DE4439190A1 - Protective anode system with external current for esp. tubular components - Google Patents

Protective anode system with external current for esp. tubular components

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    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
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    • C23F13/02Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
    • C23F13/06Constructional parts, or assemblies of cathodic-protection apparatus
    • C23F13/08Electrodes specially adapted for inhibiting corrosion by cathodic protection; Manufacture thereof; Conducting electric current thereto

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Abstract

The protective anode with external current, for use with (partic. tubular) metal components (1), consists of an anode joined to the positive terminal of a direct-current source whose negative terminal is joined to the component (1) constituting a cathode. The anode (2) takes the form of a wire (3) having an insulating coating (4) which leaves parts of the wire surface free. At the same time, the anode lies at least partially against the inner surface of the component to be protected.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fremdstromschutzanode zum elektrischen Kathodenschutz von metallischen Bauteilen, insbesondere zur Anwendung für rohrförmige Bauteile, be­ stehend aus einem Anodenteil zum Anschluß an eine Gleich­ stromquelle, deren Pluspol mit dem metallischen Anoden­ teil und deren Minuspol mit dem zu schützenden Bauteil als Kathode verbunden ist. Außerdem wird eine vorteil­ hafte Arbeitsweise zum Anbringen eines solchen Anoden­ teils in/oder auf einem rohrförmigen Bauteil, insbeson­ dere in einer Rohrleitung angegeben.The invention relates to an external current protection anode for electrical cathode protection of metallic components, in particular for use with tubular components, be standing from an anode part for connection to an equal power source, its positive pole with the metallic anodes part and its negative pole with the component to be protected is connected as a cathode. It will also be an advantage adhesive method of attaching such an anode partly in / or on a tubular component, in particular specified in a pipeline.

In Großanlagen, beispielsweise in Kühlwasserreinigungsan­ lagen für Kraftwerke, werden eine Vielzahl von Anodentei­ len in Stabform in der Umgebung korrosionsgefährdeter Bauteile angeordnet und mit dem positiven Pol einer gere­ gelten Gleichspannungsquelle verbunden. Der negative Pol der Gleichspannungsquelle steht mit den Bauteilen in Ver­ bindung und ist an Masse gelegt. Dadurch tritt entgegen­ gesetzt zum Korrosionsstrom von den zu schützenden Bau­ teilen ein Schutzgleichstrom auf, der die Materialabtra­ gung an diesen Bauteilen verhindert. Durch die mit Hilfe einer oder mehrerer Referenzelektroden geregelte Gleich­ spannungsquelle wird das hohe Potential der zu schützen­ den Bauteile auf einen gewünschten durch die Wasserzusam­ mensetzung und die vorliegenden Werkstoffe bestimmten Sollwert (Schutzpotential) für eine optimale Schutzwir­ kung abgesenkt. Dabei kann ferner der Sollwert im Betrieb der Anlage so eingeregelt werden, daß empirisch gegebene Grenzwerte eingehalten werden.In large plants, for example in cooling water cleaning plants lay for power plants, a variety of anode parts len in the form of a rod in the vicinity of corrosion Components arranged and with the positive pole a more apply DC voltage source connected. The negative pole the DC voltage source is in ver with the components bond and is grounded. This counteracts  set to the corrosion current from the structure to be protected divide a protective direct current that the material abtra prevented on these components. By with the help one or more reference electrodes regulated equal voltage source will protect the high potential of the the components to a desired one through the water together determination and the existing materials Setpoint (protection potential) for optimal protection kung lowered. The setpoint can also be used during operation the system are adjusted so that empirically given Limit values are observed.

Besondere Schwierigkeiten ergeben sich jedoch beim Ein­ satz des elektrischen Korrosionsschutzes für rohrförmige Bauteile von geringen Abmessungen, wie sie beispielsweise bei Kondensatoren oder Hilfsaggregaten, wie Rohrpumpen, vorliegen. Hier scheidet wegen des geringen Einbauraumes die bekannte Stab- oder Drahtanodenlösung praktisch aus. Bekannte Drahtanoden lassen sich wegen der erforderlichen Isolierung gegenüber den auf Kathodenpotential liegenden Bauteilen, insbesondere bei Systemen mit Rohrbogen und ähnlichen Formgebungen nur beschränkt einsetzen. Außerdem wird durch nicht an der inneren Wandfläche der Bauteile anliegende Drahtanoden der Förderstrom behindert, wobei sich verstärkt an den Drahtanoden Verschmutzungen ansam­ meln, die Betriebsstörungen veranlassen können.However, there are particular difficulties with on set of electrical corrosion protection for tubular Components of small dimensions, such as, for example for condensers or auxiliary units, such as tube pumps, available. This is due to the small installation space the known rod or wire anode solution practically. Known wire anodes can be because of the required Isolation from those at cathode potential Components, especially in systems with elbows and use similar shapes only to a limited extent. also is by not on the inner wall surface of the components adjacent wire anodes hinder the flow, whereby dirt accumulates on the wire anodes that can cause malfunctions.

Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, eine Fremdstromschutzanode zum elektrischen Kathodenschutz so auszugestalten, daß diese Schutzanode auch für rohrför­ mige Bauteile, insbesondere mit geringem Durchmesser, be­ triebssicher eingesetzt werden kann. Eine weitere Aufga­ benstellung besteht darin, einen verbesserten Schutz ro­ tierender Bauteile, beispielsweise von Pumpenschaufelrä­ dern, drehenden Wellen und dgl., zu erzielen. The invention is based on the task, a External current protection anode for electrical cathode protection to design that this protective anode also for tubular components, especially with a small diameter, be can be used safely. Another task It is improved ro protection animal components, such as Pumpenschaufelrä to achieve rotating shafts and the like.  

Zur Lösung dieser Aufgabenstellung ist vorgesehen, daß der drahtförmige Anodenteil an seiner Oberfläche mit ei­ nem Überzug aus Isoliermaterial versehen ist, welcher die Drahtoberfläche teilweise freilegt und daß der draht­ förmige Anodenteil an der inneren Oberfläche des zu schützenden Bauteils im wesentlichen anliegt. Der draht­ förmige Anodenteil kann dabei vorteilhaft linear, bevor­ zugt jedoch wendelförmig mit einer oder mehreren Windun­ gen geformt sein. Dabei erscheint besonders eine solche Weiterbildung zweckmäßig, bei der der wendelförmige Ano­ denteil elastisch, insbesondere aus elastischem Werkstoff und/oder mit elastischem Träger bzw. Trägerwerkstoff aus­ gebildet ist, und sich unter elastischer Vorspannung an der inneren Oberfläche bzw. auf der Oberfläche des zu schützenden Bauteils abstützt. Auf diese Weise wird durch die elastische Vorspannung eine sichere Fixierung im In­ nenraum oder auf dem Umfang des Bauteils erreicht. Der­ artige Federdrahtanoden können beispielsweise vorteilhaft auch in Form eines Klemmbügels ausgebildet sein. Eine an­ dere gegebenenfalls zweckmäßige Befestigung des Anoden­ teils an dem zu schützenden Bauteil kann in einer Klebe­ verbindung bestehen.To solve this task it is provided that the wire-shaped anode part on its surface with egg Nem coating is made of insulating material, which the Wire surface partially exposed and that the wire shaped anode part on the inner surface of the protective component is essentially present. The wire shaped anode part can advantageously be linear before pulls however helically with one or more winds be shaped. One of them appears in particular Training useful, in which the helical Ano elastic part, in particular made of elastic material and / or with an elastic carrier or carrier material is formed, and under elastic bias the inner surface or on the surface of the protective component supports. This way, through the elastic pre-tension a secure fixation in the space or on the circumference of the component. The like spring wire anodes can be advantageous, for example also be designed in the form of a clamp. One on where appropriate, appropriate attachment of the anodes partly on the component to be protected can be in an adhesive connection exist.

Der Anodenteil ist zweckmäßig so ausgebildet, daß er in Abständen von der Isolierung freigelegte Oberflächenab­ schnitte aufweist. Derartige Drahtanoden können bei­ spielsweise abschnittsweise mit Isoliermaterial umkleidet sein oder mit einem perforierten Überzug aus Isolierma­ terial versehen sein, welcher wandseitige Durchbrechungen zur Freilegung der elektrisch wirksamen Oberfläche des Anodenteils aufweist. Sie lassen sich fest an die Innen­ wand bzw. bei Einbauteilen auch an die innere Oberfläche des Bauteils anlegen, ohne daß dabei die Isolation des Anodenteils gegenüber diesen Bauteilen aufgehoben wird. The anode part is suitably designed so that it in Distances from the insulation exposed surfaces has cuts. Such wire anodes can for example, covered in sections with insulating material be or with a perforated covering of Isolierma be provided material, which wall-side openings to expose the electrically active surface of the Has anode part. They adhere to the inside wall or, in the case of built-in parts, also on the inner surface of the component without the insulation of the Anode part is canceled over these components.  

Die Oberfläche des Anodenteils kann ferner mit Isolierma­ terial beschichtet oder mit einem als Überzugsmaterial schlauchförmig ausgebildeten Isoliermaterial versehen sein. Vorteilhaft erscheint eine Ausbildung, bei der ein schlauchartiger Überzug aus Isoliermaterial wandseitige Durchbrechungen oder Perforationen zur Freilegung der elektrisch wirksamen Oberfläche des Anodenteils aufweist.The surface of the anode part can also with Isolierma coated with material or with a coating material provided tubular insulating material his. Training in which a tubular cover made of insulating material on the wall side Openings or perforations to expose the has electrically active surface of the anode part.

