DE3405364A1

DE3405364A1 - Anode for cathodic corrosion protection

Info

Publication number: DE3405364A1
Application number: DE19843405364
Authority: DE
Inventors: Harald 6200 Wiesbaden Holdschick
Original assignee: RHEINHUETTE VORM LUDWIG BECK G
Current assignee: RHEINHUETTE VORM LUDWIG BECK G
Priority date: 1984-02-15
Filing date: 1984-02-15
Publication date: 1985-08-22

Abstract

The invention relates to an anode for cathodic corrosion protection, especially in the case of underground pipes and containers, as well as metallic constructions in seawater, brackish water and river water, equipped with a cable terminal. Particular problems have hitherto been caused in this context by the type of the terminal, because this is the main factor for the useful life, i.e. the service life of the anode. The object of the invention is to increase the service life of the anodes, while the installation should at the same time be especially simple and reliable, and contact resistances are to be minimised. This is achieved in that the anode body (1) has a cavity (3) for accommodating the cable terminal, a steel loop (2) fixed to the anode body being disposed in the cavity (3). <IMAGE>

Description

Anode für den kathodischen Korrosionsschutz Anode for cathodic corrosion protection

Die Erfindung bezieht sich auf eine eine Anode für den kathodischen Korrosionsschutz, insbesondere bei erdverlegten Rohren und Behältern, sowie metallischen Konstruktionen im Meer-, Brack- und Flußwasser, ausgerüstet mit einem Kabelanschluß.The invention relates to an anode for the cathodic Corrosion protection, especially for underground pipes and containers, as well as metallic ones Constructions in sea, brackish and river water, equipped with a cable connection.

Das Prinzip des kathodischen Korrosionsschutzes ist allgemein bekannt und basiert darauf, durch geeignete Maßnahmen, beispielsweise durch die Verwendung von Fremdanoden, die elektrochemischen Reaktionen bei der Korrosion des zu schützenden Metalls zu verhindern, bzw. die Fremdanoden anstelle des zu schützenden Metalls korrodieren zu lassen.The principle of cathodic protection against corrosion is well known and is based on it, through appropriate measures, for example through the use of foreign anodes, the electrochemical reactions in the corrosion of the protected To prevent metal, or the foreign anodes instead of the metal to be protected to corrode.

Solche zu schützenden Materialien sind vor allem erdverlegte Rohre und Behälter, aber auch metallische Konstruktionen im Meer-, Brack- oder Flusswasser. Dazu gehören beispielsweise Brennstoffbehälter an Tankstellen, Zwischenbehälter bei der Erdölförderung, Spuntwände in Hafenanlagen, sowie jede Art von Pipelines für Gas, Ö1 oder Wasser. Der kathodische Korrosionsschutz findet aber auch seine Anwendung für die Passivierung von Schiffskörpern oder Bohrinseln.Such materials to be protected are primarily underground pipes and containers, but also metallic constructions in sea, brackish or river water. These include, for example, fuel tanks at petrol stations, intermediate tanks in oil production, sheet piling in port facilities, as well as all types of pipelines for gas, oil or water. The cathodic protection against corrosion also finds its own Application for the passivation of ship hulls or drilling rigs.

