EP0354924B1

EP0354924B1 - Korrosionsschutz für zugglieder

Info

Publication number: EP0354924B1
Application number: EP88904917A
Authority: EP
Inventors: Wolfgang Borelly
Original assignee: BORELLY KETTNER Anna
Current assignee: BORELLY KETTNER Anna
Priority date: 1987-06-11
Filing date: 1988-06-10
Publication date: 1991-08-28
Anticipated expiration: 2008-06-10
Also published as: ATE66708T1; DE3864517D1; WO1988009847A1; EP0354924A1; DE3723795A1; DE3723795C2

Description

In dem Patent DE-C-3629704 wurde der Korrosionsschutz für Zugglieder, in Form von stählernen Seilen, Paralleldraht- und -litzenbündeln, zur Aufnahme großer Lasten für kabelüberspannte Brücken, für die Abspannung von Türmen und Masten sowie für den Reaktorbau beansprucht, wobei das Zugglied mit einer Umhüllung aus Stahlblech umgeben wird dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung mit Hilfe von Abstandhaltern in einem solchen Abstand vom Zugglied gehalten wird, daß sich ein das Zugglied umgebender Ringspalt ergibt, wobei diese Umhüllung über die Gesamtlänge des Zuggliedes zwischen den Enden dicht verfalzt, verlötet oder verschweißt wird und wobei am oberen Ende der Umhüllung eine Ausgleichsdehnvorrichtung angeordnet ist,

― daß der Ringspaltraum mit einer Korrosionsschutzflüssigkeit, die ein niedrigeres spezifisches Gewicht als Wasser und dazu eine besonders niedrige Viskosität aufweist, gefüllt ist und in der gegen Korrosion schützenden Additiva gelöst sind;
― daß die Korrosionsschutzflüssigkeit feuchtigkeitsunterwandernde und korrosionshindernde Beimischungen in Form von Gasphaseninhibitoren erhält, so daß die Restsauerstoffmengen durch Reaktionsmittel neutralisiert werden und die Feuchtigkeit auf den Stahlflächen unterwandert, gelöst und im Ringspalt zum Absinken gebracht wird;
― daß der Ringspaltraum an beiden Enden des Zuggliedes gegen dieses abgedichtet wird;
― daß sich am oberen Ende des Zuggliedes ein Ausgleichsgefäß befindet, das mit dem Ringspalt in Verbindung steht, und
― daß oberhalb des Ausgleichsgefäßes eine aus der eintretenden Luft Feuchtigkeit herausziehende Silikatgelschleuse oder eine ähnlich wirkende Vorrichtung, die von der Feuchtigkeit in der Atmosphäre abtrennt, angeordnet ist.

