DK169788B1 - Elektrisk strømforsyningssystem til aktiv katodisk beskyttelse af betonkonstruktioner - Google Patents
Elektrisk strømforsyningssystem til aktiv katodisk beskyttelse af betonkonstruktioner Download PDFInfo
- Publication number
- DK169788B1 DK169788B1 DK192991A DK192991A DK169788B1 DK 169788 B1 DK169788 B1 DK 169788B1 DK 192991 A DK192991 A DK 192991A DK 192991 A DK192991 A DK 192991A DK 169788 B1 DK169788 B1 DK 169788B1
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- power supply
- supply system
- electric power
- distributor means
- digitally encoded
- Prior art date
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000004210 cathodic protection Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 29
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 5
- 235000000396 iron Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 4
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 14
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 10
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- -1 iron ions Chemical class 0.000 description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009418 renovation Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000037452 priming Effects 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 238000009958 sewing Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-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
- C23F13/00—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
- C23F13/02—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
- C23F13/04—Controlling or regulating desired parameters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-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
- C23F2201/00—Type of materials to be protected by cathodic protection
- C23F2201/02—Concrete, e.g. reinforced
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
Description
- 1 - DK 169788 B1
Betonrenovering er blevet et meget stort felt, der endda vokser stadig hurtigere på grund af de enorme antal armerede betonkonstruktioner bygget efter Den 2.
5 Verdenskrig. Betonrenoveringerne er nødvendige, da det er overordentlig svært at producere betonkonstruktioner af så høj kvalitet, at korrosion af armeringsjern helt undgås. Når armeringen korroderer, mister betonkonstruktionen gradvis sin styrke. Armeringskorrosion 10 opstår typisk som et resultat af nedbrydningen af det stærkt alkaliske miljø inde i betonen, f.eks. på grund af revnedannelse i betondækket. Revnerne er ofte så fine, at de ikke kan ses med det blotte øje, men er tilstrækkelig store til at tillade at fugt trænger ind 15 og starter korrosionsprocessen. I forbindelse med revnerne opstår områder, der udsender jern-ioner som led i et elektrisk kredsløb (se fig. 2). Et sådant område udgør anoden i kredsløbet. Elektroner, der frigives ved anoden forbruges andetsteds langs armerin-20 gen - der således udgør katoden i kredsløbet - og herved frigøres hydroxyd-ioner (OH- ioner). Jern-ioner og OH- ioner danner tilsammen rust.
Igennem lang tid har betonrenovering bestået i først en 25 optisk inspektion af betonoverfladen af fagfolk, udtagelse af talrige boreprøver af betonen ved hjælp af rørformede bor, laboratorieundersøgelse af boreprøverne, beslutning af hvilke områder af betonen der skal fornyes, ophugning af disse områder, sandblæsning af 30 armeringsjernene, priming, forvanding og opfyldning af hullerne med reparationsmørtel, eventuelt suppleret med en overfladebehandling af betonen. Holdbarheden af denne type reparation kendes ikke med sikkerhed.
35 En alternativ behandlingsmulighed er aktiv, katodisk beskyttelse. Aktiv katodisk beskyttelse kan kun an - 2 - DK 169788 B1 vendes, hvis korrosionen ikke er så fremskreden, at betonens styrke er nået ned på et kritisk niveau.
Katodisk beskyttelse er specielt fordelagtig hvor ophugning af betonen er meget ubelejlig, så som ved bro-5 søjler og andre konstruktioner, der bærer stor vægt.
Ved denne metode gøres armeringen elektrisk negativ i forhold til omgivelserne, hvilket binder de positive jern-ioner til armeringsjernene. Typisk skal armeringen holdes på et potentiale på -0,75 volt i forhold til den 10 omgivende beton. Den positive pol i kredsløbet tilvejebringes typisk ved indboring af anodestænger eller ved at indlægge metalnet i betonens overflade.
I sin simpleste udgave består et aktiv, katodisk be-15 skyttelsessystem af en central strømforsyning med en lavspændings jævnstrøm udgang, en forbindelse fra den negative udgang af strømforsyningen til armeringen, en enkeltleder (normalt stærkt forgrenet), der fører den positive spænding til de områder af betonen, der skal 20 beskyttes, af simple strømfordelere og et antal indborede anoder (se fig. 3). Strømfordelerne består normalt blot af en seriemodstand for hver anode og måske en eller to jumper selekterbare, fælles seriemodstande til at sænke den fælles spændings- og strømfor-25 syning.
I praksis har denne type installation vist sig alt for primitiv til de fleste konstruktioner. Dette system tillader normalt ikke en individuel indstilling af strømmen til hver anode, og mere vigtigt, der er ingen 30 umiddelbar måde, hvormed det kan kontrolleres, om anoderne fungerer som tilsigtet.