Zur Befestigung des Anschlußkabels an dem Anodenkörper ist es bekannt, in dem Anodenkörper eine Kaverne vorzusehen, in die das Anschlußkabel eingeführt wird, um dann mit einer Blei-Zinn- Legierung ausgegossen zu werden. Nachteilig weist diese Art der Verbindung einen hohen Ubergangswiderstand auf. Zudem besteht die Möglichkeit, daß sich die zumeist in Form einer Kugelkalotte gegossene Legierungsschicht vom Anodenkörper ablöst. Eine weitere Verbindungsmöglichkeit zwischen Anodenkörper und Kabel sieht vor, ein Rohr in den Anodenkörper einzugießen, in dem dann mittels eines Keiles das Anschlußkabel befestigt wird. Abgesehen von dem undefiniert hohen Ubergangswiderstand besteht die Gefahr, daß sich das Kabel leicht von der Anode löst. Außerdem haben diese Anoden nur relativ kurze Standzeiten auch dadurch, daß nicht immer gewährleistet ist, daß sich der Anschluß vollständig im Inneren der Kaverne befindet, nämlich im Schutz eines Faradayschen Käfigs.To attach the connecting cable to the anode body, it is known to provide a cavity in the anode body into which the connecting cable is inserted to be poured with a lead-tin alloy. Has disadvantageous this type of connection has a high contact resistance. There is also the Possibility of the alloy layer, which is usually cast in the form of a spherical cap from the anode body replaces. Another connection option between Anode body and cable provides for a pipe to be poured into the anode body, in which then the connection cable is attached by means of a wedge. Other than that undefined high contact resistance, there is a risk that the cable could easily become detached from the Anode dissolves. In addition, these anodes only have a relatively short service life due to the fact that that it is not always guaranteed that the connection is completely inside the cavern is located, namely in the protection of a Faraday cage.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Anoden für den kathodischen Korrosionsschutz vorzustellen, die sich insbesondere durch hohe Standzeiten auszeichnen, das heißt die praktische Ausnutzung der Anode soll über 90% betragen, bei gleichzeitig besonders einfacher und sicherer Montage und Verhinderung großer Ubergangswiderstände zwischen Anschlußkabel und Anode.The invention is based on the object of anodes for the cathodic To present corrosion protection, which is characterized in particular by a long service life, that is, the practical utilization of the anode should be over 90% at the same time particularly simple and safe assembly and prevention of large contact resistances between connecting cable and anode.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß der Anodenkörper eine Kaverne zur Aufnahme des Kabelanschlusses aufweist, wobei in der Kaverne eine mit dem Anodenkörper fest verbundene Stahlöse angeordnet ist. Auf diese Weise kann der Kabelanschluß leicht geschützt werden, bei gleichzeitiger Ausbildung eines sogenannten Faradayschen Käfigs.The object is achieved according to the invention in that that the anode body has a cavity for receiving the cable connection, wherein A steel eyelet that is firmly connected to the anode body is arranged in the cavern. In this way, the cable connection can be easily protected while at the same time Formation of a so-called Faraday cage.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, daß die Stahlöse teilweise in den Anodenkörper eingegossen ist. Auf diese Weise wird der Ubergangswiderstand zwischen Stahlöse und Anodenkörper dauerhaft klein gehalten, ohne Veränderungen auch nach längerer Standzeit.In a further embodiment of the invention it is advantageously provided that the steel eyelet is partially cast into the anode body. In this way the contact resistance between the steel eyelet and the anode body becomes permanently small held without changes even after a long period of use.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft vorgesehen, daß die Stahlöse mit dem Anschlußkabel fest verbunden ist, vorzugsweise durch eine Hartlötstelle aus Silberlot.In a further embodiment of the invention it is advantageously provided that the steel eyelet is firmly connected to the connecting cable, preferably by a Brazed joint made of silver solder.

Hierdurch wird ebenfalls dauerhaft für eine Verbindung zwischen Anschlußkabel und Stahlöse gesorgt, die sich hinsichtlich ihres Übergangswiderstandes auch bei längerer Standzeit nicht verändert. Das Silberlot hat dabei einen Silberanteil von etwa 40 %.This also makes a connection between connecting cables permanent and steel eyelet, which also affect their transition resistance not changed for a longer period of time. The silver solder has a silver content of about 40%.

Besonders vorteilhaft ist mit der Erfindung vorgesehen, daß die Kaverne mit einer Vergußmasse , vorzugsweise Epoxydharz gefüllt ist, wobei auch ein Teil des das Anschlußkabel umgebenden Schutzschlauches von der Vergußmasse eingeschlossen ist. Hierdurch kann auf einfache Weise vermieden werden, daß das Kabel im Bereich des Anschlußes abknickt und es gegebenenfalls zu einem Kabelbruch kommt.It is particularly advantageous with the invention that the cavern is filled with a potting compound, preferably epoxy resin, also a part of the protective hose surrounding the connection cable enclosed by the potting compound is. This can be avoided in a simple manner that the cable in the area of the connection kinks and a cable break may occur.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Vergußmasse über den Rand der Kaverne hinaus das Kopfende des Anodenkörpers bedeckt. Hierdurch kann der im Bereich der Kaverne relativ dünnwandige Teil des Anodenkörpers geschützt werden.In a further embodiment of the invention it is provided that the casting compound covers the head end of the anode body beyond the edge of the cavern. Through this the part of the anode body which is relatively thin-walled in the area of the cavern can be protected will.