Auch die DE-A-3532204 offenbart ein ähnliches Verfahren zum Korrosionsschutz nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Weitergehende Überlegungen führten zu Entwicklungen, mit denen das weiterhin angestrebte Hauptziel, den Korrosionsprozeß in den bereits von Korrosion befallenen Zuggliedern, Drahtbündeln oder Seilpaketen verschiedener Art, schnell und zuverlässig zu beenden und damit den jeweiligen Bestand ohne weitere Schädigungen zu erhalten, noch besser und verläßlicher erreicht werden kann. Es gibt zwar verschiedene Möglichkeiten solche Zugglieder vor dem Eindringen weiterer Schadstoffe aus der umgebenden Atmosphäre mit mehr oder weniger Erfolg und auf Zeitdauer zu schützen.
Es kann aber beim heutigen Stande der Technik offensichtlich kein zuverlässig wirksames Verfahren genannt werden, mit dem es möglich gemacht werden kann, die bereits ins Innere eines Kabel eingedrungene Schadstoffe kurzfristig unschädlich zu machen, wozu es erforderlich ist, Sauerstoff oder auch bereits eingeflossene Feuchtigkeit, die im Kabel an unbekannter Stelle und in unbekannter Menge vorhanden sind ― die ungünstigste Stelle, die allein die Tragfähigkeit bestimmt, wird man durch punktweise Stichproben kaum je erfassen können ―, physikalisch hinaus zu bringen und etwaige verbliebene geringe Reste chemisch unschädlich zu machen.
Somit muß der mit der Brückenunterhaltung betraute Ingenieur jeweils die schwierige Entscheidung treffen, ob das Tragverhalten der Kabel dann noch ausreichend sein kann, wenn der noch eine gewisse Zeit weiterlaufende Korrosionsprozeß durch Bilden von Fe₂O₃ allmählich die vorhandene Feuchtigkeit aufgezehrt hat. Wegen Unkenntnis der den Korrosionsprozeß weiter nährenden Schadstoffe und der Menge der vorhandenen, den Elektrolyten bildenden Feuchtigkeit ist eine solche Entscheidung schwierig und sehr risikobehaftet. Hinzukommt, daß noch niemand eine Kontrollmöglichkeit des jeweiligen Zustandes ohne materialzerstörende Eingriffe vorschlagen konnte, wenn eine das Kabel vor Einwirkungen der Atmosphäre sicher schützende Umhüllung herumgelegt wurde und ein Entschluß, an irgendeiner Stelle nach gewisser Zeit einmal diese Hülle zu Kontrollzwecken zu zerstören, gefaßt wird, keineswegs dabei die entscheidend wichtige ungünstigste Stelle bei mehreren 1000 m Kabellänge gefunden werden wird. Das zwingt unbedingt dazu, größere Sicherheitsreserven vorzusehen.
Gegenüber statischen Beanspruchungen wird wohl bei den für die Querschnittsbemessung üblichen Sicherheitswerten von r = 2.22 bzw. 2.38 zunächst kaum eine größere Gefahr bestehen, wenn man einen weiterlaufenden Korrosionsprozeß unkontrolliert hinnimmt. Ganz anders sind aber die Verhältnisse bei der Dauerbeanspruchung von Brückenkabeln. Es ist in Fachkreisen des Brückenbaues bekannt, daß die in der zuständigen DIN 1073 vorgesehene und gegebenenfalls bei einem zu berücksichtigenden Schienenverkehr durch rechnerischen Dauerfestigkeitsnachweis bzw. durch Ergebnisse von Versuchen nachzuweisende Dauerschwingfestigkeit außerordentlich hoch angesetzt wurde, so daß dieser Wert in der Praxis kaum je voll erreicht werden kann. Es muß nämlich nach 2 Mio. Lastwechseln mit Schwingbreiten von △
= 150 N/mm² bei Seilen und △
= 150 bzw. 200 N/mm² bei Paralleldrahtbündeln noch eine tatsächliche Bruchkraft von 75% bzw. 80% der rechnerischen vollen Bruchkraft nachgewiesen werden. Liegt in einem Ballungsgebiet ein nahezu dichter Schnellbahnverkehr auf der Brücke, so können in 20-22 Jahren die 2 Mio. Lastwechsel erreicht werden. Es muß allerdings nach der neueren DIN-Fassung nur noch eine Verkehrsbelastung von 50% der rechnerischen Größe angesetzt werden. So konnte in einem praktischen Fall mit sehr aufwendigen Versuchen bei allerdings Berücksichtigung von 60% der möglichen Verkehrslasten (also um 20% zu hoch gegenüber der jetztigen DIN) nur eine hauchdünne Bestätigung erreicht werden, was erkennen läßt, daß die praktisch vorhandenen Sicherheitsreserven gegenüber der vorhandenen Dauerschwingfestigkeit nur gering sind. Aus diesem Grunde muß der durch eingefressene Rostnarben verursachten Abnahme der Dauerfestigkeit infolge der hier zu fürchtenden Lochfraß- und Spannungsrißkorrosion durchaus eine beträchtliche Bedeutung beigemessen werden. Deshalb kann ein einfaches Erneuern der Kabelumhüllung, ohne daß der Korrosionsprozeß nachweisbar in kontrollierbarer Weise unterbrochen wird, bereits ein unverantwortbares Risiko bedeuten. Es stellt sich somit die Aufgabe: 1. das angerostete Kabel gegen das Eindringen weiterer Schadstoffe zuverlässig und zeitlich langandauernd zu schützen. Kontrolliergelegenheiten des jeweiligen Zustandes sollten ohne Materialzerstörungen jederzeit möglich sein, damit sie bei der Größe des bestehenden Risikos häufig genutzt werden. 2. der bereits im Lauf befindliche Korrosionsprozeß ist, um ein Fortschreiten der Schädigung zu verhindern, möglichst schnell und effektiv abzubrechen, was mit der Maßnahme zu 1. allein nicht möglich ist.
Mit den in der DE-C-3629704 oder der DE-A-3532204 beschriebenen Maßnahmen wird dieses Ziel angestrebt. Ob allerdings das ins Kabelinnere eindringende, niedrigviskose Öl in der Lage ist, die dort befindliche Feuchtigkeit in ausreichendem Umfange zu binden und mit in den Ringspaltraum zu spülen, konnte von den Forschungslaboratorien der großen Ölaufbereitungsfirmen nicht zweifelsfrei bestätigt werden. Es wurde im Gegenteil empfonlen, zur Entwässerung des Kabelinnern das Dewatering-Fluid zur Anwendung zu bringen. Der Effekt dürfte damit wohl erreicht werden können. Das aber mit Anwendung dieser leicht entflammbaren Entwässerungsflüssigkeit verbundene Risiko und der Umstand, daß Teilmengen im Kabelinnern verbleiben könnten, lassen es unbedingt ratsam erscheinen, von der Verwendung diesen Fluides abzusehen.
Die sich stellende Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Lösung ist in Stufen vorgesehen