Det hidtil mest avancerede system til aktiv, katodisk beskyttelse af armeret beton har i strømfordelerne 35 indbygget en over- og underspændings detektor for hver eneste anode. Alle udgangene fra overspændings detek- - 3 - DK 169788 B1 torerne inde i hver strømfordeler er logisk ORed og udgangen fra OR-gaten er ført i en separat ledning til et kontrolpanel nær ved strømforsyningen. Det samme gør sig gældende for underspændings detektorerne, så at der 5 fra hver strømfordeler føres to separate ledere til kontrolpanelet, hvor hver af dem kan aktivere en advarselslampe. Systemet er ikke i stand til at fortælle hvilke anoder, der ikke virker men kun, at de fejlbe-hæftede anoder er forbundet til en bestemt strømfor-10 deler.
Herudover vil systemet, ved store betonkonstruktioner, kræve et overvældende antal ledere ført fra de mange strømfordelere til kontrolpanelet.
Endelig tillader systemet ikke en individuel justering 15 af spænding og strøm til hver anode.
Fra beskyttelsen af metalkonstruktioner, der er nedsænket i en elektrolyt, kendes ligeledes systemer til aktiv, katodisk beskyttelse, jævnfør US patent 20 4,713,158. Dette patent beskriver aktiv, katodisk beskyttelses systemer, hvor et større antal anoder kan være opdelt i grupper og hvor der til hver anodegruppe hører en eller flere referenceelektroder og endelig reguleres hver anodegruppe af et eget reguleringskreds-25 løb, der benytter de tilhørende elektroder som referencer.
Opfindelsen foreskriver, at en central clock med regelmæssige mellemrum (typisk 12 timer) udsender en puls, der initierer en måle-, beregnings- og justeringscyklus 30 samtidig i alle reguleringskredsløbene. Endelig antyder opfindelsen, at afviklingen af reguleringscyklus for de enkelte reguleringskredsløb kan være forskudt for at undgå oscillatorisk opførsel af det samlede system.
35 Som dette system er indrettet, har det den fordel fremfor det ovenfor nævnte system, at det kun kræver - 4 - DK 169788 B1 ganske få ledere til de enkelte reguleringskredsløb.
Til gengæld mangler US 4,713,158 fuldstændig muligheden for - i tilfælde af at den beskyttede konstruktion har stor geografisk udstrækning med reguleringskredsløbene 5 fordelt ud over konstruktionen - central overvågning og justering af de individuelle anoders strøm og potentiale.
Da beskyttelsesbehovet - og dermed kravene til anodestrøm og -potentiale - kan være meget forskelligt 10 indenfor den samme betonkonstruktion, er det overordentlig upraktisk, hvis kontrol og efterjustering af anodestrømme skal foretages lokalt ved det enkelte reguleringskredsløb. Dette kan f.eks. anskueliggøres ved at forestille sig aktiv, katodisk beskyttelse af 15 bropillerne til en vejbro over en fjord. Her vil der typisk skulle anbringes en strømfordeler med reguleringskredsløb på hver bropille.
Sammenlagt har alle hidtil kendte aktiv, katodisk 20 beskyttelsessystemer helt manglet muligheden for centralt at kunne overvåge og justere hver enkelt anode.
De systemer, der har kunnet overvåge de enkelte strømfordelere, har lidt under en meget voldsom kabelføring og de systemer, der har haft simpel kabelføring, har 25 udelukkende fungeret lokalt. Intet hidtidigt system har tilladt en central justering af alle anoder på konstruktionen .
BESKRIVELSE AF OPFINDELSEN.
30 Nærværende opfindelse eliminerer alle de kendte ulemper ved eksisterende aktiv katodisk beskyttelsessystemer og muliggør en forbedret sikkerhed og fleksibilitet. Endelig danner opfindelsen en basis for opsamling af ny viden og erfaring indenfor aktiv katodisk beskyttelse.
35
Et aktiv katodisk beskyttelsessystem ifølge opfindelsen - 5 - DK 169788 B1 udgøres af fem hovedbestanddele: 1) Strømforsyning (A), centralt anbragt, der leverer energi både til anoderne (E) og til styredelen i fordelerorganerne (F).
5 2) Et elektronisk databehandlingsudstyr (B), typisk en industriel PC med et edb-program, der overvåger og styrer hele installationen.
3) Et 'bus' type kabelsystem (C)f der primært distribuerer den elektriske energi til fordelerorganerne 10 (F) og dermed til anoderne (E), og derudover leder kabelsystemet digitalt kodet information fra databehandlingsudstyret (B) til fordelerorganerne (F) og fra fordelerorganerne (F) til databehandlingsudstyret (B).
4) Fordelerorganer F, der hver styrer og fordeler 15 spænding og/eller strøm til en eller flere anoder.
Hvert fordelerorgan kan have en microprocessor eller microcontroller (3) indbygget, der kan sende og modtage information via kabelsystemet (C). Endvidere indeholder fordelerorganerne (F) arrangementer til at måle og 20 styre spænding og strøm til hver enkelt anode eller gruppe af anoder.