Zweckmäßiger Weise ist mit der Erfindung auch vorgesehen, daß sich zwischen Schutzschlauch und Anschlußkabel eine Haftvermittlungsschicht befindet. Hierdurch wird die Dichtigkeit des Kabelanschlusses gegenüber einem möglichen Eindringen von beispielsweise Seewasser erhöht.Appropriately, the invention also provides that there is an adhesive layer between the protective hose and the connection cable. This reduces the tightness of the cable connection against possible penetration increased by, for example, lake water.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Vergußmasse und der Anodenkörper im Bereich der Kaverne von einer Schutzschicht umgeben sind, die vorzugsweise aus einem Kunststoffrohr oder einem Klebeband besteht. Mit dieser Maßnahme soll verhindert werden, daß beispielsweise Seewasser in die Grenzschicht zwischen Epoxydharz und Anodenformkörper bis in die Kaverne eindringt und der sogenannte "Endeffekt" eintritt. Gleichzeitig wird durch diese Schutzschicht die Handhabung der Anode verbessert und eine Beschädigung des Anschlußteils der Anode beim Transport verhindert.In a further embodiment of the invention it is provided that the casting compound and the anode body is surrounded by a protective layer in the area of the cavern, which preferably consists of a plastic tube or an adhesive tape. With this Measure is to prevent, for example, seawater from entering the boundary layer between epoxy resin and anode molding penetrates into the cavern and the so-called "Bottom line" occurs. At the same time, this protective layer makes handling easier the anode improved and damage to the Connector of the Prevented anode during transport.

In einer weiteren vorteilhaften Gestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Anodenkörper von einer Koksschüttung in einem Blechbehälter umgeben ist, wobei zwischen Anodenkörper und Blechbehälter ein Kunststoffrr mit zahlreichen Bohrungen angeordnet ist. Diese zweckmaßige Ausgestaltung einer Anode weist eine besonders lange Lebensdauer auf und kann als Containeranode mittels Erdbohrer verlegt werden. Durch die Einbettung der Anode in Koksgrus wird der Erdübergangswiderstand verringert und damit die Standzeit der Anode wesentlich verlängert.In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the anode body is surrounded by a bed of coke in a sheet metal container, a plastic tube with numerous holes between the anode body and the sheet metal container is arranged. This expedient embodiment of an anode has a special one long service life and can be laid as a container anode using an auger. By embedding the anode in coke breeze, the earth contact resistance is reduced and thus the service life of the anode is significantly increased.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Anodenkörper als Hohikörper ausgebildet ist, mit zwei sich im Innern des Hohlkörpers gegenüberliegenden nockenartigen Vorsprüngen die zwischen zwei Stahischeiben eingeklemmt sind, wobei die beiden Stahlscheiben über die Stahlöse miteinander verschraubt sind. Diese Hohlanode kann insbesondere in Behältern zum Schutz der Innenwandung eingesetzt werden, in denen die bei Erdölförderung anfallenden chloridreichen Solen sedimentiert werden.In a further embodiment of the invention it is provided that the anode body is designed as a hollow body, with two opposite one another in the interior of the hollow body cam-like projections that are clamped between two steel washers, wherein the two steel disks are screwed together via the steel eyelet. This hollow anode can be used in particular in containers to protect the inner wall, in where the chloride-rich brines produced during oil production are sedimented.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft vorgesehen, daß der Anodenkörper aus Gußmaterial, vorzugsweise aus einer Eisen- Silizium- Legierung besteht. Zweckmäßigerweise wird als Anodenwerkstoff ein 15%iger Eisen-Siliziumguß verwendet. Durch Zugabe weiterer Legierungselemente läßt sich der genannt 15%ige Eisen- Siliziumguß den gegebenen Bedingungen im Einsatzfall auf optimale Weise anpassen, so daß insbesondere hohe Standzeiten der Anoden erreicht werden. In der Regel wird eine derartige Anode mit 200 - 300 Ampere pro Quadratmeter belastet.In a further embodiment of the invention it is advantageously provided that the anode body made of cast material, preferably made of an iron-silicon alloy consists. A 15% iron-silicon casting is expediently used as the anode material used. By adding further alloying elements, the 15% strength can be achieved Adapt iron-silicon casting to the given conditions in the application in an optimal way, so that in particular a long service life of the anodes can be achieved. Usually will such an anode is loaded with 200-300 amps per square meter.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich. aus der nachstehenden Erläuterung mehrerer in den Zeichnungen schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele.Further details, features and advantages of the invention result themselves. from the following explanation of several in the drawings schematically illustrated embodiments.

Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Stabanode Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Containeranode Fig. 3 einen Längschnitt durch eine Hohlanode Figur 1 zeigt den Anodenkörper 1 mit eingegossener Stahlöse 2, deren oberes Ende in die Kaverne 3 hineinragt. Die metallische Seele des Anschlußkabels 4 ist mit der Stahlöse 2 über eine Hartlötstelle 5 verbunden. Die Kaverne 3 ist mit einer Vergußmasse 6 aus Epoxydharz ausgefüllt, wobei ein Teil des das Anschlußkabel 4 umgebenden Schutzschlauches 7 ebenfalls von der Vergußmasse 6 umgeben ist. Die Vergußmasse 6 bedeckt über den Rand der Kaverne 3 hinaus das Kopfende 8 des Anodenkörpers 1. Zwischen Schutzschlauch 7 und Anschlußkabel 4 befindet sich eine Haftvermittlungsschicht 9. Vergußmasse 6 und Anodenkörper 1 sind im Bereich des Kopfendes 8 von einer Schutzschicht 10 umgeben, die aus einem Kunststoffrohr oder einem Klebeband bestehen kann und die beispielsweise hier von der Vergußmasse 6 in einer dünnen Schicht 12 unterlegt ist.They show: FIG. 1 a longitudinal section through a rod anode. FIG. 2 a Longitudinal section through a container anode FIG. 3 shows a longitudinal section through a hollow anode Figure 1 shows the anode body 1 with cast steel eyelet 2, the upper end protrudes into cavern 3. The metallic core of the connecting cable 4 is with the steel eyelet 2 is connected via a braze point 5. The cavern 3 is with a Potting compound 6 made of epoxy resin, with part of the connecting cable 4 surrounding protective hose 7 is also surrounded by the potting compound 6. The potting compound 6 covers the head end 8 of the anode body 1 beyond the edge of the cavity 3. There is an adhesive layer between the protective tube 7 and the connecting cable 4 9. Potting compound 6 and anode body 1 are in the area of the head end 8 of a protective layer 10 surrounded, which can consist of a plastic tube or an adhesive tape and which, for example, are underlaid here by the potting compound 6 in a thin layer 12 is.

Der Anodenkörper 1 kann unterschiedliche Formen aufweisen, mit einer Länge von vorzugsweise zwischen 250 bis 1200 mm, einem Durchmesser im Bereich des Kopfendes von zwischen 40 und 100 mm, wobei der Durchmesser des Anodenkörpers im Bereich des Fußendes 11 zwischen 30 und 100 mm liegt. Die Gewichte der Anodenkörper 1 in ihren unterschiedlichen Formen betragen beispielsweise zwischen 1,5 und 45 Kg.The anode body 1 can have different shapes, with one Length of preferably between 250 to 1200 mm, a diameter in the range of Head end of between 40 and 100 mm, the diameter of the anode body in Area of the foot end 11 is between 30 and 100 mm. The weights of the anode bodies 1 in its different forms are for example between 1.5 and 45 kg.

Die Fiy. 2 zeigt eine sogenanrlte Containeranode , wobei der Anodenkörper 20 von einer Koksschüttung 21 umgeben ist, innerhalb eines Behälters 22, wobei es sich um einen Blech-oder siebartigen Kunststoffbehälter handeln kann. In der Koksschüttung 21 ist ein Kunststoffrohr 23 angeordnet, das dazu dient, die Gasentwicklung zu erleichtern, bzw. dafür zu sorgen, daß die sich entwickelnden Case leicht entweichen können. Die Kaverne mit dem Kabelanschluß befindet sich am Kopfende 24 der Anode 20, entsprec{t-nd der Darstellung gemäß Fig. 1. Der Schutzschlauch 25 reictlt VOfil Kopfende 24 der Anode 20 bis oberhalb des Fübrungssitzes 26. Eine derartige Containeranode weist etwa eine Gesamtlänge von 1800 mm auf, wobei die Anode 20 etwa 1200 min und das Kunststoffrohr 23 etwa 1580 mm lang sind. Der Durchmesser des Blechmantels 22 beträgt dabei etwa 250 mm und der Durchmesser der Elektrode am Kopfende 24 etwa 80 mm.The Fiy. 2 shows a so-called container anode, with the anode body 20 is surrounded by a bulk coke 21, within a container 22, wherein it can be a sheet metal or sieve-like plastic container. In the coke pile 21 a plastic tube 23 is arranged, which serves to facilitate the development of gas, or to ensure that the developing case can easily escape. The cavity with the cable connection is located at the head end 24 of the anode 20, correspondingly the illustration according to FIG. 1. The protective tube 25 extends to the head end 24 of the Anode 20 to above the guide seat 26. Such a container anode has about a total length of 1800 mm, the anode 20 about 1200 min and the Plastic tube 23 are about 1580 mm long. The diameter of the sheet metal jacket 22 is about 250 mm and the diameter of the electrode at the head end 24 about 80 mm.