1. Beseitigung der Feuchtigkeit durch Vakuumtrocknung

(Verdampfung bei Erwärmung der Kabel und Herstellen eines entsprechenden Unterdruckes)
Mit Hilfe eines an den Kabelenden gewöhnlich über den Ankerkörperverguß (meistens Zinklegierung) in die Drähte der Kabel eingeleiteten elektrischen Stromes von etwa 14-30 Volt Spannung und etwa 4000 bis 6000 Amp. Stromstärke erfolgt eine durch Meßgeräte kontrollierte Aufheizung der Kabel um etwa 40° bis max. 60°C. Hinsichtlich der Aufheizzeit bedarf es eines Versuches, da diese von Wärmeverlusten am Hüllblech abhängig ist.
Gleichzeitig wird im Ringspaltraum mittels einer speziell für Vakuumtechnik ausgelegten "Pumpe" (bevorzugt wird eine zweistufige Drehschiebervakuumpumpe in einem Leistungsbereich zwischen etwa 65-200 m³/h Saugvermögen) ein Unterdruck bis 60 mbar u.U. kurzfristig noch tiefer erzeugt. Theoretisch läßt sich damit die in den Hohlräumen zwischen Drähten, Litzen und Seilen befindliche Feuchtigkeit auf einen Anteil von etwa 1/24000 durch einen solchen Verdampfungs- und Auspumpvorgang herabdrücken.
Die Pumpe fördert den Dampf ins Freie, wobei mittels Partialdruckmessung am nachgeschalteten Massenspektrometer die geförderte Flüssigkeitsmenge absolut und bezogen auf die Zeiteinheit gemessen und aufgezeichnet werden kann. Die Förderdauer dieser ersten Trocknungsstufe hängt naturgemäß von der im Kabelinnern tatsächlich befindlichen Feuchtigkeitsmenge und den beim Evakuieren vorhandenen Temperaturen ab. Ist mittels des Meßgerätes ein Beharrungszustand zu erkennen, ist dieser Prozeß als beendet anzusehen. Spezialfirmen und gewisse Abteilungen der Kommunalverwaltungen besitzen auf diesem Gebiet von dem häufig durchgeführten Evakuieren von Fernwärmeleitungen her besondere Erfahrungen.
Gleichzeitig wird bei diesem Vorgang offenbar, welche Feuchtigkeitsmenge sich im Kabelinnern bis auf die erwähnten Reste befand. Durch Beobachtung eines Druckanstieges bezogen auf die Zeit läßt sich vor dem Trocknungsvorgang die Leckrate des Systems (d.i. die Leckmenge je Zeiteinheit) relativ einfach ermitteln. Dieses betrifft die Dichtheit der Hüllblechschweißnähte wie auch die Funktion der Stopfbuchsen. Damit ist eine gute Möglichkeit vorhanden, die praktisch gegebenen aber nicht bekannten Werte zu ermitteln.

