FI77269B - Foerfarande och anordning foer katodiskt skydd av i havsfoerhaollanden fungerande staolkonstruktioner. - Google Patents

Description

77269

MENETELMÄ JA LAITE MERIOLOSUHTEISSA TOIMIVIEN TERÄSRAKENTEIDEN KATODISEKSI SUOJAAMISEKSI - FÖRFARANDE OCH ANORDNING FÖR KATODISKT SKYDD AV I HAVSFÖRHALLRNDEN FUNGERANDE STÄIKONSTRUK-TIONER

Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan 5 mukaiseen menetelmään meriolosuhteissa toimivien järjestelmi en katodiseksi suojaamiseksi korroosiovaikutukselta, sekä patenttivaatimuksen 9 johdanto-osan mukaiseen anodirakentee-seen menetelmän soveltamiseksi.

Katodisella suojauksella estetään metallin korroosio säh-10 köäjohtavassa väliaineessa, esimerkiksi merivedessä. Kato dinen suojaus voidaan järjestää passiivisesti uhrautuvien anodien avulla, jolloin toiminta perustuu siihen että järjestetään kaksi jalousasteeltaan erilaista metallia kontaktiin keskenään, toisin sanoen muodostetaan galvaaninen 15 pari jossa suojattava kohde toimii katodina. Aktiivisessa suojauksessa (ICCP, Impressed Current Cathodic Pretection) suojattavan rakenteen ja anodin väliin kytketty virtalähde syöttää tasavirtaa anodilta väliaineen kautta suojattavalle pinnalle, josta täten muodostuu aikaansaadun sähkökentän 20 katodi. Suojavirta laskee tällöin suojattavan pinnan kor- roosiopotentiaalin nk. immuniteettialueelle, jolloin tämän pinnan korroosio estyy anodin kustannuksella. Anodi voi olla suojattavasta rakenteesta irrallinen laitteisto, tai vaihtoehtoisesti suojattavaan rakenteeseen eristetysti .25 kytketty laite. Jälkimmäinen järjestely, johon myös keksintö kohdistuu, tuottaa korroosionestoa pienemmällä virtatarpeel-la. Lisäksi tällainen yhdistetty rakenne on liikkuvien järjestelmien osalta välttämättömyys. Automaattisesti säädetyissä, aktiivisesti toimivissa katodi suojaus järj es tel-30 missä suojattavan pinnan potentiaalia seurataan nk. ver- tailuelektrodilla. Säätöyksikkö seuraa suojattavan pinnan ja vertailuelektrodin välistä potentiaalieroa ja määrää tämän perusteella virtalähteen syöttämän virran suuruuden.

__ 1. _ _ 2 77269 Tällaisia ulkoisella virtalähteellä toimivia katodisia suojalaitteistoja asennetaan nykyisin huomattavaan osaan uudisrakennelaivoista jaoff-shore-rakennelmista. Virransyöt-töanodin pääkomponentti on tällöin metallikisko tai levy, 5 jonka kautta tapahtuu virransyöttö meriveteen. Levyn mate riaali on usein platinoitu titaani tai niobi tai lyijyho-peaseos. Virransyöttölevy ei saa olla suorassa sähköäjohtavassa kontaktissa suojattavan pinnan kanssa. Tämän vuoksi niiden välissä on käytettävä eristysainetta, esimerkiksi 10 siten, että virransyöttölevy on kiinnitetty muoviin, luji temuoviin tai epoksihartsiin. Virransyöttölevyyn on kiinnitetty eristetty kaapeli, jonka kautta virransyöttö virtalähteestä tapahtuu. Vertailuelektrodien rakenne on periaatteessa samanlainen kuin anodienkin, toiminta rakentuu 15 kuitenkin sen varaan että elektrodin potentiaaliero meriveden suhteen pysyy vakiona. Tavallisesti tällaisena elektrodina käytetään metallista sinkkiä tai hopea-hopeakloridimate-riaalia. Elektrodi on eristetty kohteesta samalla tavoin kuin anodikin, ja siihen on kiinnitetty eristetty kaapeli, 20 joka johtaa säätöyksikköön. Seuraavassa tarkoitetaan anodilla yhtä lailla ylläolevan mukaista vertailuelektrodia.