Fig. 3 zeigt eine Hohlanode, bei der der Anodenkörper 30 in seinem Innern nockenartige Vorsprünge 31 aufweist, die zwischen zwei Stahischeiben 32 und 33 eingeklemmt sind, wobei die beiden Stahlscheiben 32, 33 er die Stahlöse 34 miteinander verschraubt sind. Als Stahlscheiben 32, 33 werden verzinkte und gebürstete Bleche verwendet, um den Übergangswiderstand erfindungsgemäß klein zu halten. Die Stahlscheiben 32 und 33 weisen gegebenenfalls mehrere nicht gezeigte Bohrungen auf, durch die die Vergußmasse, hier beispielsweise Asphalt, in die Kaverne 35, oberhalb und unterhalb der Scheiben 32, 33 gelangen kann. Eine weitere Bohrung dient der Aufhängung eines gegebenenfalls benötigten Halteseils für die Hohlanode, an dem die Anode beispielsweise in einen Behälter eingehängt werden kann. Kopfende 36 und Fußende 37 sind jeweils mit Epoxydharz ausgegossen.Fig. 3 shows a hollow anode in which the anode body 30 in its Has inside cam-like projections 31 between two steel washers 32 and 33 are clamped, the two steel disks 32, 33 he the steel eyelet 34 together are screwed. Galvanized and brushed sheets are used as steel disks 32, 33 used to keep the contact resistance small according to the invention. The steel disks 32 and 33 optionally have a plurality of bores, not shown, through which the casting compound, here for example asphalt, in the cavern 35, above and below the disks 32, 33 can reach. Another hole is used to hang one possibly required tether for the hollow anode, on which the anode, for example can be hung in a container. Head end 36 and foot end 37 are respectively filled with epoxy resin.

Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungen schematisch dargestellten Aüsführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch für Telleranoden, insbesondere zum Einsatz in Seewasser, verwendet werdenThe object of the invention is not limited to that in the drawings schematically illustrated Aüsführungsbeispiele limited. For example, the Device according to the invention also for plate anodes, in particular for use in Sea water, can be used

Claims

Claims 1. Anode for cathodic corrosion protection, in particular in underground pipes and containers, as well as metallic constructions in the sea, Brackish and river water, equipped with a cable connection, characterized in that that the anode body (1, 20, 30) has a cavity (3, 35) for receiving the cable connection having, wherein in the cavity (3, 35) is fixed to the anode body (1, 20, 30) connected steel eyelet (2, 34) is arranged.

2. Anode according to claim 1, characterized in that the steel eyelet (2) is partially cast into the anode body (1).

3. Anode according to claim 1 or 2, characterized in that the steel eyelet (2) is firmly connected to the connecting cable (4), preferably by a brazed joint (5) made of silver solder.

4. Anode according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the cavern (3) is filled with a casting compound (6), preferably epoxy resin is, with part of the protective hose (7) surrounding the connecting cable (4) is enclosed by the potting compound (6).

5. Anode according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the potting compound (6) over the edge of the cavern (3) also the head end (8) of the Anode body (1) covered.

6. Anode according to one of claims 1 to 5, characterized in that that between the protective hose (7) and the connecting cable (4) there is an adhesive layer (9) is located.

7. Anode according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the potting compound (6) and the anode body (1) in the region of the cavity (3) of a protective layer (10) are surrounded, which preferably consists of a plastic tube or tape.

8. Anode according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the anode body (20) from a bed of coke (21) in a sheet metal container (22) is surrounded, with a plastic tube between the anode body (20) and sheet metal container (22) (23) is arranged with numerous holes.

9. Anode according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the anode body (30) is designed as a hollow body, with two inside of the hollow body opposite cam-like projections (31) which between two steel disks (32, 33) are clamped, the two steel disks (32, 33) are screwed together via the steel eyelet (34).

10. Anode according to one of claims 1 to 9, characterized in that that the anode body (1, 20, 30) made of cast material, preferably made of an iron-silicon alloy consists.