2. Überlagerung der Kabel im Ringspalt mittels eines Stickstoffpolsters

Durch einen gewissen, wenn auch nur geringen Überdruck des eingepreßten trockenen gasförmigen Mediums ― bevorzugt völlig trockene Luft oder N₂-Gas ― von etwa 50 mbar im Ringspalt ― die Dichtheit ist durch die Stopfbuchsen-Konstruktion gewährleistet ― wird ein Eindringen von Wasser, Sauerstoff oder sonstigen Schadstoffen verhindert. Der geringe Verlust infolge der Leckraten muß aus Stickstoffkaltvergasern ausgeglichen werden, die von den in Industrieländern vorhandenen Spezialfirmen in einem mehrmonatigem Rhythmus nachzufüllen sind (z.B. von Fa. Messer, Griesheim).
Der Stickstoffvorrat wird über eine Druckmeßdose automatisch kontrolliert. Dieser Vorgang kann u.U. an eine Alarmsignalleitung angeschlossen werden. Im übrigen sind keinerlei Umweltschäden bei Undichtigkeiten zu befürchten, wenn diese tatsächlich doch einmal eintreten sollten. In einem mittelgroßen Kaltvergaser läßt sich der bei normalen europäischen Rhein- und Donaubrücken entstehende Jahresbedarf nahezu unterbringen, wobei je Jahr 1- oder 2 mal nachgefüllt werden müßte. Die Kosten für den Jahresbedarf ― Kaltvergasermiete und das benötigte Stickstoffmaterial ― würde unter dem jährlichen Zinsbetrag der jenigen Geldmittel liegen, die für die Auffüllung mit dem bisher zur Verwendung vorgesehenem Antikorritöl benötigt werden würden. Daher ist die Stickstoffverwendung preiswerter, hinzu kommen die technischen Vorteile: Bei der Verwendung von trockener Luft oder N₂-Gas ist es jederzeit möglich, mittels des Massenspektrometers das aus den Stopfbuchsen entweichende Gas auf Feuchtigkeitsanteile zu untersuchen und damit sehr leicht eine zuverlässige Kontrolle über die Vorgänge im Ringspalt und im Kabel auszuüben. Das Verschweißen etwaiger Undichtigkeiten in der Blechhülle ist bei einer Stickstoffüllung im Ringsoalt völlig unproblematisch.
Der wichtigste mit der Verwendung vom Stickstoff für die Ringspaltfüllung zu ersielende Vorteil liegt in der damit zu erreichenden Nachtrocknung im Kabelinnern.
Praktisch spült das immer wieder erneuerte N₂-Gase beim Vorbeistreichen und gleichzeitigem Eindringen die letzten Reste der Feuchtigkeit aus dem Kabelinnern in den Ringspalt und trägt sie von dort ins Freie, da physikalisch das Bestreben des Partialdruckausgleiches zwischen beiden Medien wirksam ist. 1 kg = 800 l N₂-Gas sind in der Lage, das 280 fache der nach dem Verdampfungsprozeß noch verbliebenen Restfeuchte zu binden und abzutransportieren, dann, wenn es durch vorhandene feinen Kanäle und Spalten zwischen den Drähten hindurch ins Kabelinnere dringen und dort bei Stoffkontakt den Partialdruckausgleich vollziehen kann. Dieser Effekt könnte dort, wo Druckunterschiede zwischen Kabelrand und -mitte herrschen und die enge Medienverbindung behindern und erst über den Umweg der Diffusion die notwendige enge Berührung erfolgen kann, verlangsamt werden. Die Menge der nach dem Verdampfungsprozeß noch vorhandenen Feuchtigkeit, die Leckrate und damit die Größe der N₂-Gas-Erneurung und des Stickstoffspülvorganges, die Temperatur im Innern des Kabels besonders aber die im Kabelinnern verfügbaren Wege zur Erreichung des Partialdruckausgleiches bestimmen die Geschwindigkeit des Nachtrocknungseffektes. Nur wenige dieser Faktoren können theoretisch vorweg errechnet werden, weshalb es zunächst eines Versuches auf kurzer Strecke zur Grundlagenermittlung bedarf.