Tällä hetkellä on käytössä lähinnä kaksi erilaista anodien (tai vertailuelektrodien) asennustapaa: pinta-asennus ja upotusasennus.

25 Pinta-asennuksessa muoviin tai vastaavaan eristeeseen upotetut anodit kiinnitetään suojattavan rakenteen, esimerkiksi laivan rungon pinnalle siten, että ne jäävät kokonaisuudessaan pintaprofiilin ulkopuolelle. Anodimateriaa-lina on usein sinkkilevyjä tai paloja, eli toiminta perustuu 30 tällöin nk. uhrautuvien anodien käyttöön. Kiinnitys tapahtuu esimerkiksi pintaan hitsatuilla pulteilla tai liimaamalla. Tällainen asennus ja kiinnitys on suhteellisen halpa ja helppo toteuttaa. Huomattavana haittapuolena on kuitenkin tällä tavoin asennetun anodin heikko kyky kestää irtoamatta 35 suuria mekaanisia rasituksia, kuten esimerkiksi jään kulut tavaa vaikutusta. Tunnetun tekniikan mukaiset pinta-asennetut 3 77269 anodit eivät näin ollen ole lainkaan soveltuneet jäänmurtajien rungon katodiseen suojaukseen.

Upotusasennuksessa suojattavaan pintaan hitsataan ensin kotelot anodeja varten. Muoviin tai vastaavaan asennetut 5 anodilevyt kiinnitetään tämän jälkeen näihin koteloihin esimerkiksi kotelon pohjaan hitsatuilla pulteilla Ja liimalla. Tämän asennusmenetelmän mukaisesti anodit ovat kokonaisuudessaan pinnan profiilin sisäpuolella, jolloin saavutetaan se merkittävä etu, että anodien kestävyys esimerkik-10 si jääolosuhteissa paranee huomattavasti kun jäät eivät pysty irrottamaan anodeja. Haittapuolena on toisaalta menetelmän hankala toteuttaminen ja siihen liittyvä kalleus. Upotusasennettavan anodin aikaansaama suojavirran jakautuma on myös epäedullinen pinta-asennettaviin anodeihin verrat-15 tuna. Anodin ja rakenteeseen hitsatun kotelon väliin jää rako, joka täytetään muovikitillä tai epoksihartsilla. Kittaus on hankala suorittaa silloin kun pinnat ovat pystysuoria tai alaspäin kaarevia siten kuin esimerkiksi laivan runko. Mikäli virransyöttölevy vaurioituu, on anodi vaihdet-20 tava, mikä on varsin työläs toimenpide muovikitin omaavan suuren lujuuden ja adheesion vuoksi. Pisimmilleen upotusasen-nettavien anodien kehitys on johtanut esimerkiksi suomalaisen patenttihakemuksen no 841632 mukaisessa menetelmässä, jossa upotettava anodi on esivalmistettu elementistä, joka suoraan 25 hitsataan kiinni suojattavaan rakenteeseen tehtyyn aukkoon.

Verrattuna pinta-asennettaviin anodeihin tällainenkin rakenne on varsin kallis toteuttaa, lisäksi vaurioituneen anodin vaihtaminen edellyttää telakoinnin yhteydessä suoritettavaa koko kotelon irtihitsaamista ja vaihtamista uuteen vastaavaan 30 elementtiin. Esivalmistetun elementin hitsaaminen suojat tavaan rakenteeseen on myös hankala suorittaa vaurioittamatta elementtiä, mikä johtuu teräksen ja epoksljohdannaisten tai lasikuitupohjäisten täytemateriaalien välisestä erilaisesta lämpölaajenemisesta.