Derartige Fremdstromschutzanoden lassen sich zweckmäßig auch als aktivierte Anodenteile in Form der sogenannten Ventilmetall-Anoden ausbilden. Aktivierte Anodenteile aus Titan, Niob und Tantal sind zum elektrischen Korrosions­ schutz von Stahl und Eisen bzw. anderen Schwermetallen in korrosionsgefährdetem Wasser in weitem Anwendungsbereich bekannt.Such external current protection anodes can be expedient also as activated anode parts in the form of the so-called Form valve metal anodes. Activated anode parts off Titanium, niobium and tantalum are used for electrical corrosion protection of steel and iron or other heavy metals in water at risk of corrosion in a wide range of applications known.

Die bekannten Ventilmetall-Anodenwerkstoffe wie Titan, Niob und Tantal wirken durch schwer lösliche Oxidhäute, die unter anodischer Polarisation den Ionenstrom in einem Elektrolyten bis zu einer bestimmten Durchbruchspannung sperren. Wird diese Durchbruchspannung überschritten, so bricht der Strom durch die Oxidschicht und der Anoden­ werkstoff wird unter Ionenabgabe aufgezehrt. Da im prak­ tischen Gebrauch keine Aufzehrung der Schutzanoden ge­ wünscht wird, muß die Oberfläche des Anodenwerkstoffes so geschützt sein, daß ein relativ hoher Anodenstrom ohne Auflösung des Anodenmaterials aufgenommen werden kann. Dieser Strom wird durch Umladungsprozesse von Ionen des Elektrolyten an der aktivierten Oberfläche der Anoden hervorgerufen. Im Meerwasser und Süßwasser handelt es sich dabei um die Entladung und Freisetzung gasförmigen Chlors aus Chloriden und um gasförmigen Sauerstoff aus der Zersetzung von Wasser. Zur Aktivierung können zweck­ mäßig bekannte Beschichtungen aus Platin, Platinbeimetal­ len (mit Ausnahme von Palladium) oder halbleitenden Pla­ tinmetalloxiden und Unedelmetalloxiden verwendet werden. Besonders günstig erscheint die Aktivierung durch Plati­ nierung, bei der die Anode elektrochemisch nahezu poten­ tialstabilisiert wird, da die Potentiale für die Freiset­ zung von Sauerstoff 1,23 Volt und für Chlor 1,35 Volt ge­ genüber einer Normalwasserstoffelektrode in einem sauren Elektrolyten betragen. In der Praxis werden diese Span­ nungen nur bei hohen Stromdichten (verursacht durch die teilweise Beladung der Anodenoberfläche mit Gasen) oder bei kleiner Elektrolytleitfähigkeit stark überschritten.The well-known valve metal anode materials such as titanium, Niobium and tantalum act through poorly soluble oxide skins, which under anodic polarization the ion current in one Electrolytes up to a certain breakdown voltage lock. If this breakdown voltage is exceeded, then the current breaks through the oxide layer and the anodes material is consumed with ion release. Since in practice table use no consumption of the protective anodes is desired, the surface of the anode material must be so be protected that a relatively high anode current without Resolution of the anode material can be recorded. This current is generated by the recharging processes of ions of the Electrolytes on the activated surface of the anodes evoked. It acts in sea water and fresh water concern the discharge and release gaseous Chlorine from chlorides and around gaseous oxygen the decomposition of water. For activation purposes moderately known coatings made of platinum, platinum metal  len (with the exception of palladium) or semiconducting pla tin metal oxides and base metal oxides are used. Activation by Plati appears to be particularly favorable nation, in which the anode almost pots electrochemically is stabilized tial, since the potentials for the release of oxygen 1.23 volts and for chlorine 1.35 volts compared to a normal hydrogen electrode in an acid Electrolytes. In practice, these become span only at high current densities (caused by the partial loading of the anode surface with gases) or greatly exceeded with low electrolyte conductivity.

Eine zweckmäßige Ausbildung kann daher vorsehen, daß der wendelförmige Anodenteil als an sich bekannte Ventilme­ tall-Anode ausgebildet ist. Hierzu kann der Anodenteil aus einem federelastischem Grundmaterial und aus einer Beschichtung mit Niob oder Titan bestehen. Das federela­ stische Grundmaterial kann vorteilhaft ein Stahldraht sein.Appropriate training can therefore provide that the helical anode part as Ventilme known per se tall anode is formed. For this, the anode part from a resilient base material and from one Coated with niobium or titanium. The federela tical base material can advantageously be a steel wire his.

Bei einer zweckmäßigen Ausbildung kann vorgesehen sein, daß der wendelförmige Anodenteil wenigstens an seinem einen Ende gegebenenfalls jedoch auch beidseitig mit dem Pluspol der Gleichstromquelle verbunden ist. Der Minuspol dieser Gleichstromquelle liegt an dem kathodischen Bau­ teil.If the training is appropriate, it can be provided that that the helical anode part at least on his one end, if necessary, also on both sides with the Positive pole of the DC power source is connected. The minus pole this direct current source is due to the cathodic structure part.