5) Anoder (E), enten borede ind i betonen eller som metalnet, der er fæstnet til betonoverfladen på ledende vis.
25
Strømforsyningen (A) er ideelt set forbundet til armeringen i et enkelt punkt (D), men hvis armeringen ikke er fuldkommen sammenhængende og består af isolerede armeringsafsnit er det nødvendigt at forbinde hvert 30 afsnit til strømforsyningen, typisk til nul-udgangen eller den negative udgang på strømforsyningen.
Databehandlingsudstyret (B) og strømforsyningen (A) vil typisk være bygget ind i det samme kabinet hvorved der 35 også åbnes mulighed for at databehandlingsudstyret direkte kan overvåge og styre funktionen af strømfor- - 6 - DK 169788 B1 syningen.
Kabelsystemet (C) vil ideelt set bestå af kun to ledere, der både distribuerer den elektriske energi og den digitalt kodede information.
5
Der er to muligheder for energidistributionen: VEKSELSTRØM (AC) hvorved strømforsyningen (A) blot er en transf omer, muligvis med en slags beskyttelsesanordning, og hvert fordelerorgan må derfor indeholde 10 både en ensretter og et stabiliseringsarrangement.
Dette princip tillader at en lille transformer bygges ind i hvert fordelerorgan, hvorved fordelerorganet kan isoleres galvanisk fra kabelsystemet. Det ville dog normalt kræves at hvert fordelerorgan bliver individu-15 elt forbundet til araeringen.
JÆVNSTRØM (DC) hvor strømforsyningen (A) inkluderer en ensretter, formodentlig et kapacitivt og/eller induktivt stabiliseringsarrangement og eventuelt en form for beskyttelsesanordning. Den negative udgang for-20 bindes direkte til araeringssektioneme og både den positive og den negative udgang forbindes til hvert fordelerorgan (F) ved hjælp af et simpelt to-leder system, der typisk forgrener sig i en træ-struktur. Fordelerorganerne (F) kan have en yderligere stabili-25 seringsanordning og forsyner direkte anoderne (E).
Ideelt set har hvert fordelerorgan (F) indbygget en A/D-konverter (16) og en multiplekser (15), således at microcontrolleren (3) kan måle spænding og strøm til 30 hver anode. Yderligere kan microcontrolleren have tilknyttet reguleringsorganer (14) - så som multiplying D/A-konvertere - til at regulere spænding og/eller strøm til hver anode.
Endelig vil hvert fordelerorgan (F) have fået tildelt 35 en given, unik adresse, således at databehandlingsudstyret (B) til enhver tid kan adressere fordelerorganet - 7 - DK 169788 B1 og enten indsamle information fra eller give ordrer til dets microcontroller. Herved muliggøres, at en operatør - fra det elektroniske databehandlingsudstyr - centralt kan overvåge og styre funktionaliteten af hver eneste 5 anode i systemet.
En speciel adresse kunne reserveres til meddelelser, som alle fordelerorganer skulle reagere på, såsom initialiserings- og selvtestoperationer.
10 Da korrosionsproccessen arbejder meget langsomt - det tager typisk adskillelige år, førend en betonkonstruktion når et kritisk stade - kan den digitalt kodede kommunikation foregå ved en meget lav sendehastighed.
Det vil således normalt være rigeligt, at opsamle hver 15 enkelt anodes status én gang for hver seks timer, og dette vil igen tillade at selv meget store installationer kan styres fra et ganske beskedent databehandlingsudstyr, især hvis hvert fordelerorgans microcontroller er i stand til at mellemlagre uregelmæssigheder, der er 20 indtruffet siden fordelerorganet sidst blev adresseret/ polled af databehandlingsudstyret.
Opfindelsen har en række fordele sammenlignet med hidtidige aktiv katodisk beskyttelsessystemer, hvilke 25 opnås ved, at systemet er udformet således, som det er angivet i den kendetegnende del af krav 1.
For det første tillader opfindelsen et maksimalt, simpelt kabelsystem - kun to ledere (typisk forgrenet i 30 en træstruktur) behøves ført rundt i installationen.
Dette muliggør igen en meget rationel installationsprocedure, hvor elektrikere kan masse-installere kabler, fordelerne og de mange anoder.
For det andet, ved at anvende opfindelsen fuldt ud, kan 35 funktionen af hver eneste anode overvåges og kontrolleres centralt fra databehandlingsudstyret. Dette er - 8 - DK 169788 B1 selvfølgelig specielt fordelagtigt hvis anoderne er monterede på steder, der er svært tilgængelige, såsom på undersiden af balkoner, på fjordbroers piller etc.
For det tredje kan databehandlingsudstyret opsamle 5 status og ændringer for hver eneste anode over et vilkårligt tidsinterval, hvilket igen muliggør meget kompetent korrektion til styringen af hver anode samt muliggør en udvidelse af det faglige erfaringsgrundlag inden for feltet.