35 Lisähaittana tunnetun tekniikan mukaisissa anodirakenteissa on anodin edellyttämän eristeaineen alttius tuhoutumiseen __ - rz.. ____ 77269 4 käytön yhteydessä, mikä johtaa suojavirran oikosulkeutumiseen suojattavaan rakenteeseen siten, että katodinen suojavaikutus häviää. Tällaista tuhoutumista aikaansaa esimerkiksi käytössä olevien eristemateriaalien pinnan huokoisuus, siihen sisäl-5 tyvät ja/tai asennuksen yhteydessä helposti syntyvät hal keamat, lasikuitumateriaalien taipumus imeä itseensä vettä, jolloin seurauksena on aineen tilavuuden muutos, jne. Veden tunkeutuminen anodin ja huokoisen eristemassan väliin aiheuttaa titaanin tuhoutumista platinoidussa titaani-anodis-10 sa. Kalleuden lisäksi upotusasennettavien anodien haittana on kotelon suuri tilantarve, mikä johtaa vaikeuksiin mahduttaa kotelo suojaputkineen laivan kaarien väliin. Kotelon dimensiot ovat usein luokkaa 300 x 900 mm. Lisäksi kotelon tiiviyden varmistamiseksi järjestettävän sisäpuolisen 15 suojaputken tai -tilan, nk. kofferdammin, dimensiot ovat samaa suuruutta.

Keksinnön tarkoituksena on luoda uusi, entistä toimivampi ja taloudellisempi menetelmä aktiivisen katodisen suojauksen aikaansaamiseksi meriolosuhteissa toimivissa järjestelmissä, 20 sekä anodirakenne menetelmän toteuttamiseksi. Tavoitteena on tällöin luoda meriolosuhteissa, erityisesti arktisissa meriolosuhteissa käytettävä anodirakenne, joka hyvin soveltuu esivalmistukseen ja jonka asennuksen edellyttämät toimenpiteet ovat mahdollisimman helposti suoritettavissa. Tavoit-25 teenä on myös sellaisen anodirakenteen luominen, jonka vaihtaminen uuteen on mahdollisimman helppo toteuttaa joko telakoinnin yhteydessä tai sukeltajan toimesta. Tavoitteena on lisäksi luoda anodirakenne, jonka sisältämän eristysaineen kyky kestää korroosiota ja/tai mekaanista rasitusta on 30 entistä parempi, lisäksi siten että eristysaineen eristämis- kyky on entistä tehokkaampi, jolloin eristysaineen paksuutta voidaan pienentää.

Keksinnön tunnusmerkit on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Asentamalla anodilevy keraamiseen sähköä 35 eristävään materiaaliin, esim. alumiini- tai sirkoniumoksi- diin tai vastaavaan, saavutetaan tunnettuun tekniikkaan se 5 77269 huomattava hyöty, että eristeaine samalla toimii tehokkaana ja iskunkestävänä pidikkeenä anodilevyn lukitsemiseksi paikoilleen. Tällaisen keraamisen eristeaineen etuna on varsin hyvä korroosionkesto- ja eristekyky. Lisäksi aineen 5 lujuusominaisuudet, erityisesti puristuslujuus, ovat varsin korkeaa luokkaa, minkä ansiosta tällainen anodirakenne soveltuu oivallisesti käytettäväksi arktisissa tai subarktisissa olosuhteissa, joissa liikkuvien jääpalojen aikaansaama mekaaninen rasitus asettaa anodin keston kovalle 10 koetukselle.

Kuvattu anodirakenne soveltuu yhtälailla anodien pinta- ja upotusasennukseen, edullisessa sovellutusmuodossa lisäksi asennusmenetelmään, jossa on piirteitä sekä pinta- että upotusasennuksesta.

15 Käytettäessä tällaista keraamisesta aineesta koostuvaa anodirakennetta upotusasennuksessa, anodi soveltuu entistä paremmin esivalmistukseen. Keraaminen täyte- ja eristeaine voidaan etukäteen järjestää metalliseen koteloon, jonka hltsaaminen suojattavaan rakenteeseen on helpompi suorittaa 20 kuin tunnettujen anodielementtien osalta, sillä keraamisen aineen, esim. Zr02» lämpölaajeneminen on samaa luokkaa kuin teräksen. Tästä syystä hitsaamisen lämpövaikutus ei tuota aineessa halkeilua tai painevaikutusta, vaan hitsaus on suoritettavissa anodirakenteen välittömässä läheisyydessä.