Es kann ferner zweckmäßig sein, die Gleichstromquelle in bekannter Weise als einen mit einer Referenzelektrode verbundenen Anodenregelkreis auszubilden. Zur besseren Anpassung der Schutzwirkung an örtlich verschiedene Ein­ wirkungsbereiche kann es ferner vorteilhaft sein, in dem zu schützenden Bauteil mehrere mit separaten Anodenregel­ kreisen verbundene Anodenteile anzuordnen. It may also be expedient to use the direct current source in known way as one with a reference electrode to form connected anode control loop. For better Adaptation of the protective effect to locally different ones areas of effect, it can also be advantageous in the component to be protected several with separate anode rule circles to connect connected anode parts.  

Als Anschlußarmatur für einen solchen Anodenteil kann vorteilhaft ein aus einer mit Isoliermaterial vergossenen Anschlußkammer herausragendes Anschlußstück vorgesehen sein, welches mit einer Ausnehmung zur Klemmbefestigung eines Endes des Anodenteils versehen ist. Eine solche Ausbildung ist in der deutschen Patentschrift 32 00 221 beschrieben und die dort gezeigten Merkmale können auch in Verbindung mit der vorliegenden technischen Lösung, gegebenenfalls zweckmäßig angewendet werden.As a connection fitting for such an anode part advantageous one made of a potted with insulating material Connection chamber projecting connector provided be, which with a recess for clamping one end of the anode part is provided. Such Training is in the German patent specification 32 00 221 described and the features shown there can also in connection with the present technical solution, may be used appropriately.

Besondere Schwierigkeiten treten im allgemeinen dann auf, wenn rotierende Bauteile in den Kathodenschutz einge­ schlossen werden sollen. Dabei kann es sich beispiels­ weise um Teile einer Pumpe oder um andere rotierende Bau­ teile handeln. Eine vorteilhafte technische Lösung kann hierzu vorsehen, daß bei der Anwendung des Anodenteils bei einem rotierenden Bauteil als Spannungsanschlüsse für dieses Bauteil und für den Anodenteil drehbare Stromab­ nehmer vorgesehen sind. Diese drehbaren Stromabnehmer können in verschiedener Weise ausgebildet sein, bevorzugt erscheint die Ausbildung als Schleifringsystem aber auch induktive Spannungsübertragung mit zusätzlicher Wechsel­ richtung erscheint anwendbar.Special difficulties generally arise if rotating components are inserted in the cathode protection should be closed. It can be, for example around parts of a pump or other rotating structure act parts. An advantageous technical solution can provide that when using the anode part for a rotating component as voltage connections for this component and for the anode part rotatable downstream participants are provided. These rotating pantographs can be designed in different ways, preferred the training as a slip ring system also appears inductive voltage transmission with additional change direction appears applicable.

Beim Schutz rotierender Bauteile kann es zweckmäßig sein, zusätzlich zu mindestens einem drahtförmigen Anodenteil mindestens eine Flächenanode bevorzugt an dem Drehteil anzuordnen. Es erscheint jedoch möglich und gegebenen­ falls zweckmäßig auch bei Anordnungen ohne wendelförmiges Anodenteil, d. h. bei anderer Anodengestaltung, beispiels­ weise in Stab- oder Plattenform das System der drehbaren Stromabnehmer zur Spannungszuführung und damit zum Schutz der rotierenden Bauteile anzuwenden. When protecting rotating components, it can be useful in addition to at least one wire-shaped anode part at least one surface anode preferably on the rotating part to arrange. However, it seems possible and given if appropriate also for arrangements without helical Anode part, d. H. with other anode design, for example the system of the rotatable in rod or plate form Pantographs for voltage supply and thus for protection of the rotating components.  

Zur Regelung mit Hilfe eines Anodenregelkreises kann min­ destens eine Referenzelektrode starr vor den zu schützen­ den rotierenden Bauteilen, bevorzugt jedoch auf dem ro­ tierenden Bauteil selbst isoliert angeordnet sein. Die Spannungsversorgung erfolgt ebenfalls über drehbare Stromabnehmer, insbesondere Schleifringsysteme.For control using an anode control loop, min to rigidly protect a reference electrode from the the rotating components, but preferably on the ro tive component itself can be arranged isolated. The Power is also supplied via rotatable Pantographs, especially slip ring systems.

Die im vorangegangenen genannten speziellen Ausbildungen von Anodenteilen zum Schutz rotierender Bauteile können besonders zweckmäßig einzeln oder in Kombination zum Schutz einer Rohrpumpe gegen Korrosion verwendet werden.The special training mentioned above of anode parts to protect rotating components particularly useful individually or in combination with Protection of a pipe pump against corrosion can be used.

