DE4118831A1 - Verfahren zur verhinderung eines bewuchses von stahlwasserbauwerken und schiffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung eines Bewuchses von Stahlwasserbauwerken und Schiffen im Unter­ wasserbereich unter Verwendung einer elektrischen Korrosions­ schutzanlage mit einem Gleichrichter sowie eine elektrische Korrosionsschutzanlage zur Durchführung des Verfahrens.

Elektrische Korrosionsschutzanlagen z. B. benutzen statt Opferanoden Fremdstromanoden, um das zu schützende Objekt in eine nicht korrodierende Kathode zu verwandeln. Der benötigte Gleichstrom wird vom Gleichrichter der Korrosionsschutzanlage erzeugt und mittels Fremdstromanoden, die den Pluspol des Gleichstromes bilden, über den Elektrolyten wie z. B. Meer­ wasser zum zu schützenden Objekt wie einem Schiffskörper oder einem Stahlwasserbauwerk geleitet. Das zu schützende Objekt bildet die Kathode, also den Minuspol. Hierbei ist bekannt, daß der gleichgerichtete Wechselstrom Oberwellen erzeugt, die auch an der Phasengrenze Metall-Elektrolyt der Kathode, d. h. z. B. des Stahlkörpers, vorhanden sind. Der Einsatz von elek­ trischen Korrosionsschutzanlagen insbesondere bei Schiffen hat gezeigt, daß ein wesentlich geringerer Bewuchs auftritt als bei vergleichbaren Schiffen, die nur Opferanoden auf­ weisen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren aufzu­ zeigen, mit dem der Betrieb elektrischer Korrosions­ schutzanlagen so verbessert werden kann, daß an Stahlwasser­ bauwerken und Schiffen gegenüber bekannten Korrosionsschutz­ anlagen eine Bewuchsverhinderung erzielt wird. Desweiteren soll eine elektrische Korrosionsschutzanlage so ver­ bessert werden, daß das angestrebte Verfahren durchgeführt werden kann.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe bezüglich des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und bezüglich der elektrisch leitenden Korrosionsschutzanlage durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 6. Vorteil­ hafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Nach der Erfindung wird an der Phasengrenze Metall-Elektrolyt ein unterschiedliches Frequenz-und Oberwellenspektrum aufge­ baut, das zu einer Wechselwirkung auf den Bewuchs führt. Durch die pulsierende Frequenz werden an Tieren bzw. Larven von Tieren unterschiedlicher Größe und Art jeweils die Span­ nungen unterschiedlicher Größe und Art erzeugt, die einen dem Tier unangenehmen Spannungsabfall erzeugen. Hierzu wird über eine Zusatzeinrichtung am oder im Gleichrichter der elek­ trischen Korrosionsschutzanlage die Fremdstromanode mit po­ sitiven und negativen Impulsen unterschiedlicher Frequenz und Intensität beaufschlagt, wobei jeweils der positive und nega­ tive Anteil für sich getrennt eingeregelt und einjustiert werden kann. Die Zusatzeinrichtung ist vorzugsweise ein Takt­ generator, der als Taktgeber, Umpoler und Frequenzwandler ausgebildet ist. Dieser Taktgenerator taktet den zur Fremd­ stromanode geführten Gleichstrom, jeweils die positive und negative Amplitude für sich getrennt.

Die Erfindung wird nachstehend am Beispiel der in den Zeich­ nungen schematisch dargestellten elektrischen Korrosions­ schutzanlagen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 das schematische Blockschaltbild einer getakteten elektrischen Korrosionsschutzanlage,

Fig. 2 das Blockschaltbild einer gegenüber der Anlage nach Fig. 1 erweiterten Anlage.

Die Korrosionsschutzanlage 1 nach Fig. 1 weist in bekannter Weise einen Gleichrichter 2 auf, der mit einer Fremd­ stromanode 3 verbunden ist. Die Fremdstromanode 3 ist einer Kathode 4 zugeordnet, die z. B. durch einen Stahlschiffs­ körper gebildet sein kann. Die elektrische Korrosionsschutz­ anlage weist ferner eine Meßelektrode 5 auf, die mit einem Meßwertauswertegerät 6 verbunden ist, das den Soll/Istwert­ vergleich durchführt. Das Meßwertauswertegerät 6 steht mit einem Regler 8 in Verbindung, der auf einen Taktgenerator 7 einwirkt. Das Meßwertauswertegerät 6 und der Regler 8 sind ferner mit einem Sollwertvorgabestellglied 12 verbunden. Der Taktgenerator 7 ist mit dem Gleichrichter 2 verbunden und taktet die positiven und negativen Anteile der an die Fremd­ stromanode 3 angelegten Impulse unterschiedlicher Frequenz für sich getrennt und mit unterschiedlicher Intensität. Die Minuspole des bzw. der Gleichrichter 2 sind an die Kathode 4 angeschlossen. Amplitude, Frequenz und Impulsbreite sind re­ gelbar. Hierbei ist es möglich, an der Fremdstromanode 3 ent­ weder nur die jeweils anliegende positive Spannung mit unter­ schiedlicher Frequenz zu takten oder aber die anliegende positive Spannung mit unterschiedlichen Frequenzen zu takten und gleichzeitig umzukehren. Hierbei können die positiven und negativen Anteile für sich getrennt mit unterschiedlicher In­ tensität durch Einwirkung des Reglers 8 geregelt bzw. er­ zeugt werden, der Spannung U und Stromstärke I in der Amplitu­ de regelt. Am Taktgenerator 7, der als Taktgeber, Umpoler und Frequenzwandler dient, ist ferner eine Taktumgehung 13 vorgesehen. Diese ermöglicht es, die getaktete elek­ trische Korrosionsschutzanlage 1 auch ungetaktet als nor­ male elektrische Korrosionsschutzanlage zu betreiben.