25 Käytettäessä keraamista eristelevyä pinta-asennuksessa saavutetaan kompakti ja luja rakenne, jossa eristeaine ympäröi anodilevyn kehää sivuilta siten, että jääpalojen anodirakenteeseen kohdistama mekaaninen voimavaikutus ensisijaisesti kohdistuu suuren puristuslujuuden omaavaan 30 keraamiseen aineeseen. Anodirakenteen kiinnitys suojattavaan rakenteeseen voidaan tällöin suorittaa tunnetulla tavalla, esimerkiksi kiinnitysruuveilla tai liimaamalla. Tällaisen pinta-asennetun anodirakenteen soveltuvuus jääolosuhteisiin on tunnettuja pinta-anodeja huomattavasti parempi.

___- - · TTT __ 77269 6

Erityisen edullinen on sovellutus, jossa keraamisen eristeaineen muodostamalla aluslevyllä on uloke, joka sijoittuu vastaavan muotoiseen reikään tai koloon suojattavassa rakenteessa. Tällöin pystytään keraamisen aineen omaava 5 suuri puristuslujuus hyödyntämään täysipainoisesti anodira- kenteen kiinnittämisessä alustaan. Vaikka tällaisen osaksi upotusasennetun anodin ulkopinta ulottuu suojattavan rakenteen pintaprofiilin ulkopuolelle, saavutetaan kuitenkin rakenne, jonka mekaanisen rasituksen kestokyky on vähintään 10 yhtä hyvä kuin parhaimpien tunnettujen upotusasennettavien anodien ominaisuudet.

Keraamiset eristelevyt, -kartiot tai vastaavat voidaan valmistaa tunnetulla menetelmällä, joko sintraamalla tai lietevaluna. Eristelyvyn muoto on vapaasti valittavissa, 15 valmistusteknisistä syistä pyörähdyskappaleen muotoiset eristelevyt ovat yleensä edullisimpia.

Ylläolevien ratkaisujen lähtökohtana on tavanomaisesta materiaalista, esimerkiksi platinoidusta titaanista koostuvan anodilevyn käyttäminen. Varsin edullinen ratkaisu on kui-20 tenkin käyttää anodirakenteen virtaa syöttävänä anodina jotakin tunnettua virtaa johtavaa keraamista materiaalia, esimerkiksi litiumferriittiä, magneesium-alumiiniferriittiä tai sellaisia metallioksideja kuin Fe203, NiO, C03O4 tai vastaavat. Tällaisesta aineesta koostuvan anodilevyn kor-25 roosionkesto- ja lujuusominaisuudet ovat metallirakentei siin verrattuna ylivoimaiset. Lisäksi virtaa syöttävä anodi voidaan tällöin valaa, sintrata tai hitsata yhtenäiseksi kappaleeksi toisen, sähkövirtaa eristävän keraamisen materiaalin kanssa.

30 Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää viitteellisesti leikkauksena sivulta katsottuna yhtä keksinnön sovellutusta; 7 77269 kuvio 2 esittää viitteellisesti leikkauksena sivulta katsottuna toista keksinnön sovellutusta; kuvio 3 esittää viitteellisesti leikkauksena sivulta katsottuna kolmatta keksinnön sovellutusta; 5 - kuvio 4 esittää viitteellisesti leikkauksena sivulta katsottuna neljättä keksinnön sovellutusta; ja kuvio 5 esittää viitteellisesti leikkauksena sivulta katsottuna erästä kuvion 1 mukaisen sovellutuksen muunnelmaa.