Ein günstiges Verfahren zum Ein- bzw. Aufsetzen einer der oben beschriebenen wendelförmigen, elastischen Feder­ drahtanoden in bzw. auf ein rohrförmiges Bauteil, insbe­ sondere in eine Rohrleitung, kann in der Weise ausgeführt werden, daß die wendelförmige Federdrahtanode zunächst vor dem Einbau unter entsprechender elastischer Vorspan­ nung auf einen Durchmesser fixiert wird, welcher kleiner bzw. größer ist als der Durchmesser des zu schützenden rohrförmigen Bauteils und daß die in ihrem Durchmesser verkleinerte bzw. erweiterte Federdrahtanode dann in das rohrförmige Bauteil eingezogen oder über das rohrförmige Bauteil übergezogen und dort als Anodenwendel entfaltet wird.An inexpensive method for inserting or putting on one of the The helical elastic spring described above wire anodes in or on a tubular component, esp special in a pipeline, can be carried out in the manner be that the helical spring wire anode initially before installation with appropriate elastic preload voltage is fixed to a diameter that is smaller or is larger than the diameter of the to be protected tubular component and that in its diameter then reduced or expanded spring wire anode into the tubular component retracted or over the tubular Component covered and unfolded there as an anode coil becomes.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen:The invention is illustrated schematically in the following illustrated embodiments explained in more detail; it demonstrate:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Rohrleitung mit eingelegter Federdrahtanode, Fig. 1 shows a longitudinal section through a pipe with an inserted spring wire anode,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Rohrleitung nach Fig. 1, Fig. 2 shows a cross section through the pipeline according to Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine kathodisch ge­ schützte Rohrpumpe. Fig. 3 shows a longitudinal section through a cathodically protected tube pump.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Stahlrohr 1 dargestellt, an dessen Innenwandseite sich eine Federdrahtanode 2 un­ ter elastischer Vorspannung abstützt.In Figs. 1 and 2, a steel pipe 1 is shown, a spring wire anode 2 un ter elastic pretension is supported on the inner wall side.

Die Federdrahtanode 2 besteht aus einem mit Niob oder Ti­ tan beschichteten Stahldraht 3, welcher wendelförmig ge­ bogen ist. Als Isolierung ist ein schlauchartig aufge­ zogenes Isoliermaterial 4 vorgesehen, bei dem Zwischenab­ schnitte 5 zur Freigabe der elektrisch wirksamen Oberflä­ chenteile des Anodenteils ausgespart bleiben. Die Länge der isolierstofffreien Oberflächenabschnitte der Feder­ drahtanode darf nicht zu groß gewählt werden, weil sonst bei Durchbiegung die Gefahr der direkten Kontaktgabe mit dem als Kathodenteil geschalteten Stahlrohr 1 besteht. Im allgemeinen sind daher die mit Isoliermaterial abgedeck­ ten Teil Längsabschnitte der Federdrahtanode erheblich länger als die freigelegten Abschnitte. Ein zweckmäßiges Verhältnis ist beispielsweise 4 : 1. Anstelle der ab­ schnittsweisen abgelösten Isolierung kann auch ein perfo­ rierter Schlauch über die Oberfläche des Anodenteils ge­ zogen werden, wobei jeweils Lochdurchbrechungen für den entsprechenden Kontakt mit der elektrisch wirksamen Ober­ fläche sorgen.The spring wire anode 2 consists of a steel wire 3 coated with niobium or titanium, which is helically bent. As insulation, a hose-like insulation material 4 is provided, in the intermediate sections 5 to release the electrically effective surface surfaces of the anode part. The length of the non-insulating surface sections of the spring wire anode must not be chosen too large, because otherwise there is a risk of direct contact with the steel tube 1 connected as the cathode part in the event of deflection. In general, therefore, the partial longitudinal sections of the spring wire anode covered with insulating material are considerably longer than the exposed sections. A useful ratio is, for example, 4: 1. Instead of the insulation peeled off in sections, a perforated tube can also be drawn over the surface of the anode part, hole openings ensuring the appropriate contact with the electrically effective upper surface.

Bei der Anwendung der oben beschriebenen konstruktiven Prinzipien zum elektrischen Kathodenschutz von rotieren­ den Bauteilen, ergibt sich für eine Rohrpumpe folgende mögliche und vorteilhafte Ausführungsform.When using the constructive described above Principles for the electrical cathode protection of rotating the components, the following results for a tube pump possible and advantageous embodiment.