10 For det fjerde, i tilfælde af alvorlig svigt i systemet kan databehandlingsudstyret let indrettes til at kunne udsende en alarm, f.eks via telefonnettet.
For det femte, hvis der med tiden opnås mere erfaring med hvordan spænding og strøm optimeres, når tempera-15 tur, vind, direkte solskin osv. ændrer sig, da vil det være muligt at koble sensorer for disse parametre til databehandlingsudstyret, således at dette konstant vil kunne optimere strøm og spænding til hver anode.
Endelig, hvis opfindelsen bygges ind i nye betonkon-20 struktioner (typisk med en lav koncentration af anoder og kun med overvågningsfunktionen aktiv) kan man få et meget tidligt varsel når konstruktionen begynder at nedbrydes for alvor og fuld katodisk beskyttelse bør installeres. Dette gælder især for kritiske konstruk-25 tioner såsom undervands-tunneler eller bropiller.
BESKRIVELSE AF FIGURERNE.
Figur 1 illustrerer et aktiv katodisk beskyttelsessytem ifølge opfindelsen.
30 Figur 2 illustrerer armerings-korrosions processen.
Figur 3 er et principdiagram for et aktiv katodisk beskyttelsessystem .
Figur 4 viser et funktionsdiagram af en foretrukken realisering af fordelerorganet (F) ifølge opfindelsen.
35 - 9 - DK 169788 B1 I fig. 1 føres lysnetforsyningen ind i strømforsyningen (A) og omsættes til lavspænding. Normalt ensrettes og udglattes strømmen, f.eks. ved hjælp af store kondensatorer eller induktorer. Resultatet kan typisk være et 5 jævnspændings-output på fra 10 til 30 volt.
Et eller andet sted i betonkonstruktionen bores et eller flere huller ind til armeringen og der etableres en sikker forbindelse (D) fra nul-udgangen (eller det mest negative output) på strømforsyningen (A) til ar-10 meringen (1).
Kabelsystemet (C) udgøres af et minimum af ledere og fører elektrisk energi fra strømforsyningen (A) til hver af mange fordelerorganer (F), fra hvilke den elektriske energi viderefordeles til anoderne (E) eller til 15 metal-net. Ideelt set består kabelsystemet kun af to ledere, der typisk forgrener sig i et ofte meget stort antal forgreningspunkter (17).
Fortrinsvis anbragt nær strømforsyningen (A) er databehandlingsudstyret (B) forbundet til kabelsystemet (C).
20 Databehandlingssystemet indeholder et arrangement til at sende og modtage digitalt kodet information via kabelsystemet (c).
Et antal fordelerorganer (F) er forbundet lokalt til kabelsystemet (C) i nærheden af de afsnit af betonkon-25 struktionen, der behøver katodisk beskyttelse. Hvert fordelerorgan (F) forsyner en eller flere indborede anoder (E) eller et eller flere metalnet med elektrisk energi og hver anode eller metalnet får sin egen forsyning fra et fordelerorgan (F), typisk med individuelt 30 justeret spændings- eller strømværdi.
Hvert fordelerorgan (F) indeholder et eget digitalt styreorgan (3), der normalt vil være en microcontroller eller en microprocessor.
35 I et typisk system ifølge opfindelsen vil databehandlingsudstyret (B) periodisk sende og modtage digitalt - 10 - DK 169788 B1 kodede beskeder til/fra hvert fordelerorgan (F). Dette kan muliggøres ved at give hvert eneste fordelerorgan en unik adresse og dernæst lade databehandlingsudstyret udføre en 'polling' procedure, hvor hvert fordelerorgan 5 modtager en meddelelse med dets egen adresse fra databehandlingsudstyret og - hvis påkrævet - sender en returmeddelelse til databehandlingsudstyret. Databehandlingsudstyret vil typisk have en overordnet staus, således at al kommunikation på kabelsystemet altid 10 initieres af databehandlingsudstyret.
Figur 2 illustrerer armerings-korrosionsprocessen, som det er opfindelsens opgave at standse.
Der er vist et stykke beton (4) med armeringsjern (1).
15 En revne (5) tillader fugt at trænge ind og starte korrosionsprocessen ved anodeområdet (6).
Anodeprocessen forløber som
Fe —> Fe++ + 2e- og de frigjorte elektroner opfanges ved katode-områder 20 (7) langs med armeringen. Katodeprocessen forløber som 02 + 2 H20 + 4e- —> 40H-
Endelig danner jern-ioner og hydroxyd-ioner tilsammen rust.
25 I figur 3 ses et principdiagram for aktiv katodisk beskyttelse.
Ved at tvinge armeringen (1) til et negativt potentiale sammenlignet med den (fugtige) beton (4), opnås at de positive jern-ioner bindes til armeringsjernene og 30 derved stoppes korrosionsprocessen. I figuren er indborede anoder, (9a) og (9b), placerede nær ved korrosionsområdet og forsynes via modstandene (8a) og (8b) fra strømforsyningen.