10 Piirustuksessa viite 1 viittaa suojattavan rakenteen ulko kuoreen, mikä rakenne voi olla mikä tahansa meriolosuhteissa toimiva järjestelmä, esim. laivan rungon kylkilevy, offshore-laitteiston tukijalka tai muu korroosiolle altis metallirakenne. Viite 2 tarkoittaa virtaa syöttävää anodia, 15 jonka rakenneaineena on jokin sopiva inertinen, sähköistä virtaa johtava aine. Yleensä kyseeseen tulee platinalla päällystetty titaanilevy, mutta myös niobi, tantali tai sirkonium on yhtä lailla ajateltavissa. Anodin rakenneaineena voi myös olla sähköä johtava keraaminen materiaali, kuten 20 seuraavassa tarkemmin selostetaan. Anodi on edullisesti levyn muotoinen, joskin muitakin muotoja, esim. kiskon muotoisia anodeja on mahdollista käyttää. Anodin sisäpintaan hitsataan kiinni sähköjohto virtalähteeseen 15, esim. titaanitanko 13 joka on yhdistetty kaapeliin 14. Sähkönsyöttö 25 ja syöttölaitteiden kiinnittäminen anodiin voidaan suorittaa tunnetulla tavalla, joten nämä järjestelmät on esitetty piirustuksessa vain viitteellisesti. Suojattavaan rakenteeseen 1 on työstetty aukko Α,Α^Α'' virransyöttölaitteistoa varten. Suojattavan rakenteen sisäpuolelle on järjestetty 30 luokitusjärjestelmien edellyttämä vesitiivis suojatila tai -putki 10, nk. kofferdamm.

Anodilevyn 2 ja suojattavan rakenteen 1 väliin on järjestetty keraamisesta aineesta koostuva eristelevy 3;3';4,5 esim.

8 77269 AI2O3, Zr02 tai vastaava. Tällainen aine on erittäin kova, ja omaa erittäin suuren puristuslujuuden. Leikkauslujuuskin on rakenneterästen luokkaa, joskin aine on hyvin hauras, eli myötöä ei esiinny juuri lainkaan. Kuvion 1 mukaisesti 5 keraaminen eristelevy 3 ulottuu sivusuunnassa anodilevyä 2 pidemmälle, ja pystysuunnassa anodilevyn yläpinnan tasolle. Tällä tavoin ulkoisesta voimavaikutuksesta helposti vaurioituva anodilevy koteloituu keraamiseen eristemateriaaliin 3, joka siis samalla toimii tehokkaana pidikkeenä ja 10 suojana anodille. Eristelevyllä 3 on viistot ja edullisesti pyöristetyt reunat, niin että siihen kohdistuva voimavaikutus välittyy aineeseen puristusjännityksenä. Anodilevy 2 on kiinnitetty eristelevyyn 3 liimalla, esim. epoksihartsilla samalla tavalla myös eriste 3 on kiinnitetty suojattavaan 15 rakenteeseen 1. Anodilevyn kiinnipitämistä voidaan edelleen edesauttaa levyn sisäpuolelle sähköäjohtavasti kiinnitetyn titaanisauvan avulla. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa, jossa anodi koteloidaan keraamiseen eristemateriaaliin, anodin pysymisestä paikoillaan ei pääse muodostumaan ongel-20 maa, sillä ulkoinen voimavaikutus joko kohdistuu eristeeseen tai on omiaan painamaan anodilevyä tuentaansa kohti.

Piirustuksen 1 mukaisessa sovellutuksessa, joka sopii erityisen hyvin esim. arktisissa olosuhteissa toimiviin jäänmurtajiin, on suojattavaan rakenteeseen työstetty aukko 25 A, jonka dimensiot vastaavat eristelevyn uloketta 8. Tällä tavoin eristeeseen 3 kohdistuva sivusmuvtainen tai viistosti suuntautuva voimavaikutus välittyy ulokkeen 8 kohdalle puristusjännityksenä keraamisessa materiaalissa. Jotta tämä tavoite toteutuisi on aukon A ja ulokkeen 8 tasosuuntaisen 30 dimension oltava tarpeeksi suuri, ainakin huomattavasti suurempi kuin anodin virransyötön edellyttämä aukko suojattavassa rakenteessa. Keksinnön puitteissa voidaan aukon A sijasta käyttää uloketta 8 vastaavaa syvennystä suojattavassa rakenteessa. Yhden ulokkeen 8 sijasta voidaan niinikään 35 käyttää useampia ulokkeita eristyslevyssä 3. Ulokkeen 8 sijainnin ei välttämättä tarvitse olla järjestetty symmetrisesti eristelevyyn 3 nähden, vaan keksinnön puitteissa