3. Schaffen einer molekularen Schutzschicht auf den Oberflächen der Drähte durch Dampfphaseninhibitoren somit mittels chemischer Einwirkung

Zur Beschleunigung des Auslöschens von Korrosionsprozessen im Kabelinnern wird als zusätzlicher Schritt zur Nachtrocknung die Verwendung von Gasphaseninhibitoren (VPI = Vapour-Phase-Inhibitors, ein Mittel welches in den USA zur jahrzehntelangen Konservierung empfindlicher Waffenteile und seit langem auch von der deutschen exportierenden Industrie verwendet wird) für diesen Zweck hier vorgeschlagen, wofür bereits in der DE-C-3629704 ein Schutz beansprucht wurde. Nach Angabe des Institutes für Exportverpackung, Fachhochschule Hamburg empfiehlt es sich, gleich zu Beginn der Nachtrocknung dem N₂-Gas bis zur Sättigung, d.h. gleich nach Beendigung des Verdampfungsprozesses (etwa 40 g auf 1000 l) Discyclohexylammoniumnitrit beizugeben, weil dann noch die Erwärmung im Kabelinnern anhält und außerdem durch den Unterdruck die Kapillaren im Kabelinnern weitgehend entlüftet sind, was ein schnelles Eindringen erleichtert.
Als preiswertes Feinchemikal wird dieser Stoff von den internat. Großölraffinierien u.a. von der Fa. Shell unter der Bezeichnung VPI 260-350 mit gewissen Variationen der Eigenschaften je nach den Anwendungszwecken hergestellt. Unter Einwirkung von Wasserdampf wird das Chemikal gespalten. Es bildet sich freies Amin und salpetrige Säure. Letztere oxydiert an der Metalloberfläche das Eisen zu Eisenoxyden. Außerdem wird die Oberfläche mit einer dünnen Aminschicht überzogen, Das bei der Oxidation von Eisen anfallende Stickoxid bildet mit der Feuchtigkeit und vorhandenem Sauerstoff wiederum salpetrige Säure, die weitere Oberflächenteile zu passivieren vermag. Die Schutzschichten sind von molekularer Stärke und daher von beschränkter Dauer. Das Material VPI 300 löst sich mit 55,6 Gew.-Teilen in 100 Gew.- Teilen Wasser, wobei die etwa noch vorhandene Flüssigkeit korrosionsunwirksam gemacht wird. Das zweckmäßig gemischte VPI Chemikal vermag an Korrosionsstellen in das feuchte Rostmaterial einzudringen und es zu unterwandern und dabei im Elektrolyten die vorhandene Feuchtigkeit korrosionsunwirksam zu machen. Bis diese Flüssigkeitsteile durch den ständig andauernden Nachtrocknungsprozeß im Partialdruckausgleich mit dem spülenden Stickstoff gebunden und abtransportiert sind, kann das VPI Material eine den Korrosionsprozeß im Kabelinnern beschleunigt abbrechende Wirkung ausüben. Wenn diese Restfeuchtigkeit abgeführt ist, was sich durch Untersuchungen mittels Massenspektrometer zuverlässig feststellen läßt, bedarf es des Beigebens dieses Chemikals nicht mehr.
Ob es überhaupt zusätzlich zu der Verdampfung und dem Nachtrocknen durch das Feuchtigkeitsausspülen mittels des N₂-Gases notwendig wird, kann nur praktisch ermittelt werden. Da ein Nachschub an Schadstoffen in kontrollierbarer Weise verhindert ist und der ständig nachströmende Stickstoff die Nachtrocknung aufrecht erhält, wird mit den 3 geschilderten Schritten der Korrosionsvorgang im Kabelinnern in kurzer Zeit beendet und ein Wiederaufflackern verhindert.
Es werden mit den beigefügten Figuren 1-10 die wesentlichen Vorgänge erläutert.