In einem Gehäuse 6 der Rohrpumpe ist ein mit Radialschau­ feln 7 bestückter Rotor 8 über eine Welle 9 antreibbar gelagert. Der elektromotorische Wellenantrieb ist aus Übersichtlichkeitsgründen in der Zeichnung weggelassen worden. Die Innenwandfläche des rohrförmigen Gehäuses 6 wird durch eine oberflächenisolierte Federdrahtanode 10 geschützt. Diese erstreckt sich über die Länge des freien Innenraums und ist über ein in der Zeichnung nicht darge­ stellte stationäre Anschlußverbindung mit dem Anodenre­ gelkreis verbunden.In a housing 6 of the tube pump is equipped with a radial rock 7 rotor 8 is drivably mounted on a shaft 9 . The electromotive shaft drive has been omitted from the drawing for reasons of clarity. The inner wall surface of the tubular housing 6 is protected by a surface-insulated spring wire anode 10 . This extends over the length of the free interior space and is connected via a stationary connection connection, not shown in the drawing, to the anode circuit.

Eine weitere gleichfalls wendelförmige Federdrahtanode 12, elektrisch verbunden mit der Federdrahtanode 10, ist zusätzlich am äußeren Umfang eines feststehenden Wel­ lenschutzrohres 11 vorgesehen. Damit keine ungünstige Strömungsbeeinflussung durch die auf der Außenseite des Wellenschutzrohres 11 liegende Federdrahtanode 12 ein­ tritt, kann es gegebenenfalls zweckmäßig sein, die Feder­ drahtanode in eine schraubenförmige Nut an der Oberfläche des Wellenschutzrohres einzulegen oder die Federdraht­ anode in ein isolierendes strömungstechnisch günstig ge­ formtes Spezialprofilteil einzulegen. Der Anschluß dieser weiteren Federdrahtanode 12 an den Anodenregelkreis er­ folgt ebenso wie der Gehäuseanschluß über eine starre nicht gezeichnete Anschlußverbindung.Another likewise helical spring wire anode 12 , electrically connected to the spring wire anode 10 , is additionally provided on the outer circumference of a fixed wel protection tube 11 . So that there is no unfavorable flow influence through the spring wire anode 12 lying on the outside of the shaft protection tube 11 , it may be appropriate to insert the spring wire anode into a helical groove on the surface of the shaft protection tube or to insert the spring wire anode into an insulating, aerodynamically shaped special profile part . The connection of this further spring wire anode 12 to the anode control loop, he follows just like the housing connection via a rigid connection, not shown.

Für einen dauernden Schutz der beweglichen Teile der Pumpe sind auf der Außenseite des Rotors 8 Flächenanoden 13, 14 vorgesehen, die materialmäßig wie die Federdraht­ anoden 10, 12 aufgebaut und ebenfalls oberflächenaktiviert sein können.For permanent protection of the moving parts of the pump 8 surface anodes 13 , 14 are provided on the outside of the rotor, the material like the spring wire anodes 10 , 12 constructed and can also be surface activated.

Die zwei oder auch mehreren Flächenelektroden 13, 14 die gegenüber der metallischen Oberfläche des Rotors 8 iso­ liert sind, werden in Parallelschaltung durch eine ent­ sprechende Verbindungsleitung 15 mit einem Schleifring 16 verbunden, dem über ein ruhendes Abtastelement vom An­ odenregelkreis Spannung zugeführt wird. Die Welle 9 und die mit ihr verbundenen gleichfalls drehbaren Innenteile sind über einen Masseanschluß 17 mit einem weiteren Schleifring 18 verbunden, dessen Abtaststift die Masse­ verbindung mit dem Minuspol der Gleichstromquelle her­ stellt. Durch die Flächenanoden 13, 14 die direkt am umlaufenden Rotor angeordnet sind, wird gewährleistet, daß die umlaufenden Teile nicht nur zum Zeitpunkt des Vorbeifahrens an einer Außenanode am Schutz teilnehmen, sondern dauernd geschützt sind. Dies ist ein wesentlicher Vorteil.The two or more surface electrodes 13, 14 which are isolated from the metallic surface of the rotor 8 are connected in parallel by a corresponding connecting line 15 to a slip ring 16 , which is supplied with voltage via a static sensing element from the anode control circuit. The shaft 9 and the likewise rotatable inner parts connected to it are connected via a ground connection 17 to a further slip ring 18 , the stylus of which connects the ground to the negative pole of the direct current source. The surface anodes 13, 14 which are arranged directly on the rotating rotor ensure that the rotating parts not only take part in the protection at the time of passing an outer anode, but are permanently protected. This is an essential advantage.

An der Spitze des Rotors 8 ist ferner eine Referenzelek­ trode 19 vorgesehen und über Anschlußleitungen 20, 21 mit Schleifringen 22, 23 verbunden. Die Anordnung der Abtast­ elemente der Schleifringe und die Verdrahtung zum An­ schluß an den Anodenregelkreis erfolgt nach bekannten Re­ geln der elektrischen Schaltungstechnik und benötigt keine nähere Erläuterung. Die Anodenteile 13, 14 können zweckmäßig als flache Scheiben oder tellerförmig ausge­ bildet sein. Bei ihrer Anbringung ist ebenfalls darauf zu achten, daß der Strömungsverlauf innerhalb der Pumpe nicht ungünstig beeinflußt wird.At the top of the rotor 8 , a reference electrode 19 is also provided and connected to slip rings 22, 23 via connecting lines 20 , 21 . The arrangement of the sensing elements of the slip rings and the wiring for connection to the anode control loop is carried out according to known rules of the electrical circuit technology and requires no further explanation. The anode parts 13, 14 can expediently be formed as flat disks or plate-shaped. When installing them, care must also be taken to ensure that the flow within the pump is not adversely affected.