Da es sich bei einer negativen Taktung der Fremdstromanode 3 der elektrischen Korrosionsschutzanlage 1 zur anodischen Be­ lastung des kathodisch zu schützenden Objektes kommt, wird die Korrosionsgefahr an diesem verstärkt. Um das Bauwerk weiterhin kathodisch zu schützen, ist es deshalb erforder­ lich, gegenüber der getakteten elektrischen Korrosionsschutz­ anlage 1 eine weitere elektrische Korrosionsschutzanlage 10 vorzusehen, gegen die die getaktete elektrische Korrosions­ schutzanlage 1 getrennt betrieben wird. Eine solche Anlage 9, die aus einer getakteten elektrischen Korrosionsschutzanlage 1 und einer ungetakteten elektrischen Korrosionsschutzanlage 10 mit gemeinsamer Netzeinspeisung 11 besteht, ist in Fig. 2 dargestellt. Mit zunehmender höherer negativer Taktung der elektrischen Korrosionsschutzanlage 1 wird somit die an der Fremdstromanode der ungetakteten elektrischen Korrosions­ schutzanlage anliegende Gleichspannung automatisch erhöht. Die Erfassung der Meßwerte für die erforderliche Stromer­ höhung erfolgt über Meßelektroden 5 der ungetakteten elek­ trischen Korrosionsschutzanlage 10. Mit der Meßelektrode 5 wird das an der Kathode 4 vorhandene Potential gemessen. Durch die Einwirkung des Gleichstroms bzw. der Taktung des Taktgenerators 7 auf die Fremdstromanode 3 wird das Potential an der Kathode 4 verändert und von der Meßelektrode 5 erfaßt. Gemäß der Sollwerteinstellung am Sollwertvorgabestellglied 12 wird über die Meßwerterfassung 6 und den Regler 8 durch Veränderung von Spannung und Strom des Gleichrichters 2 das erforderliche Potential automatisch wieder eingestellt.

Es können beliebige Ausführungen von Fremdstromanoden 3 verwendet werden. Die Fremdstromanode 3 kann z. B. als halb­ kugelig abstrahlende Anode ausgebildet sein und einen akti­ vierten Titanstreifen als Anodenmaterial aufweisen. Es ist aber auch möglich, den Anodenkörper aus aktivierter leitender Keramik auszubilden. Hierbei kann die Keramik mit Platin oder einem Mischoxid aktiviert sein. Der Anodenisolierkörper der Fremdstromanode kann jeweils aus glasfaserverstärktem Poly­ esterharz bestehen. Als Meßelektroden können alle zum kathodischen Schutz einsetzbaren Elektroden zur Anwendung kommen, wie z. B. Zn-Seewasser, Ag/AgCl-Seewasser oder Elektroden mit entsprechendem Zwischenelektrolyt.

Claims (7)

1. Verfahren zur Verhinderung eines Bewuchses von Stahlwas­ serbauwerken und Schiffen im Unterwasserbereich unter Verwendung einer elektrischen Korrosionsschutzanlage mit einem Gleichrichter, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Gleichrichter erzeugte gleichgerichtete Span­ nung getaktet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Fremdstromanode anliegende positive Spannung mit unterschiedlicher Frequenz getaktet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Fremdstromanode anliegende positive und nega­ tive Spannung mit unterschiedlicher Frequenz getaktet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die positiven und negativen Anteile der an die Fremd­ stromanode angelegten Impulse unterschiedlicher Frequenz für sich getrennt mit unterschiedlicher Intensität gere­ gelt erzeugt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die getaktete elektrische Korrosionsschutzanlage gegen eine weitere elektrische Korrosionsschutzanlage ohne Taktung betrieben wird, deren anliegende Spannung in Abhängigkeit von den Meßwerten einer Meßelektrode gere­ gelt verändert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßelektrode den jeweiligen Istwert des Potentials an der Kathode erfaßt und daß dann bei Abweichungen des Istwertes vom Sollwert durch einen Regler Spannung und Strom des Gleichrichters so verändert werden, bis der Istwert des Potentials an der Kathode dem Sollwert entspricht.

7. Elektrische Korrosionsschutzanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6, mit einem Gleichrichter und mindestens einer Fremdstromanode sowie ggf. einer Meßelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Fremdstromanode (3) verbundene Gleichrichter (2) mit einem regelbaren Taktgenerator (7) und die Meßelektrode (5) über ein Meßwertauswertegerät (6) mit einem Regler (8) verbunden ist, der mit dem Taktgenerator (7) in Ver­ bindung steht.