Fig.
1: Querschnitt des Schrägkabels; als Beispiel ein Paralleldrahtbündel mit Abstandhalterkranz gewählt. Bei Seilpaketen bedarf es abgewandelter Lösungen, wobei das Heraustreiben der Feuchtigkeit aus dem Innern und Auslöschen der Korrosionsprozesse dadurch erleichtert wird, daß im allgemeinen die Hohlräume zwischen den Seilen und Litzen nicht kunststoffverfüllt sind. Der Verdampfungsprozeß und das Spülen mit N₂-Gas, gegebenenfalls mit VPI-Beigabe, sind somit einfacher und auch sehr schnell wirksam.
Ziff.
1: Schrägkabel als Paralleldrahtbündel, bei dem die Holräume vor der Montage im Tauchverfahren oder durch Injektion mit Kunststoff aufgefüllt sind.
2: Reste dieses Kunststoffes am Kabelrand, welche mit Hilfe eines rotierenden Rundschälgerätes oder in ähnlicher Weise so abgefräst werden, daß sich eine weitgehend runde Oberfläche als Grundlage für die Abstandhalterkränze ergibt.
3: Durchgehender Ringspaltraum, von dem aus die vorgesehene Behandlung und auch Kontrolle des Kabelzustandes erfolgen kann. Abschließend wird dieser Ringspalt bei leichtem Überdruck mit trockenem Stickstoff angefüllt. Der geringe Verlust an den Stopfbuchsen wird laufend ersetzt, so daß sich praktisch eine andauernde Nachtrocknung ergibt.
4: Verschweißte Blechhülle aus einem Edelstahlmaterial, welches bei nur gelegentlicher Oberflächenreinigung zumindest die Brückenlebensdauer erreicht. Z.B. ist von dem Werkstoff 1.4439 eine solche Beständigkeit aufgrund intensiver positiver Teste mit großer Sicherheit zu erwarten, d etwa von 0,9-2 mm.
5: Abstandhalter aus Spritz-Polyethylen.
a) Kranz senkrecht zur Kabelrichtung aufgeklebt ― e = 1,00 - 2,00 m bstand
b) längs gerichtete Abstandhalter etwa 0,30-0,40 m lang; am Ende jeden Montagestückes von hinten eingepreßt, um das mit leichtem Spiel über die Abstandhalterkränze hinweggeführte Hohlrohr auf die Abstandhalter vor der Anschlußverschweißung herunterzudrücken. Dieser Arbeitsgang findet im Schutze der allseits gegen die Witterung abgeschlossenen Arbeitsbühne Fig. 14, Ziff. 49.b der DE-C-3629704 statt.
Fig.
2: Paralleldrahtbündel; Querschnitt zwischen den Abstandhalterkränzen.
Ziff.
6: Mittels eines elektrisch geheizten, der Rundung des Schrägkabels angepaßtem Schneidegerätes wird eine Fensteröffnung in die verbliebene Hülle geschnitten und danach unter Befestigung eines Ziehgerätes an das abgetrennte Kunststoffasernetz, mit dem das Kabel umwickelt worden war oder auf ähnliche Weise abgezogen. Es werden 2 längs versetzte Öffnungen, möglichst großen Querschnitts, etwa 60 bis 100 × 300 mm² hergestellt, um den "Verdampfungsprozeß" und das "Nachtrocknen" zu erleichtern und zu beschleunigen.
Fig.
3-7: Widerstandserwärmung durch konduktive elektrische Einwirkung auf die einzelnen Schrägkabel mit Strom hoher Stärke und niedriger Spannung.
Fig.
3: Schrägkabel als Paralleldrahtbündel im Pylonenkopf unterbrochen und einzeln verankert.
Ziff.
7: Ankerhülse und Stopfbüchsenpackung auf Isolierplatten und Röhrchen von der Brückenkonstruktion galvanisch getrennt.
Zuleitung des niedrig gespannten Stromes vom Trafo:
1. PDB führt Strom hinein
2. PDB führt Strom zurück
8: zwischen 2 PDB eine Cu-Kabel-Einleiter-Kabelbrücke
9: Transformator, Bauart wie für Schweißstromumformung
Fig.
4: wie bei Fig. 3 jedoch erfolgt unmittelbare Stromrückführung vom Punkt C zum Trafo 9 durch besondere Leitung
Ziff.
10: 8 bis 10 Einleiter-Kabel; Cu-Querschnitt je Leiter etwa 120 mm²
Fig.
5: Kabel am Polyonenkopf C durchlaufend, galvanische Verbindung kann bei C erhalten bleiden, wenn diese bei A und B unterbrochen wird
Ziff.
7: galvanische Verbindung bei den Punkten A und B der Brückenkon-
11: struktion beseitigt (Details Fig. 3)
10: wie bei Fig. 4, jedoch zwischen 11 und 9
Fig.
6: Endverankerung der Paralleldrahtbündel
Isolierung der galvanischen Verbindung im Detail wie beim Beispiel Rheinbrücke Mannheim-Ludwigshafen, wobei die Ankerhülsen mittels Pressen (Z_max. = 5400 KN) eine geringe Strecke angezogen werden müssen, um im Bereich der Druckverteilungsplatte eine etwa 3-4 mm starke Isolierplatte einzuwechseln; vorgeschlagen werden hochfeste Zirkon-OxidKeramik-Platten der Friedrichsfelder Steinzeugfabrik, durch Glasfaser verstärkte Kunstharzplatten von Ciba Geigy oder ähnliche druckfeste, galvanisch isolierende Platten.
Ziff.
12: Die Zuleitung des Heizstromes von etwa I = 4000 - 6000 Amp. Stärke, mit dem das Drahtkabel oder Seilpaket auf 60°C gebracht werden soll, ist so anzulegen, daß die Einzeldrähte möglichst gleichmäßig beaufschlagt werden. Irgendwelche Lichtbogenbildung ist zu verhindern beispielsweise:
es sind auf die Längsseiten der Stahlgußankerhülse diametral gegenüber zwei ca. 140 mm lange Kupferschienen aufgeschraubt bzw. gelötet, an denen jeweils 5 Einleiterkabel ∅ 120 mm², zusammen also 10, angeklemmt oder geschraubt werden. Der Stromfluß über die gewöhnliche Zinklegierungs-Vergußmasse im Ankerkonus kann gleichmäßig in die Drähte des Paralleldrahtbündels oder der aufgespreizten Seile eines Kabelpaketes erfolgen. An Stellen, wo ein Kugelkunststoffverguß ausgeführt wurde, muß der Strom von der Rückfront des Ankerkörpers über die blank gesäuberten, ehemals aufgestauchten Drahtköpfe und die KöpfchenLochplatte zugeleitet werden.
13: abstützende Stahlkonstruktion, in der Mitte das PDB Ziff. 1
14: Ankerbarren
15: Druckverteilungsplatten
16: Futterplatten variable Anzahl
17: Knagge, welche den Längsschub am unteren Abschluß der Blechhülse auf die Stahlkonstruktion 13 überträgt.
18: Stopfbuchsenhülse
19: galvanisch isolierende Röhrchen ― 2 Halbschalen aus Kunstharz
20: hochdruckfeste isolierende Druckplatten
Fig.
7: Isolierung der galvanischen Verbindung bei der Verankerung von Seilpaketen, die mittels Spreizschellen, welche verschiedentlich Kontakt mit der Stahlkonstruktion der Brücke haben, den freien Raum für die Unterbringung der Ankerhülsen ermöglichen, als Beispiel Rheinbrücke Leverkusen gewählt.
Ziff.
21: Schnitt durch das Kabel-Paket von 19 vollverschlossenen Seilen, etwa ∅ 59,5 mm, die Schellen werden auf freier Strecke entfernt, um die Längsbewegungen im Ringspalt nicht zu behindern. Es sind ein oberer und unterer Abstandhalterkranz und freie Zwischenräume vorgesehen.
22: Jede Ankerhülse wird geringfügig mittels Pressen vom Ankerbarren abgehoben und wie bei Fig. 6 Ziff. 19 und 20 die isolierenden Rohrhälften und Druckverteilungsplatten eingefügt.
23: Querschnitt durch die Spreizschellen
24: Schnitt im Spreizbereich
25: Schnitt vor dem Spreizbereich
26: mittels 2 Pressen wird diese Schelle von der Stahlkonstruktion der Brücke der Höhe oder auch der Seite nach etwas abgehoben und dabei die eine galvanische Isolation herstellende Zwischenlage eingefügt. Dort, wo von der Spreizschelle kein Kontakt zur Brückenkonstruktion besteht, was häufig der Fall ist, entfällt eine solche Maßnahme.
Fig.
8: Mögliche, gegen Einwirkungen der Öffentlichkeit geschützte Unterbringung der Kaltvergasergefäße und des VPI-Austauschers zum Mischen von N₂-Gas mit Discyclohexylammoniumnitrit-Pulver ― in Brückenlängsrichtung gesehen
Ziff.
1: Schrägkabel
30: untergehängte Decke zwischen den Brückenhohlkastenträgern, von der Treppe im Pylonenpfeiler aus zugänglich
31: Kaltvergaser für N₂-Gas (Zahl und Größe hängen vom Erneuerungsbedarf entsprechend der Leckrate ab).
32: Zylinderförmiges Mischgefäß, in dem von unten eingeführtes N₂-Gas durch das VPI-Pulver bis zur völligen Sättigung (40 g VPI auf 1 kg N₂-Gas) hindurch geleitet wird
33: Rohrleitungen + Armaturen zur Gasweiterleitung
Fig.
9: wie 8 jedoch in Brückenseitenansicht, geschnitten durch Brückenmitte
30-33: wie Fig. 8
29: Strahlrohrrüstung am Pylonenkopf, Zugänglichkeit zu den Kabelverankerungsstellen
34: Schrägkabelverankerung innerhalb des Brückentragwerkes
35: Stopfbüchse als unterer Abschluß des Ringspaltes
36: Kondenswasserabscheider und Wasserpumpe
37: Anschlußstutzen für N₂-Gaszufuhr mit Druckregelungsventilen und Alarmmeldevorrichtung bei Unterschreitung der vorgegebenen Toleranzen
38: Vakuumeinheit zur Evakuierung des Ringspaltraumes und damit zur Verdampfung der im Kabel befindlichen Feuchtigkeit
Fig.
10: Skizzenhafte Darstellung der auf der Pylonenplattform stationierten Pumpenanlage zur Druckabsenkung im Ringspalt mit den wesentlichsten Vorrichtungen, wie sie von der Industrie zum Evakuieren von Fernwärmeleitungen üblicherweise verwandt werden
Ziff.
39: Anschluß an den Ringspalt (Stutzen am Hüllrohr)
28: Ausgleichselemente
40: 1. Fernübertragung von Daten zur Meßröhre
41: Kugelhahn zum Abschluß des Ringspaltsystems
42: Staubfilter
43: 2. Fernübertragung von Daten zur Meßröhre
44: Magnetventil
45: Reduzierstück
46: Drehschiebervakuumpumpe (Leistungsgröße abhängig von: im Kabel befindlicher Wassermenge, Kabellänge, Ringspalt- und Kabelquerschnitten sowie Temperaturverhältnissen)
47: Schaltschrank mit Meßgeräten und Schreiber
48: u.U. Fernschaltung bzw. Abfragemöglichkeit vom Brückendeck aus
49: elektrische Anschlüsse
50: Automatische Meldung bei Unregelmäßigkeiten zur Arbeitsstelle auf dem Brückendeck