Durch diese kombinierte Anwendung von wendelförmigen Anodenteilen in Verbindung mit Flächenanoden kann ein nahezu perfekter Pumpenschutz erreicht werden. Anstelle der Flächenanoden 13, 14 kann gegebenenfalls zweckmäßig auch eine weitere Wendeldrahtanode auf der Oberfläche des kegelförmig zulaufenden Rotors 8 bzw. in einer entspre­ chenden Oberflächenausnehmung angeordnet sein.This combined use of helical anode parts in connection with surface anodes means that almost perfect pump protection can be achieved. Instead of the surface anodes 13 , 14 , a further spiral wire anode can optionally also be expediently arranged on the surface of the conically tapering rotor 8 or in a corresponding surface recess.

Die Schaltung der Referenzelektrode 19 erfolgt in bekann­ ter Weise, wie dies beispielsweise in der DE-42 29 977 A1 beschrieben wird.The circuit of the reference electrode 19 takes place in known manner, as is described, for example, in DE-42 29 977 A1.

Claims (17)

1. Fremdstromschutzanode zum elektrischen Kathodenschutz von metallischen Bauteilen, insbesondere zur Anwen­ dung für rohrförmige Bauteile (1; 6) bestehend aus ei­ nem Anodenteil zum Anschluß an eine Gleichstrom­ quelle, deren Pluspol mit dem metallischen Anodenteil und deren Minuspol mit dem zu schützenden Bauteil als Kathode verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der drahtförmige Anodenteil (2) an seiner Oberfläche mit einem Überzug (4) aus Isoliermaterial versehen ist, welcher die Drahtoberfläche teilweise freilegt, und daß der drahtförmige Anodenteil (2) an der inne­ ren Oberfläche des zu schützenden Bauteils (1; 6) wenigstens teilweise anliegt.1. External current protection anode for electrical cathode protection of metallic components, in particular for appli cation for tubular components ( 1 ; 6 ) consisting of egg nem anode part for connection to a direct current source, the positive pole with the metallic anode part and the negative pole with the component to be protected as a cathode is connected, characterized in that the wire-shaped anode part ( 2 ) is provided on its surface with a coating ( 4 ) of insulating material which partially exposes the wire surface, and in that the wire-shaped anode part ( 2 ) on the inner surface of the component to be protected ( 1 ; 6 ) at least partially. 2. Fremdstromschutzanode nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der drahtförmige Anodenteil (2) wendelförmig geformt ist.2. external current protection anode according to claim 1, characterized in that the wire-shaped anode part ( 2 ) is helically shaped. 3. Fremdstromschutzanode nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der wendelförmige Anodenteil (2) und/oder ein Träger des Anodenteils elastisch ausge­ bildet ist und sich unter elastischer Vorspannung an dem zu schützenden Bauteil (1; 6) abstützt.3. external current protection anode according to claim 2, characterized in that the helical anode part ( 2 ) and / or a carrier of the anode part is formed elastically and is supported under elastic bias on the component to be protected ( 1 ; 6 ). 4. Fremdstromschutzanode nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Anodenteil (2) in Abständen von der Isolierung (4) freigelegte Oberflächenabschnitte (5) aufweist. 4. external current protection anode according to claim 1, characterized in that the anode part ( 2 ) at intervals from the insulation ( 4 ) has exposed surface sections ( 5 ). 5. Fremdstromschutzanode nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Anodenteil (2) aus einem uned­ len Grundmaterial mit einer aktivierenden Beschich­ tung, insbesondere aus Niob, Titan, Tantal oder Pla­ tin besteht.5. External current protection anode according to claim 1, characterized in that the anode part ( 2 ) consists of a base material with an activating coating, in particular of niobium, titanium, tantalum or platinum. 6. Fremdstromschutzanode nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Grundmaterial des Anodenteils (2) federelastisch ist.6. external current protection anode according to claim 5, characterized in that the base material of the anode part ( 2 ) is resilient. 7. Fremdstromschutzanode nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Überzug (4) aus Isoliermaterial wandseitige Durchbrechungen zur Freilegung der elek­ trisch wirksamem Oberfläche des Anodenteils (2) auf­ weist.7. external current protection anode according to claim 1, characterized in that the coating ( 4 ) made of insulating material wall-side openings to expose the electrically effective surface of the anode part ( 2 ). 8. Fremdstromschutzanode nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Anschlußarmatur für den wendel­ förmigen Anodenteil (2) ein aus einer mit Isolierma­ terial vergossenen Anschlußkammer herausragendes An­ schlußstück vorgesehen ist, welches mit einer Ausneh­ mung zur Klemmbefestigung eines Endes des Anodenteils (2) versehen ist.8. external current protection anode according to claim 1, characterized in that as a connection fitting for the helical anode part ( 2 ) is provided from a material encapsulated with Isolierma material connecting chamber outstanding at the connection piece, which with a Ausneh tion for clamping one end of the anode part ( 2 ) is provided. 