DE3707791C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines kathodischen Korrosionsschutzes fuer metallische Flaechen mit Fremdstrom - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines kathodischen Korrosionsschutzes für metallische, mit einem Elektrolyten in Berührung stehende Flächen, mit Fremdstrom unter Verwendung einer inerten Elektrode als Fremdstromanode und eines Potentiostaten, wobei der Schutzstrom periodisch abgeschaltet und das vorhandene Potential (E _Ist ) direkt zwischen der in dieser Phase als Bezugselektrode wirkenden Fremdstromanode und der zu schützenden Oberfläche gemessen und mit dem am Potentiostaten eingestellten Schutzpotential (E _Soll ) verglichen wird und die Differenz (E _Ist -E _Soll ) direkt als Regelgröße für den Schutzstrom herangezogen wird.

Ein Verfahren der vorgenannten Art ist aus der DE-PS 29 16 934 bekannt. Dieses Verfahren hat sich im vielfachen Einsatz in der Praxis bewährt.

Es wurde nun ermittelt, daß das bekannte Verfahren noch verbessert werden kann, und zwar insbesondere dahingehend, daß die Messungen möglichst stromunabhängig durchgeführt werden.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, mit denen erreicht wird, daß das jeweils gerade herrschende Schutzpotential unabhängig von dem geflossenen Schutzstrom meßbar und damit nachregelbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art dadurch gelöst, daß das Potential (E _Ist ) nach einem zeitlichen Intervall als Wartephase nach dem Abschalten gemessen und als Regelgröße in der Regelphase für den in der Einschaltzeit fließenden Schutzstrom herangezogen wird, und eine Vorrichtung gemäß Anspruch 5 gelöst.

Vorteilhafte Ausbildungen des Verfahrens nach Anspruch 1 sind in den Ansprüchen 2 bis 4, solche der Vorrichtung nach Anspruch 5 in den Ansprüchen 6 bis 8 beschrieben.

Durch die Unterteilung des Intervalles, in welchem der Schutzstrom abgeschaltet ist, in eine Wartephase und eine Meß- und Regelphase, wird erreicht, daß das Potential unabhängig von der Größe des vorher geflossenen Schutzstromes gemessen wird. Dabei wird die Erkenntnis zunutze gemacht, daß nach dem Abschalten nicht etwa wie vorher angenommen wurde, eine z. B. platinierte Titananode sofort und für einen längeren Zeitraum ein sehr stabiles konstantes Potential aufweist, sondern daß nach dem Abschalten zwar sofort der Abfall des Potentials, der dem Ohm'schen Spannungsabfall an der Elektrode entspricht, erfolgt, und daß sich daran aber ein weiterer relativ schneller Potentialabfall anschließt, der von der Höhe der vorausgegangenen Polarisation und damit von dem in dem Einschaltintervall geflossenen Strom abhängt. Das stabile Potential, das es zu messen gilt, wird erst nach einer gewissen Zeit erreicht.

War die bekannte Regelungsart schon anderen Schutzarten des kathodischen Korrosionsschutzes überlegen, nicht zuletzt deswegen, weil die inerte Elektrode als Fremdstromanode und als Bezugselektrode herangezogen wurde, so war doch nicht mit Sicherheit auszuschließen, daß sich Meßfehler einschlichen, daß z. B. zu niedrig oder zu hoch gemessen wurde und damit ein zu niedriger oder zu hoher Schutzstrom aufgelegt wurde, was entweder keinen ausreichenden Korrosionsschutz mit sich brachte oder aber eine unerwünschte Wasserstoffentwicklung.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, diese zeigt in

Fig. 1 eine Potential-Zeit-Kurve sowie in

Fig. 2 ein vereinfachtes Schaltbild der vorgenannten Vorrichtung.

Die in der Fig. 1 als Beispiel dargestellte Potential-Zeit-Kurve zeigt den Verlauf des Potentials nach Abschalten des Stromes bei zwei verschiedenen Stromstärken. Dabei handelt es sich um Ströme, die in der Einschaltzeit durch eine platinierte Titan-Anode geflossen waren.

Aus den Kurvenverläufen ist ersichtlich, daß der Abfall des Potentials, der dem Ohm'schen Spannungsabfall an der Elektrode entspricht, wie oben bereits angegeben, zwar sofort erfolgt. Diesem Abfall schließt sich aber ein weiterer Potentialabfall an. Dieser zweite vergleichsweise rasche Abfall ist von der Höhe der vorausgegangenen Polarisation und damit von dem in der Einschaltphase geflossenen Strom abhängig.

Wie sich aus dem Diagramm ergibt, wird das Potential erst nach einer Zeit von ca. 40 µs erreicht.