Claims

1. Korrosionsschutz für Zugglieder (1) in Form von stählernen Seilen, Paralleldrahtbündeln oder Parallellitzenbündeln zur Aufnahme großer Lasten für kabelüberspannte Brücken, für Abspannung von Türmen und Masten, sowie für den Reaktorbau, wobei das Zugglied mit einer Umhüllung (4) aus Stahlblech umgeben ist, welche mit Hilfe von Abstandshaltern (5) in einem Abstand vom Zugglied (1) gehalten wird, so daß sich ein das Zugglied (1) umgebener Ringspalt ergibt, dadurch gekennzeichnet,

― daß der Ringspalt an beiden Enden des Zuggliedes (1) gegen dieses abgedichtet ist,

― daß das Zugglied (1) erwärmt und/oder im Ringspaltraum (3) mittels Pumpen ein Unterdruck erzeugt wird, so daß im Zugglied (1) vorhandene Feuchtigkeit verdampft,

― daß der Ringspalt anschließend auf Dauer mit Stickstoff gefüllt ist, der einen Überdruck gegenüber dem atmosphärischen Druck aufweist und der Überdruck durch ein automatisches Alarm- und Meldesystem überwacht wird.

2. Korrosionsschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt zum Entfernen von Restfeuchtigkeit mit Stickstoff durchspült wird.

3. Korrosionsschutz für Zugglieder nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugglied (1) konduktiv-elektrisch auf etwa 40-60°C erwärmt wird.

4. Korrosionsschutz für Zugglieder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stickstoff Dampfphaseninhibitoren beigemischt sind.