9. Fremdstromschutzanode nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei der Anwendung des Anodenteils für ein rotierendes Bauteil als Spannungsanschlüsse für dieses Bauteil und für den Anodenteil drehbare Stromabnehmer vorgesehen sind.9. external current protection anode according to claim 1, characterized ge indicates that when using the anode part for a rotating component as voltage connections for this component and for the anode part rotatable Pantographs are provided. 10. Fremdstromschutzanode nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die drehbaren Stromabnehmer ein Schleifringsystem (16, 18) bilden. 10. External current protection anode according to claim 9, characterized in that the rotatable current collectors form a slip ring system ( 16 , 18 ). 11. Fremdstromschutzanode nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei rotierbaren Bauteilen an diesem Bauteil mindestens ein Anodenteil (13, 14) angeordnet ist.11. External current protection anode according to claim 1, characterized in that at least one anode part ( 13 , 14 ) is arranged in rotatable components on this component. 12. Fremdstromschutzanode nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an dem rotierenden Bauteil (8) min­ destens eine Referenzelektrode (19) vorgesehen ist, deren Anschlußverbindungen (22, 23) drehbar ausgebil­ det sind.12. External current protection anode according to claim 1, characterized in that on the rotating component ( 8 ) min at least a reference electrode ( 19 ) is provided, the connection connections ( 22 , 23 ) are rotatably ausgebil det. 13. Schutzschaltung mit einer Fremdstromschutzanode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wendel­ förmige Anodenteil (2) wenigstens an seinem einen Ende mit dem Pluspol einer Gleichstromquelle ver­ bunden ist.13. Protection circuit with an external current protection anode according to claim 1, characterized in that the helical anode part ( 2 ) is connected at least at one end to the positive pole of a direct current source. 14. Schutzschaltung mit einer Fremdstromschutzanode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleich­ stromquelle als ein mit einer Referenzelektrode (19) verbundener Anodenregelkreis ausgebildet ist.14. Protection circuit with an external current protection anode according to claim 1, characterized in that the direct current source is designed as an anode control circuit connected to a reference electrode ( 19 ). 15. Schutzschaltung mit einer Fremdstromschutzanode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zu schützenden Bauteil mehrere mit separaten Anoden­ regelkreisen verbundene wendelförmige Anodenteile (2) angeordnet sind.15. Protection circuit with an external current protection anode according to claim 1, characterized in that a plurality of helical anode parts ( 2 ) connected to separate anode control loops are arranged in the component to be protected. 16. Fremdstromschutzanode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zu schützende Bauteil eine Rohrpumpe ist.16. External current protection anode according to claim 2, characterized in that the component to be protected is a Pipe pump is. 17. Verfahren zum Einsetzen eines federelastischen wen­ delförmigen Anodenteils (2) nach Anspruch 3 in einen rohrförmigen Bauteil, insbesondere in eine Rohrlei­ tung, dadurch gekennzeichnet, daß der wendelförmige Anodenteil (2) vor dem Einbau unter entsprechender elastischer Vorspannung auf ein Durchmesser einge­ rollt bzw. auf einen Durchmesser aufgeweitet und fi­ xiert wird, welcher kleiner bzw. größer ist als der Innendurchmesser bzw. der Außendurchmesser des zu schützenden rohrförmigen Bauteils und daß der in sei­ nem Durchmesser verkleinerte oder erweiterte Anoden­ teil (2) in das rohrförmige Bauteil eingezogen oder über das rohrförmige Bauteil übergezogen und dann als Anodenwendel unter mechanischer Vorspannung an dem Bauteil anliegend, entfaltet wird.17. A method for inserting a resilient wen del-shaped anode part ( 2 ) according to claim 3 in a tubular component, in particular in a Rohrlei device, characterized in that the helical anode part ( 2 ) before installation under appropriate elastic bias rolls to a diameter or is expanded and fi xed to a diameter which is smaller or larger than the inside diameter or the outside diameter of the tubular component to be protected and that the anode part ( 2 ), which is reduced or enlarged in diameter, is drawn into or pulled over the tubular component the tubular component is pulled over and then unfolded as an anode coil under mechanical prestress on the component.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102014201244A1 (en) * 2014-01-23 2014-11-20 Carl Zeiss Smt Gmbh CORROSION PROTECTED COOLING

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