35 I figur 4 illustreres et fordelerorgan (F) ifølge opfindelsen.
- 11 - DK 169788 B1
Fordelerorganet (F) er forbundet til kabelsystemet (C) og vil typisk indeholde en sikring (11). Spændingen stabiliseres og reguleres i spændingsregulatoren (12), der eventuelt kan være justerbar.
5 Et sender/modtagerorgan (10) modtager frekvensmodulerede signaler fra kabelsystemet (C) og omsætter disse signaler til en binær repræsentation, der er kompatibel med microcontroller/-processoren (3). Microcontroller/-processoren (3) kan tilsvarende sende binær informaton 10 til sender/modtagerorganet (10), som derefter vil konvertere informationen til frekvensmodulerede signaler og overføre disse til kabelsystemet (C). Databehandlingssystemet (B) vil behøve et tilsvarende arrangement, for at muliggøre kommunikation mellem databehand-15 lingsudstyret og fordelerorganerne.
Fra spændingsregulatoren (12) føres den elektriske energi gennem relæet (13), således at microcontroller/-processoren (3) kan afbryde strømforsyningen til anoderne og dermed muliggøre en (eventuelt extern) hen-20 falds-måling af potentialet i betonen.
Fra relæet (13) fordeles den elektriske energi ud på adskillelige udgangslinier, der hver indeholder et spændings-eller strømreguleringsorgan (14) - typisk en multiplying D/A-konverter - og herfra til udgangstermi-25 naler (18a) til (18e). Flere eller færre udgangslinier kan implementeres i overensstemmelse med behovet. Spændings-/strømreguleringsorganerne (14) styres fra microcontroller/-processoren (3), hvilket muliggør en individuel indstilling af spænding og/eller strøm til 30 hver anode.
Microcontroller/-processoren (3) har en extern eller indbygget analog-til-digital (A/D) konverter (16), der kan måle spændingen på udgangen af regulatoren (12) og - ved hjælp af en multiplekser (15) - ligeledes 35 spændingen på hver udgangsterminal (18a) til (18e).
Ud fra kendskabet til spændings-/strømregulerings- DK 169788 B1 -12- organerne's (14) karakteristik kan microcontroller/-processoren (3) måle spændingen og beregne strømmen til hver anode.
På opfordring af databehandlingsudstyret (B) kan disse 5 værdier nu transmitteres til dette.
10 15 20 25 30 35
Claims (20)
1. Elektrisk strømforsyningssystem til aktiv, katodisk beskyttelse af armeret betonkonstruktioner sammensat af 5 - konverteringsorgan (A) til konvertering af lysnetforsyning til lavspændingsforsyning, * - elektronisk databehandlingsudstyr (B), fortrinsvis anbragt i nærheden af konverteringsorgan (A), - kabelsystem (C) til at lede elektrisk energi fra kon-10 verteringsorgan (A) til de dele af den armerede betonkonstruktion, der behøver aktiv, katodisk beskyttelse, - kontaktarrangement (D), til at skabe elektrisk forbindelse fra konverteringsorganet (A) til armerings-jernene (1), 15. forbindelsesorganer (E), til at skabe elektrisk forbindelse til betonmassen (fx. indborede anoder eller metalnet) og - fordelerorganer (F) til lokalt at fordele elektrisk energi til et eller flere forbindelsesorganer (E),
20 KENDETEGNET VED, at nævnte kabelsystem kun har få ledere, der - evt. ved forgrening - skaber fælles kontakt til alle eller store grupper af nævnte fordelerorganer (F), at nævnte elektroniske databehandlingsudstyr (B) er i stand til at sende og modtage 25 digitalt kodet og adresseret information via kabelsystemet (C), at nævnte fordelerorganer (F) har indbygget et digitalt styreorgan med hver sin adresse og at nævnte, digitale styreorgan ligeledes er i stand til at sende og modtage digitalt kodet og adresseret infor-30 mation via kabelsystemet (C).
2. Elektrisk strømforsyningssystem ifølge krav 1, KENDETEGNET VED, at hvert fordelerorgan (F) indeholder et arrangement til måling af spæn-35 ding og/eller strøm til hver af eller til grupper af nævnte forbindelsesorganer (E). - 14 - DK 169788 B1
3. Elektrisk strømforsyningssystem ifølge krav 1, KENDETEGNET VED, at hvert fordeleror gan (F) indeholder et arrangement (14) til at regulere spænding og/eller strøm til hver af eller til grupper 5 af nævnte forbindelsesarrangementer (E).
4. Elektrisk strømforsyningssystem ifølge krav 1, KENDETEGNET VED, at hvert fordeleror gan (F) indeholder BÅDE et arrangement til måling af 10 spænding og/eller strøm OG et arrangement til at regulere spænding og/eller strøm til hver af eller til grupper af nævnte forbindelsesorganer (E).