II

9 77269 voidaan valita mikä tahansa esiintyvän rasituksen kannalta lujuusopillisesti edullinen sijainti.

Kuvion 2 mukaisessa sovellutuksessa keraaminen eriste 4 on järjestetty anodin 2 ympärille kehän muotoon. Verrattuna 5 kuvion 1 mukaiseen sovellutukseen saavutetaan täten keraa misen aineen säästöä. Eristekehän kiinnitys suojattavaan rakenteeseen 1, kuten myös anodilevyn 2 kiinnitys eristeaineeseen toteutetaan ylläolevan mukaisesti. Anodin 2 ja rakenteen 1 väliin jäävä tila täytetään edullisesti liimaa-10 valla ja elastisella täyteaineella. Keraamisen eristeen 4 pysymistä paikoillaan edesauttaa lukituskartion muotoon järjestetty teräksinen tukilevy 7, joka aikaansaa edullisen jännitysjakauman eristeessä 4 ulkoisen voimavaikutuksen kohdatessa anodirakenteen.

15 Kuvion 3 mukaisessa sovellutuksessa keraamisen eristelevyn 3’ kiinnitys suojattavan rakenteeseen toteutetaan sopivalla, suuren leikkauslujuuden omaavalla liimalla, esimerkiksi epoksihartsilla. Tämän lisäksi voidaan kiinnityksessä käyttää keraamisen aineen läpi meneviä, upotettuja kiinnitysruuveja 20 11,12, joko anodilevyn alapuolella tai tämän sivuilla.

Kiinnitysruuvien käyttö on luonnollisesti mahdollista myös kuvion 1 tai 2 sovellutuksissa. Kiinnitysruuvit ovat edullisesti keraamisia tai muulla tavoin eristettyjä. Kuvion 3 mukaisen sovellutuksen etuna on konstruktiivisesti yksinker-25 taisempi eristelevy, lisäksi suojattavaan rakenteeseen 1 työstettävän aukon A’ dimensiot voidaan valita huomattavasti pienemmiksi kuin kuvion 1 mukaisessa ratkaisussa.

Kuviossa 4 on esitetty upotusasennettava sovellutus, jossa anodilevy 2 ja keraaminen eristemateriaali 5 on sijoitettu 30 runkoon kiinnihitsattavaan metallikoteloon 9. Kotelon pohjassa on aukko A' ' virransyöttöjärjestelmiä varten sekä aukkoa turvaava suojatila 10. Anodin 2 kiinnitys eristeeseen 5 on toteutettu ylläolevan mukaisesti. Keraamisen eristeen 5 ja teräskotelon 9 väliin on järjestetty sopivaa tiivis-35 tysainetta, esim. epoksihartsia. Tällaisen ratkaisun etu 77269 ίο tunnettuihin upotusasennettaviin anodeihin on lähinnä siinä, että kuumuutta kestävä ja teräksen kaltaisen lämpölaajenemis-kertoimen omaava keraaminen materiaali, esim. Zr02, mahdollistaa elementtien 2,5,9,10 esivalmistamisen siten, että 5 hitsaus voidaan suorittaa hyvin lähellä anodirakennetta, jolloin luonnollisesti suojattavaan rakenteeseen työstettävän aukon dimensioita voidaan vastaavasti pienentää. Sisäisten jännitysten vähentämiseksi hitsaamisen aikana tulisi anodi-rakenne ja sen ympäristö edullisesti esilämmittää ennen 10 hitsaamista. Suuren lujuuden omaavan eristemateriaalin 5 ansiosta anodilevy pysyy tässä ratkaisussa paremmin paikallaan käytön aikana kuin tunnetussa tekniikassa.

