DK167622B1 - Varmeveksler med anodisk korrosionsbeskyttelse - Google Patents

Description

i DK 167622 B1

Opfindelsen angår en varmeveksler med anodisk korrosionsbeskyttelse af den i krav l’s indledning angivne art.

Anodisk beskyttelse af denne art har længe været kendt, 5 idet en passiv oxidfilm dannes på metaloverfladen ved at opretholde et anodisk potential ved samme. Metaloverfladen pacificeres ved til denne at føre en strøm med en relativ høj strømstyrke af den indledningsvis angivne art.

Når den nævnte oxidfilm opbygges, vokser potentialet 10 imellem nævnte kontrolreferenceelektrode og metaloverfladen, dvs. anoden. En relativ lav strømstyrke er så tilstrækkelig til at opretholde potentialet svarende til en passiv metaloverflade. Hvis potentialet skulle begynde at vokse ud over det passive potentialeområde, forsvinder 15 passiveringsvirkningen og overfladen begynder gradvis at korrodere. Passiveringsvirkningen er vist i fig. 1 hvor potentialet er afbildet i forhold til strømtætheden på en logaritmisk skala. Forskellige stålkvaliteter har noget forskellige passive potentialområder. Kontrolenheden le-20 verer en strømstyrke, som er tilstrækkelig til at kontrolpotentialet, som måles af referenceelektroden, kan holdes ved en forudbestemt værdi.

Sædvanligvis er systemet konstrueret således, at den nød-25 vendige strømstyrke frembringes ved hjælp af et apparat, som påvirkes af en styreenhed med kontrolreferenceelek-troden som et detekterende middel. Tilsyneladende når det af kontrolreferenceelektroden målte potentiale den forudbestemte værdi og strømstyrken reduceres til under passi-30 veringsstrømstyrken før end alle varmevekslerens metaloverflader er blevet gjort passive.

Opfindelsen har til formål at afhjælpe denne ulempe og tilvejebringe en korrosionsbeskyttelse af en varmeveksler 35 af den indledningsvis nævnte art, som er pålidelig og sikker. Dette opnås ifølge opfindelsen ved det i krav l's kendetegnende del angivne.

2

UIV I O/OZ-' D I

Korrosionsbeskyttelse af den indledningsvis nævnte art kan anvendes i forskellige typer varmevekslere, såsom f.eks. pladevarmevekslere og rørvarmevekslere. En udførelsesform ifølge opfindelsen er beregnet til anvendelse 5 for pladevarmevekslere. Den separate strømningsvej kan udformes på mange måder, f.eks. således at det korroderende medium føres i en partiel strøm til en opsamlingsbeholder eller føres tilbage til den faktiske proces. I en særlig egnet udførelsesform ifølge opfindelsen omfat-10 ter den separate strømningsvej imidlertid en rørledning, som er anbragt som en shunt imellem indløbskanalen og udløbskanalen for det korroderende medium.

Opfindelsen skal i det følgende nærmere beskrives med 15 henvisning til tegningen, hvorpå: fig. 1 viser en ideel, anodisk pacificeringskurve, og fig. 2 viser skematisk en pladevarmeveksler med anodisk 20 korrosionsbeskyttelse ifølge opfindelsen.