5. Elektrisk strømforsyningssystem ifølge krav 1 til 4,
15 KENDETEGNET VED, at nævnte kabelsystem (C) essentielt set er et to-leder system, der kombinerer distribution af elektrisk energi og transmission af nævnte digitalt kodede information på disse to ledere, der kan forgrene sig. 20
6. Elektrisk strømforsyningssystem ifølge krav 1 til 4, KENDETEGNET VED, at nævnte kabelsystem (C) essentielt set har tre eller flere ledere, idet den elektriske energi distribueres ved hjælp af ét sæt 25 ledere og nævnte digitalt kodede information distribueres ved hjælp af et andet sæt ledere, idet dog en enkelt leder kan være fælles og hele kabelsystemet kan forgrene sig. 30 2±. Elektrisk strømforsyningssystem ifølge krav 1 til 4, KENDETEGNET VED, at den elektriske energi distribueres ved hjælp af ét sæt af ledere og den nævnte digitalt kodede information distribueres ved hjælp af en eller flere optiske fibre, idet hele kabel-35 systemet eventuelt forgrener sig. - 15 - DK 169788 B1
8. Elektrisk strømforsyningssystem ifølge krav 5, KENDETEGNET VED, at nævnte digitalt kodede information overlejres de to energiforsyningsledere ved hjælp af induktiv kobling, fx. ved at an- 5 vende en transformator som koblingselement.
9. Elektrisk strømforsyningssystem ifølge krav 5, KENDETEGNET VED, at nævnte digitalt kodede information overlejres de to energiforsynings- 10 ledere ved hjælp af kapacitiv kobling, fx. ved at anvende kondensatorer som koblingselementer.
10. Elektrisk strømforsyningssystem ifølge krav 1 til
9, KENDETEGNET VED, at nævnte elek-15 troniske databehandlingsudstyr (B) besidder en overordnet status og fungerer som et styrende organ og at nævnte fordelerorganer (F) fungerer som slaveenheder, således at det elektroniske databehandlingsudstyr (B) til enhver tid kan styre kommunikationen mellem det 20 elektroniske databehandlingsudstyr (B) og enhver af mange fordelerorganer (F).
11. Elektrisk strømforsyningssystem ifølge krav 1 til
10, KENDETEGNET VED, at nævnte digi- 25 tale kodning anvender et frekvensmodulations (FM) princip.
12. Elektrisk strømforsyningssystem ifølge krav l til
10, KENDETEGNET VED, at nævnte digi- 30 tale kodning anvender et frequency shift keying (FSK) modulations princip. 1 Elektrisk strømforsyningssystem ifølge krav 1 til
12, KENDETEGNET VED, at nævnte for- 35 delerorgan (F) inkluderer et eller flere afbrydelsesorganer, så som relæer (13), til at afbryde en eller - 16 - DK 169788 B1 flere anoder fra energiforsyningen, hvorved en (eventuelt extern) måling af potentialhenfaldet i betonen nærved de afbrudte anoder muliggøres.
14. Elektrisk strømforsyningssystem ifølge krav 13, KENDETEGNET VED, at nævnte fordelerorgan (F) er forsynet med et arrangement, der efter at energiforsyningen midlertidigt og lokalt er afbrudt til et antal anoder, er i stand til at måle potentiale 10 og/eller modstand i de samme områder af den armerede beton, som de afbrudte anoder er monteret i.
15. Elektrisk strømforsyningssystem ifølge krav 1 til 14, KENDETEGNET VED, at hver enkelt 15 af nævnte fordelerorganer (F) kan tildeles en eller flere unike, digitale adresser.