Kuviossa 5 on esitetty kuvion 1 mukaisen anodin muunnelma, joka erityisen hyvin soveltuu vedenalaiseen asennukseen 15 sukeltajan toimesta. Uloke 8' on kartion muotoinen siten, että välitilan ulokkeen ja suojatilan 10 väliin asennetaan kiilanmuotoinen välikappale 16. Anodin lukitus paikoilleen tapahtuu laivan sisätiloista käsin ruuvilla tai ruuveilla 17 aikaansaadun puristusliitoksen avulla.

.20 Anodilevyn 2 materiaalina voidaan keksinnön puitteissa käyttää tunnetun tekniikan mukaisia ratkaisuja, esim. platinoitua titaania. Tämän sijasta voidaan edullisesti käyttää sopivaa sähköä johtavaa keraamista ainetta, esimerkiksi magnesium-alumiiniferriittiä, litiumferriittiä tai 25 sellaisia metallioksideja kuin Fe2, NiO ja C03O4. Tällä tavoin vältetään metallisten anodien yhteydessä usein tapahtuva anodin syöpyminen. Kun sekä eristemateriaali että anodi on keraamista ainetta saavutetaan lisäksi hyvin kompakti, luja ja yhtenäinen anodirakenne. Keraaminen 30 anodilevy voidaan valmistaa erikseen sijoitettavaksi tämän jälkeen eristemateriaaliin. Edullisessa ratkaisussa anodi ja eriste valmistetaan integroiduksi rakenteeksi sintraamalla aineita yhteen tai suorittamalla lietevalu saman muottiin heti peräjälkeen. Anodilevyä voidaan myös aikaansaada 35 plasmaruiskuttamalla anodin ainetta suoraan eristemateriaalin pinnan päälle, tai valmistamalla anodi metallisen kappaleen

II

Claims (11)

1. Menetelmä meriolosuhteissa toimivien teräsrakenteiden, esimerkiksi laivan runkojen tai off-shore-rakennelmien, katodiseksi suojaamiseksi käyttämällä suojattavaan rakenteeseen (1) kiinnitetyn anodin (2) kautta tasavirtaa syöttävää ulkoista virtalähdettä (15), tunnettu siitä, että virtaa 15 syöttävä anodilevy (2), -kisko tai vastaava kiinnitetään kiinteästi suojattavaan rakenteeseen (1) keraamisesta, suuren puristuslujuuden omaavasta ja sähkövirtaa eristävästä aineesta koostuvan kiinnitysyksikön, esimerkiksi aluslevyn (3,3'), tukirenkaan (4), kotelon (5) tai vastaavan avulla 20 siten, että sanottu keraaminen aine toisaalta eristää virtaa syöttävän anodin (2) suojattavasta rakenteesta (1) sekä samalla koteloi anodin sisäänsä ainakin anodin sivureunoilta tämän suojaamiseksi esim. jäälohkareiden törmäämiseltä siten, että kiinnitysyksikkö pääasiallisesti vastaanottaa 25 ulkoisen voimavaikutuksen puristusjännityksenä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että anodilevy (2) tai vastaava asennetaan suojattavaan rakenteeseen nk. pinta-asennuksella siten, että keraaminen kiinnitysyksikkö (3,3',4) olennaisesti sijaitsee suojatta- 30 van rakenteen (1) pintaprofiilin ulkopuolella.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu xa 77269 siitä, että keraaminen kiinnitysyksikkö (4) järjestetään ympäröimään virtaa syöttävän anodilevyn (2) tai vastaavan kehää siten, että anodilevyn ja suojattavan rakenteen väliin syntyvä välitila (6) edullisesti täytetään elastisella 5 ja/tai liimaavalla eristysaineella, esimerkiksi muovilla, epoksi-hartsilla tai vastaavalla, sekä tarvittaessa järjestetään välitilaan (6) myös rakenteen lujuutta lisäävä teräksinen lukituskartio (7).