Fig. 1 er allerede blevet forklaret i det foranstående. I fig. 2 betegnet 1, 2 bærende plader, som holdes sammen med bolte 3. Imellem de bærende plader 1 og 2 findes et 25 antal varmevekslingsmetalplader 4, som i dette tilfælde er svejst sammen to og to, således at der frembringes varmevekslingsstrømningskanaler 5 for det korroderende medium, f.eks. koncentreret svovlsyre ved relativ høj temperatur, (af hvilke kanaler kun én er vist med en pil 30 i strømningsretningen). Det varmeabsorberende medium, i dette tilfælde vand, strømmer i kanalerne, som er tætnet ved kanterne med pakninger. En indløbskanal for en varm syre er betegnet med 6 og en udløbskanal for samme medium med 7. Et shuntrør 8 forbinder de nævnte indløbs- og ud-35 løbskanaler med hinanden. En katode 9 er anbragt i indløbskanalen 6 og en katode 10 er anbragt i udløbskanalen 7. Den respektive katode 9 og 10 har fortrinsvis en sådan DK 167622 B1 3 udformning og er således anbragt, at den strækker sig langs hele den respektive kanal 6 og 7. i shuntrøret 8 findes en kontrolreferenceelektrode 11 i form af en elektrokemisk halv-celle anbragt i det korroderende mediums 5 strømningsvej. I et vilkårligt punkt i dette shuntrør 8 er temperaturen og strømningsbetingelserne i det væsentlige de samme som i et tilsvarende punkt i en strømningskanal for det korroderende medium inden i varmeveksleren.

Dette betyder, at når potentialet måles i et punkt i 10 shuntrøret, er dette mål i det væsentlige det samme som det, der måles i et tilsvarende punkt inden i varmeveksleren .

Kontrolreferenceelektroden 11 er fortrinsvis anbragt så 15 langt som muligt fra katoderne 9, 10. Derfor er kontrolreferenceelektroden 11 i det væsentlige anbragt halvvejs imellem katoderne 9, 10.

Apparatet 12 indeholder en ensretter og udgange for + og 20 - jævnstrøm, som er delvis forbundet med metalpladerne via en forbindelse 13 og delvis med katoderne 9 og 10. Apparatet 12 indeholder også kontroludstyr, som modtager et indgangssignal fra kontrolreferenceelektroden 11 i form af et mål for potentialet, og som kontrollerer ud-25 gangsstrømstyrken i jævnstrømskredsløbet omfattende anoden, dvs. metalpladerne, og katoderne. I indkøbskanalen 6 findes også en monitorelektrode, dvs. en måleelektrode 14, og en tilsvarende monitorelektrode 15 findes i udløbskanalen 7. Disse to elektroder er ikke inkluderet i 30 noget reguleringskredsløb, men anvendes kun til kontrol.

For at illustrere den tekniske virkning ifølge opfindelsen er pacificeringsprocessen først vist for et tidligere kendt anlæg med en pladevarmeveksler med anodisk korro-35 sionsbeskyttelse og med kontrolreferenceelektroden anbragt i indløbskanalen for varm koncentreret svovlsyre.

4

Ulv ΙΟ/ΟΖΖ B I

Tid Kontrol ref. Elektrode Katode Monitor Elektrode indstillet værdi sand værdi (14) (15)

mV mV Amp mV mV

5 0 600

Strøm på 600 200 15 700 1000 5 min 600 600 2 600 600 10 Til trods for den kendsgerning, at det med kontrolrefe-renceelektroden målte potentiale har nået den forud indstillede værdi 600 mV, er hele overfladen endnu ikke pas-sificeret og kan ikke blive det, fordi strømstyrken ikke er tilstrækkelig dertil (se fig. 1).

15 I et anlæg ifølge opfindelsen modtages følgende forløb:

Tid Kontrol ref. Elektrode Katode Monitor Elektrode indstillet værdi sand værdi (14) (15)

20 mV mV Amp mV mV

0 600

Strøm på 600 200 15 2000 2500 25 10 h 600 600 3 1000 1500 24-48 h 600 600 0,5 700 800 I dette tilfælde opnås fuld passivisering af hele overfladen. Placeringen af kontrolreferenceelektroden i shun-30 trøret og udformningen af dette skal være tilpasset til temperaturen og strømningstilstandene i det faktiske tilfælde.