16. Elektrisk strømforsyningssystem ifølge krav 15, KENDETEGNET VED, at nævnte digitalt 20 kodede information transmitteres som digitalt kodede sekvenser eller 'pakker', der inkluderer en adressedel og en informationsdel. 25 30 35
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DK192991A DK169788B1 (da) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | Elektrisk strømforsyningssystem til aktiv katodisk beskyttelse af betonkonstruktioner |
| DE69223656T DE69223656T2 (de) | 1991-11-28 | 1992-11-16 | Verteilungssystem für elektrische Energie zum aktiven kathodischen Schutz von verstärkten Betonkonstruktionen |
| AT92923726T ATE161296T1 (de) | 1991-11-28 | 1992-11-16 | Verteilungssystem für elektrische energie zum aktiven kathodischen schutz von verstärkten betonkonstruktionen |
| JP5509759A JP2827171B2 (ja) | 1991-11-28 | 1992-11-16 | 鉄筋コンクリート構造体の活性陰極防食用の電力分配システム |
| AU29433/92A AU656639B2 (en) | 1991-11-28 | 1992-11-16 | Electric power distribution system for active cathodic protection of reinforced concrete constructions |
| US08/244,056 US5466353A (en) | 1991-11-28 | 1992-11-16 | Electric power distribution system for active cathodic protection of reinforced concrete constructions |
| EP92923726A EP0724654B1 (en) | 1991-11-28 | 1992-11-16 | Electric power distribution system for active cathodic protection of reinforced concrete constructions |
| CA002122582A CA2122582C (en) | 1991-11-28 | 1992-11-16 | Electric power distribution system for active cathodic protection of reinforced concrete constructions |
| PCT/EP1992/002629 WO1993011279A1 (en) | 1991-11-28 | 1992-11-16 | Electric power distribution system for active cathodic protection of reinforced concrete constructions |
| NO941956A NO308750B1 (no) | 1991-11-28 | 1994-05-26 | Elektrisk effektfordelingsanlegg for aktiv katodisk beskyttelse av armerte betongbyggverk |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DK192991 | 1991-11-28 | ||
| DK192991A DK169788B1 (da) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | Elektrisk strømforsyningssystem til aktiv katodisk beskyttelse af betonkonstruktioner |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DK192991D0 DK192991D0 (da) | 1991-11-28 |
| DK192991A DK192991A (da) | 1993-06-25 |
| DK169788B1 true DK169788B1 (da) | 1995-02-27 |
Family
ID=8109018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DK192991A DK169788B1 (da) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | Elektrisk strømforsyningssystem til aktiv katodisk beskyttelse af betonkonstruktioner |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5466353A (da) |
| EP (1) | EP0724654B1 (da) |
| JP (1) | JP2827171B2 (da) |
| AT (1) | ATE161296T1 (da) |
| AU (1) | AU656639B2 (da) |
| CA (1) | CA2122582C (da) |
| DE (1) | DE69223656T2 (da) |
| DK (1) | DK169788B1 (da) |
| NO (1) | NO308750B1 (da) |
| WO (1) | WO1993011279A1 (da) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6582587B1 (en) * | 1996-02-14 | 2003-06-24 | The Johns Hopkins University | Cathodic protection design method, current mapping and system |
| DE10154803B4 (de) * | 2001-11-05 | 2005-05-04 | Rbs Genius Gmbh | Vorrichtung zur Steuerung von kathodischen Korrosionsschutzanlagen |
| US6955746B2 (en) * | 2002-11-27 | 2005-10-18 | Jim Yule | Corrosion-inhibited system and method for providing a utility service to a plurality of consumers |
| US20050165690A1 (en) * | 2004-01-23 | 2005-07-28 | Microsoft Corporation | Watermarking via quantization of rational statistics of regions |
| JP2015090041A (ja) * | 2013-11-07 | 2015-05-11 | 日本電信電話株式会社 | 腐食防止システム |
| GB2537796A (en) * | 2014-07-22 | 2016-11-02 | Aquatec Group Ltd | Impressed current cathodic protection |
| US11591697B2 (en) * | 2017-09-07 | 2023-02-28 | Carrier Corporation | Corrosion protection system for heating ventalation air conditioning refrigeration |
| US11261530B2 (en) * | 2019-03-11 | 2022-03-01 | Prorbar, Inc. | Cathodic protection system and miniaturized constant current rectifier |
| DE102020104109A1 (de) | 2020-02-17 | 2021-08-19 | Geiger Bauwerksanierung GmbH & Co. KG | System für den kathodischen Korrosionsschutz, Aktivverteiler und Wandlerknoten für das System |
| BR102020006687A2 (pt) * | 2020-04-02 | 2021-10-13 | Jefferson Carlos Tasca | Central de integração e aplicativo para módulos anti-corrosão e método de instalação para proteção anti-corrosiva em superfícies metálicas e sistema de gerenciamento em tempo real |
| EP3992332A1 (de) * | 2020-11-02 | 2022-05-04 | Gregor Gerhard | Korrosionsschutzeinrichtung zum schutz von elektrisch leitfähigen und in beton eingebrachten bewehrungen vor korrosion |
| EP4328354A1 (de) * | 2022-08-25 | 2024-02-28 | Noxeco GmbH | Vorrichtung und verfahren für den kathodischen korrosionsschutz |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3556971A (en) * | 1968-04-10 | 1971-01-19 | Harco Corp | Self-regulating cathodic protection systems |