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu 10 siitä, että keraaminen kiinnitysyksikkö (3') kauttaaltaan ulottuu myös anodilevyn tai vastaavan alle, tämän ja suojattavan (1) rakenteen välisellä alueella.

5. Jonkin ylläolevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kiinnitysyksikkönä toimivan keraami- 15 sen eristelevyn (3) pohjaan järjestetään yksi tai useampi uloke (8), joka anodirakennetta kiinnitettäessä asennetaan suojattavassa rakenteessa (1) olevaan vastaavaan syvennykseen tai reikään, edullisesti siten että kiinnitettyyn anodirakenteeseen kohdistuva ulkoinen voimavaikutus mahdolli-20 simman tehokkaasti ohjautuu sanotun ulokkeen seudulle puristusjännitykseksi keraamisessa aineessa.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että eristelevyn (3") pohjaan järjestetään edullisesti kartionmuotoinen uloke (8 ’ ) siten, että anodirakenne lukitaan 25 paikoilleen suojattavan rakenteen sisäpuolelta ruuvilla (17) ja kiilanmuotoisen välikappaleen (16) avulla aikaansaadulla puristusliitoksella tai muulla vastaavalla kiilaluki-tusmenetelmällä.

7. Jonkin ylläolevan patenttivaatimuksen mukainen menetel- 30 mä, tunnettu siitä, että keraaminen kiinni tysyksikkö kiinni tetään suojattavaan rakenteeseen (1) suuren leikkauslujuuden omaavalla liimalla, esimerkiksi epoksi-hartsilla, ja/tai pintaan upotettujen keraamisten tai eristettyjen ruuvien (11) avulla. n 13 77269

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että anodi asennetaan suojattavaan rakenteeseen (1) nk. upotusasennuksella siten, että anodirakenne esivalmistetaan suojattavaan rakenteeseen hitsattavana elementtinä, joka 5 koostuu metalliseen koteloon (9) järjestetystä keraamista eristeainetta (5) olevasta kiinnitysyksiköstä, jonka pintaan on upotettu virtaa syöttävä anodilevy (2) tai vastaava.

9. Jonkin ylläolevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että virtaa syöttävänä anodina käytetään 10 virtaa johtavaa keraamista ainetta, esimerkiksi LiFe, Fe203, NiO tai C03O4, edullisesti siten että anodi ja eristemateriaalina toimiva kiinnitysyksikkö muodostetaan yhtenäiseksi, kompaktiksi rakenteeksi joko sintraamalla, diffuuslohitsaa-malla tai plasmaruiskuttamalla virtaa johtavaa keraamista 15 ainetta keraamisen eristemateriaalin päälle.

10. Jonkin ylläolevan menetelmän soveltamiseksi tarkoitettu anodirakenne meriolosuhteissa toimivien järjestelmien, esimerkiksi laivan runkojen tai off-shore-järjestelmien, katodiseksi suojaamiseksi käyttämällä suojattavaan rakentee- 20 seen (1) kiinnitetyn anodin (2) kautta tasavirtaa syöttävää ulkoista virtalähdettä, tunnettu siitä, että virtaa syöttävä anodilevy (2), -kisko tai vastaava on järjestetty kiinnitettäväksi suojattavaan rakenteeseen (1) keraamisesta, sähköisesti eristävästä aineesta koostuvan kiinnitysyksikön 25 (3,3',4,5) avulla, ja että anodilevy (2) tai vastaava on j ärjestetty upotettavaksi kiinnitysyksikköön (3,3',4,5), joka on varustettu sellaisella sivu- ja pystysuuntaisella ulottuvuudella että anodilevyn (2), -kiskon tai vastaavan sivupinnat koteloituvat eristemateriaaliin.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen anodirakenne, tunnettu siitä, että keraamista eristemateriaalia olevan kiinnitysyksikön (3,3' ,4,5) sivureunoilla on kalteva tai kartiomai-nen profiili. 14 77269