der das zu schützende Erzeugnis in Kontakt tritt, können sowohl die Kathode, als auch andere im Kontakt mit dem aggressiven elektrisch leitenden Medium befindlichen Elektroden benutzt werden, die sich für die Funktion als Kathodenprotektoren eignen.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Korrosionsschutz von Erzeugnissen wird die Möglichkeit beibehalten, die Größe oder die Einschaltzeit des Polarisationsstromes in weiten Grenzen zu ändern und dadurch den Hauptvorteil des Schutzes von Erzeugnissen mit Hilfe von Polarisationseinrichtungen beizubehalten; gleichzeitig wird ein hoher Grad an Zuverlässigkeit erreicht, der für den Schutz der Erzeugnisse mit Hilfe von Protektoren kennzeichnend ist.

Die Möglichkeit, die Größe oder die Einschaltzeit des Polansationsstromes in weilen Grenzen zu ändern, ist besonders bei der Passivierung von Metallerzeugnissen oder bei sprunghaften Änderungen von Parametern eines technologischen Vorganges wichtig, die den Übergang der zu schützenden Erzeugnisse in den aktiven Zustand bewirken können. Bei normalem Ablauf des technologischen Vorganges gewährleistet das erfindungsgemäße Verfahren mtt hoher Zuverlässigkeit die Aufrechterhaltung des passiven Zustands der geschützten Erzeugnisse.

Da die zusätzlichen Elektroden (Kathodenproteku> ren) beim Verfahren gemäß der Erfindung nur zur Aufrechterhaltung des passiven Zustands oder zur Verringerung der Polentialabfallgeschwirtdigkeil an geschützten Erzeugnissen bei Unterbrechung des Polarisationsstromes benutzt werden, kafift die Fläche der zusätzlichen Elektroden 50 bis 100 mal kleiner als

die Fläche der zu schützenden Erzeugnisse sein. Dadurch wird die Anwendung von Kathodenprotektoren möglich.

Beim erfindungsgemäßen Schutzverfahren ist der Betrieb des Potentialreglers nur in der Anlaßperiode oder bei Abweichungen der technologischen Prozesse vom vorgegebenen Ablauf erforderlich, wenn die Leistung der Kathodenprotektoren zur Aufrechterhaltung des passiven Zustands der geschützten Erzeugnisse nicht ausreichend isL Infolgedessen werden die Betriebsbedingungen der periodisch wirkenden Potentiatregler erleichtert und ihre Lebensdauer erhöht

Da der stationäre Zustand des Korrosionsschutzes durch den Protektorstrom aufrechterhalten wird, ist das erfindungsgemäße Verfahren zum Korrosionsschutz von Erzeugnissen gegenüber Ausfällen der elektrischen Energieversorgung weniger empfindlich.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnung, die ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung zeigte näher erläutert.

In einem zu schützenden metallischen Objekt (Erzeugnis) 1, das mit einem elektrisch teitenden Medium 2 (z. B. Schwefelsäure oder Ammoniaklösung) gefüllt ist, befindet sich eine getauchte Referenzelektrode 3, die mit einem zur Regelung des elektrischen Potentials des Erzeugnisses 1 dienenden Potentialregler 4 elektrisch verbunden ist. Der Potentialregler 4 enthält eine in F i g. 1 nicht gezeigte Vorgabeeinrichtung sowie einen Verstärker 5, an dessen Eingang die Referenzelektrode 3 liegt Der Ausgang des Verstärkers 5 ist an den Eingang eines Stellgliedes (Relais) 7 geschaltet Die Schließkontakte 8 des Relais 7 liegen ip dem durch einen Gleichrichter 9 und eine Gegenelektrode 6 gebildeten Stromkreis, während die Öffnungskontakte 10 des Relais 7 in den Stromkreis gegen Elektrode 6 — Erzeugnis 1 eingeschaltet sind.

Als Referenzelektrode 3 können z. B. eine Kalomelektrode, eine Chlorsilberelektrode oder eine Quecksilbersulfatelelftrode benutzt werden.

Für die Herstellung der Gegenelektrode 6 kann man einen zum Betrieb als Kathodenprotektor geeigneten Werkstoff, z. B. platziertes Metall oder Graphic verwenden.

Liegt dsr gemessene Potentialwert des als Anode dienenden Erzeugnisses 1 zu einem Zeitpunkt unterhalb der mit der Vorgabeeinrichtung eingestellten Regelungszone, so schaltet das im Verstärker 5 verstärkte und durch die Differenz des vorgegebenen und des gemessenen Potentials gegebene Differenzsignal das Relais 7 ein. Über die Schließkontakte 8 schaltet dds Relais 7 den Gleichrichter 9 zwischen die Kathode 6 und die Anode 1 ein. Der Stromfiuß im Kreis Anode-Kathode führt zur Verschiebung des Potentials des zu schützenden Erzeugnisses 1 zu positiven Werten hin. Beim Anstieg des Potentials bis zur oberen Grenze der Regelungszone schaltet das Relais 7 den Polarisationsstrom vom Gleichrichter 9 ab und schließt über die Kontakte 10 die Kathode 6 an das die Anode bildende Erzeugnis 1 an, wobei ein galvanisches Paar gebildet wird. Der Strom dieses durch die Anode und den Kathodenprotektor gebildeten galvanischen Paares verringert die Abfallgeschwindigkek des Potentials am Erzeugnis 1 und trägt dabei zur Bildung ieines stabilen passiven Zustandes bei. Mit der fortschreitenden Passivierung des Erzeugnisses 1 vergrößern sich die Intervalle zwischen den Einschaltzeitpunkten des Polaris:.:ionsstromes so lange, bis der Strom des galvanischen Paares für die Aufrechterhaltung des passiven Zustands des zu schützenden Erzeugnisses 1 ausreichend wird. Bei diesem Zustand des Erzeugnisses

jo wird der Potentialregler 4 nicht in Betneb gesetzt. Der erreichte Betriebszustand der Einrichtung wird beliebig lange aufrechterhalten, bis die Passivität des Erzeugnisses 1 aus irgend einem Grunde gestört wird.
Wenn der passive Zustand des Erzeugnisses 1 infolge

J5 von physikalisch-chemischen Vorgängen im technologischen System oder aus einem anderen Grunde gestört wird und der Strom des galvanischen Paares für die Wiederherstellung der Passivität nicht ausreicht, führt der Potentialabfall zur wiederholten Inbetriebsetzung des Potentialreglers 4 und zur wiederholten Formierung des passiven Zustandes des Erzeugnisses 1.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Korrosionsschutz eines mit einem elektrisch leitendem Medium im Kontakt stehenden metallischen Objekts durch seine snodische Polarisierung mittels periodischer Anlegung eines Polarisationsstromes zwischen einer Gegenelektrode (Kathode) und dem zu schützenden Objekt zwecks Aufrechterhaltung eines elektrischen Potentials in vorgegebenen Grenzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode in den Pausen der Polarisationsstromzuführung mit dem zu schützenden Objekt elektrisch kurzgeschlossen wird.