| US3841988A (en) * | 1973-03-12 | 1974-10-15 | Lockheed Aircraft Corp | Control for impressed current cathodic protection systems |
| DE2916934C2 (de) * | 1979-04-26 | 1981-05-07 | Vereinigte Elektrizitätswerke Westfalen AG, 4600 Dortmund | Verfahren und Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines kathodischen Korrosionsschutzes |
| US4255241A (en) * | 1979-05-10 | 1981-03-10 | Kroon David H | Cathodic protection apparatus and method for steel reinforced concrete structures |
| GB2140456A (en) * | 1982-12-02 | 1984-11-28 | Taywood Engineering Limited | Cathodic protection |
| CA1246676A (en) * | 1983-04-13 | 1988-12-13 | Robin L. Pawson | Data logging apparatus |
| IT1200414B (it) * | 1985-03-13 | 1989-01-18 | Oronzio De Nora Sa | Dispositivo e metodo relativo per la raccolta di parametri chimcofisici,elettrochimici e meccanici per la progettazione e/o l'esercizio di impianti di protezione catodica |
-
1991
- 1991-11-28 DK DK192991A patent/DK169788B1/da not_active IP Right Cessation
-
1992
- 1992-11-16 AU AU29433/92A patent/AU656639B2/en not_active Expired
- 1992-11-16 US US08/244,056 patent/US5466353A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-11-16 WO PCT/EP1992/002629 patent/WO1993011279A1/en active IP Right Grant
- 1992-11-16 JP JP5509759A patent/JP2827171B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1992-11-16 CA CA002122582A patent/CA2122582C/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-11-16 EP EP92923726A patent/EP0724654B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-11-16 AT AT92923726T patent/ATE161296T1/de not_active IP Right Cessation
- 1992-11-16 DE DE69223656T patent/DE69223656T2/de not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-05-26 NO NO941956A patent/NO308750B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0724654B1 (en) | 1997-12-17 |
| US5466353A (en) | 1995-11-14 |
| DK192991A (da) | 1993-06-25 |
| CA2122582A1 (en) | 1993-06-10 |
| DE69223656T2 (de) | 1998-05-14 |
| NO941956D0 (no) | 1994-05-26 |
| DE69223656D1 (de) | 1998-01-29 |
| JP2827171B2 (ja) | 1998-11-18 |
| ATE161296T1 (de) | 1998-01-15 |
| AU2943392A (en) | 1993-06-28 |
| NO941956L (no) | 1994-07-08 |
| WO1993011279A1 (en) | 1993-06-10 |
| AU656639B2 (en) | 1995-02-09 |
| NO308750B1 (no) | 2000-10-23 |
| JPH07502304A (ja) | 1995-03-09 |
| CA2122582C (en) | 1999-06-15 |
| DK192991D0 (da) | 1991-11-28 |
| EP0724654A1 (en) | 1996-08-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DK169788B1 (da) | Elektrisk strømforsyningssystem til aktiv katodisk beskyttelse af betonkonstruktioner | |
| US8154296B2 (en) | Cathodic protection monitoring | |
| ES2121560A1 (es) | Avisador programable de consumo electrico. | |
| EP3992332A1 (de) | Korrosionsschutzeinrichtung zum schutz von elektrisch leitfähigen und in beton eingebrachten bewehrungen vor korrosion | |
| KR100781333B1 (ko) | 전주 접지선의 접지저항 통합 모니터링 시스템 | |
| CN103825258A (zh) | 一种定值组设置方法及系统 | |
| CN106987846B (zh) | 监控管理装置和阳极地床电流分流监控管理系统 | |
| RU2202001C2 (ru) | Система катодной защиты магистральных трубопроводов | |
| JP5905374B2 (ja) | カソード防食遠隔監視システム | |
| SE456191B (sv) | Forfarande och anordning for automatisk overvakning av elektrokemiskt korrosionsskydd vid en i vatten befintlig stalkonstruktion | |
| RU2701706C1 (ru) | Система дистанционного контроля состояния подземных трубопроводов | |
| RU2540847C2 (ru) | Телемеханическая система контроля и управления установками катодной защиты магистральных газопроводов | |
| JP2002256469A (ja) | 電気防食設備監視システム | |
| CN108707907B (zh) | 一种丛式井组阴极保护数字化远程监控柜及方法 | |
| CN113030782A (zh) | 一种二次电缆屏蔽层接地状态监测装置及系统 | |
| RU59071U1 (ru) | Система коррозионного мониторинга и электрохимической защиты магистральных трубопроводов и подземных сооружений | |
| RU2086703C1 (ru) | Устройство катодной защиты многониточных магистральных подземных трубопроводов | |
| KR20170060709A (ko) | 배전반 온도 감시 시스템 | |
| US7192513B2 (en) | Cathodic protection junction box current equalizer | |
| RU2768625C1 (ru) | Система катодной защиты корпуса корабля от коррозии | |
| CN105245011A (zh) | 基于互联网的变压器运行监测系统 | |
| JP2001325003A (ja) | プラント制御装置 | |
| KR20030027382A (ko) | 온/오프라인을 통해 원격에서 지반을 자동으로 계측하는시스템 | |
| EP0218558A1 (en) | Electronic apparatus for the transmission of data on a single wire, operable to control a limited number of utilisers | |
| DE202020005909U1 (de) | Korrosionsschutzeinrichtung zum Schutz von elektrisch leitfähigen und in Beton eingebrachten Bewehrungen vor Korrosion |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PBP | Patent lapsed |
Country of ref document: DK |
|
| PBP | Patent lapsed |
Country of ref document: DK |