I en anden udførelsesform, f.eks. når der beskyttes rør-35 varmevekslere mod korrosion, er kontrolreferenceelektroden anbragt i den sædvanlige strømningsvej for det korroderende medium. I denne forbindelse er kontrolreference-

Claims (9)

1. Varmeveksler med anodisk korrosionsbeskyttelse omfat-10 tende varmevekslingsvægge (4) af metal som afgrænser separate strømningskanaler for to varmevekslingsfluida, en indløbskanal (6) for en strømning af ét første korroderende varmevekslingsfluidum, passager til at modtage forskellige delstrømninger af nævnte strømning af korrode- 15 rende fluidum, hvilke passager omfatter et antal strømningskanaler (5) afgrænsede af varmevekslingsvæggene (4) af metal og parallelkoblede mellem indløbskanalen (6) og en udløbskanal (7), katoder (9, 10) anbragt i indløbs-henholdsvis udløbskanalen (6 henholdsvis 7), hvilke kato-20 der (9, 10) er elektrisk isolerede fra varmevekslingsvæg-gene (4) af metal, en jævnstrømskilde hvis plusside er forbundet med metalvæggene (4) og hvis minusside er forbundet med katoderne (9, 10), en referenceelektrode (11) anbragt i strømningsvejen for det korroderende fluidum 25 med henblik på at tilvejebringe et kontrolpotentialesig-nal, og kontrolmidler (12) forbundet med referenceelektroden (11) og med jævnstrømskilden med henblik på at kontrollere strømstyrken afhængigt af kontrolpotentiale-signalet og derved tilvejebringe anodisk korrosionsbe-30 skyttelse af metalvæggene (4), kendetegnet ved, at referenceelektroden (11) er anbragt i afstand fra katoderne (9, 10) og indløbs- og udløbskanalerne (6, 7) i en (8) af passagerne hvori det korroderende fluidum strømmer. 35

2. Varmeveksler ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den nævnte ene passage (8) strækker sig mellem DK 167622 B1 6 indløbs- og udløbskanalen (6 og 7).

3. Varmeveksler ifølge krav 2, kendetegnet ved, at den nævnte ene passage (8) har i hovedsagen samme 5 længde som strømningskanalerne (5), der er forbundet mellem indløbskanalen (6) og udløbskanalen (7).

4. Pladevarmeveksler ifølge et eller flere af kravene 1-3, kendetegnet ved, at referenceelektroden 10 (11) er anbragt i en afstand fra hver katode (9, 10) som målt i strømningsvejen for det korroderende fluidum i det mindste er den halve afstand mellem de modstående ender af strømningskanalerne (5) forbundet mellem indløbs- og udløbskanalerne (6, 7). 15

5. Varmeveksler ifølge et eller flere af de foregående krav, kendetegnet ved, at referenceelektroden (11) er anbragt med i hovedsagen samme afstand til katoderne (9, 10) i indløbs- og udløbskanalerne (6, 7) set i 20 forhold til det korroderende fluidums strømningsvej.

6. Varmeveksler ifølge et eller flere af de foregående krav, kendetegnet ved, at kontrolmidlerne er indrettet til at styre den leverede strømstyrke for at 25 opretholde kontrolpotentialesignalet ved en forudbestemt værdi.

7. Varmeveksler ifølge et eller flere af de foregående krav, kendetegnet ved, at den nævnte ene pas- 30 sage er en yderligere kanal (8) ud over kanalerne (5) afgrænset af varmevekslingsvæggene (4) af metal. 1 Varmeveksler ifølge krav 7, kendetegnet ved, at den nævnte yderligere kanal er en shunt ledning 35 (8) anbragt i afstand fra varmevekslingsvæggene (4) af metal. DK 167622 B1 7

9. Varmeveksler ifølge et eller flere af de foregående krav, kendetegnet ved, at metalvæggene udgøres af varmevekslingsplader (4) idet varmeveksleren er udformet som en pladevarmeveksler. 5

10. Varmeveksler ifølge et eller flere af kravene 1-6, kendetegnet ved, at varmeveksleren er en rørvarmeveksler, og at referenceelektroden er anbragt i en af strømningskanalerne afgrænset af varmevekslingsvæggene 10 af metal og forbundet mellem indløbs- og udløbskanalerne. 15 20 25 30 35