Wie sich aus Fig. 2 ergibt, steht die zu schützende Oberfläche 1 in Kontakt mit einem Elektrolyten 2, beispielsweise Meerwasser bei einem Schiffsrumpf oder Haushaltswasser bei einem Warmwasserboiler. Die zu schützende Oberfläche 1 ist mit einem Sollspannungsgeber 3 verbunden, mit dem das Schutzpotential (E _Soll ) eingestellt werden soll.

Über die Leitung 4 ist der Sollspannungsgeber 3 mit einem Trennverstärker 5 verbunden, dessen einer Ausgang 6 den einen Teil 7 eines Doppelschalters 8 beaufschlagt. Der andere Teil des Doppelschalters 8 ist mit 9 bezeichnet. Zwischen den beiden Teilen 7 und 9 des Doppelschalters 8 liegt ein Integrator 10.

Der Doppelschalter 8 wird, wie sich aus Fig. 2 ergibt, von einem Regelglied 11 betätigt, welches einmal einen Zeitgeber umfaßt und die Funktionen "Ein/Aus" ausübt. Hinter dem Teil 9 des Doppelschalters 8 ist ein Stromverstärker 12 geschaltet, dessen einer Ausgang über die Leitung 13 mit einer in den Elektrolyten 2 eintauchenden Elektrode 14 verbunden ist. Die Elektrode 14 ihrerseits ist auch über die Leitung 15 mit dem Trennverstärker 5 verbunden. Zusätzlich ist ein elektronisches Verzögerungsglied 17 vorgesehen.

Angedeutet ist die Möglichkeit zur Regelung und zur Aufrechterhaltung des Schutzpotentials die notwendige Energie durch ein Netzteil 16 zu beziehen, dessen Ein- und Ausgänge mit den entsprechenden Spannungsbezeichnungen, die denen der Ein- und Ausgänge des Schutzsystems entsprechen, bezeichnet sind.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist dabei die folgende: Während einer vom Regelglied 11 definierbaren Einschaltzeit fließt der Schutzstrom. Soll nun geregelt werden, wird der Schutzstrom über das Regelglied 11 abgeschaltet und nach einer Wartephase, die vom Verzögerungsglied 17 bestimmt wird, das Potential (E _Ist ) zwischen der in diesem Schaltzustand als Bezugselektrode wirkenden Elektrode 14 und der zu schützenden Oberfläche 1 verglichen, wobei die zu schützende Oberfläche auf Masse liegt. Eine ggf. vorhandene Regelabweichung (E _Ist -E _Soll ) wird vom Integrator 10 in der Regelphase mehrfach aufintegriert, wobei die aufintegrierte Spannung zur Steuerung des nachfolgend wieder zugeschalteten Schutzstromes dient. Dieser Vorgang wird periodisch wiederholt.

Claims (8)

1. Verfahren zur Aufrechterhaltung eines kathodischen Korrosionsschutzes für metallische, mit einem Elektrolyten in Berührung stehende Flächen, mit Fremdstrom unter Verwendung einer inerten Elektrode als Fremstromanode und eines Potentiostaten, wobei der Schutzstrom periodisch abgeschaltet und das vorhandene Potential (E _Ist ) direkt zwischen der in dieser Phase als Bezugselektrode wirkenden Fremdstromanode und der zu schützenden Oberfläche gemessen und mit dem am Potentiostaten eingestellten Schutzpotential (E _Soll ) verglichen wird und die Differenz (E _Ist -E _Soll ) direkt als Regelgröße für den Schutzstrom herangezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Potential (E _Ist ) nach einem zeitlichen Intervall als Wartephase nach dem Abschalten gemessen und als Regelgröße in der Regelphase für den in der Einschaltzeit fließenden Schutzstrom herangezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wartephase mindestens 30 µs dauert.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtabschaltzeit kleiner gleich 10 ms ist.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltzeit des Schutzstromes ein Mehrfaches der Gesamtabschaltzeit beträgt.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Verzögerung des Meßbeginnes nach Abschalten des Schutzstromes mit einem elektronischen Verzögerungsglied (17) versehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein elektronisches Verzögerungsglied (17), das Verzögerungen im Bereich von 30 µs, insbesondere im Bereich von 25- 50 µs, bewirkt.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Regelglied (11), durch das die Abschaltzeit zur Ermittlung der Regelgröße für den Schutzstrom auf höchstens 10 ms begrenzbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein Regelglied (11), durch das die Aufschaltzeit des Schutzstromes auf ein Vielfaches der gesamten Abschaltzeit ausdehnbar ist.