NO128836B

NO128836B -

Info

Publication number: NO128836B
Application number: NO01814/71A
Authority: NO
Inventors: T Moeller; D Ketterer
Original assignee: Heckler & Koch Gmbh
Priority date: 1970-05-14
Filing date: 1971-05-13
Publication date: 1974-01-14
Also published as: DE2023523C3; IL36843A0; BR7102900D0; FR2091486A5; DE2023523B2; AT313110B; BE767148A; US3774498A; CH520914A; DE2023523A1; ES195902U; ES195902Y; GB1334432A; IL36843A

Description

Katodisk beskyttelsesanordning. Cathodic protection device.

Oppfinnelsen vedrører en katodisk beskyttelsesanordning for metaller som ut-settes for sjøvann for å motvirke elektrolytisk tæring. Mere spesielt angår oppfinnelsen forbruksanoder for slik beskyttelse. The invention relates to a cathodic protection device for metals which are exposed to seawater to counteract electrolytic corrosion. More particularly, the invention relates to consumable anodes for such protection.

Oppfinnelsen omhandler anordning av anoder av segmentert konstruksjon, som kan sammenbygges til ønskede lengder for derved å til veiebringe anodisk forbruks-materiale som f. eks. sink i tilstrekkelig mengde for katodisk beskyttelse for varmeutvekslere og tilhørende utstyr, f. eks. ombord i fartøy. Sink eller annet materiale i slike forbruksanoder installeres på sjø-siden av varmeutvekslere for å beskytte vannbeholdere og rørender mot elektrolytisk tæring. Når sinken er koblet til an- The invention relates to the arrangement of anodes of segmented construction, which can be assembled to desired lengths in order to thereby provide anodic consumables such as e.g. zinc in sufficient quantity for cathodic protection for heat exchangers and associated equipment, e.g. on board a vessel. Zinc or other material in such consumable anodes is installed on the sea side of heat exchangers to protect water containers and pipe ends against electrolytic corrosion. When the sink is connected to the

dre mindre aktive metaller, gjøres me-tallene elektrisk passive, og deres korro-sjonstendens blir derved undertrykket. Sinkmaterialet blir selvsagt oppbrukt un- less active metals, the metals are made electrically passive, and their corrosion tendency is thereby suppressed. The zinc material is of course used up un-

der bruken, og må erstattes med regel-messige mellomrom. Enkelte ganger blir sinkstykkene erstattet i visse anlegg så ofte som en gang i måneden, men gjen-nomsnittlig levetid er tre måneder. where the use, and must be replaced at regular intervals. Sometimes the zinc pieces are replaced in certain plants as often as once a month, but the average lifespan is three months.

Sinkanoder kan ikke virke på riktig måte som korrosjonsbeskyttelse med min- Zinc anodes cannot act correctly as corrosion protection with min-

dre de er korrekt montert i anlegget. De må ha den nødvendige mekaniske foefes-tigelse og vanntette elektriske forbindelser. Erstatning av sinkstykkene ombord i skip hver tredje måned blir forenklet når me-toden ifølge oppfinnelsen taes i bruk. dre they are correctly installed in the system. They must have the necessary mechanical fastening and watertight electrical connections. Replacement of the zinc pieces on board ships every three months is simplified when the method according to the invention is used.

Forskjellige midler og metoder har vært foreslått for å forsyne forbruksan-odemateriale for katodisk beskyttelse for varmeutvekslere og lignende. En slik me-tode som fremdeles anvendes i stor ut-strekning i marine anlegg, er å anvende en sylindrisk stanganode tilkuttet til rik- Various means and methods have been proposed for supplying consumable anode material for cathodic protection for heat exchangers and the like. One such method, which is still widely used in marine installations, is to use a cylindrical rod anode cut to rich

tig dimensjon, og maskinert for å tilveiebringe en skulder i den ene ende, og opp-gj enget for befestigelse til en understøttet plugg. En liten forbedring sammenlignet med slike massive stanganoder var an-vendelsen av en massiv anodestang, i hvilken en aksial mindre katodestang var innstøpt, i den hensikt å understøtte det omgivende anodemateriale som ble for-brukt. Denne sistnevnte anordning har vist seg kostbar å fremstille, og har derfor fått liten bruk. En annen type av noe forbedret massiv stanganode består av sylindriske stenger som er ekstrudert eller støpt 1 jernrørdimensjoner. Denne anordning tig dimension, and machined to provide a shoulder at one end, and threaded for attachment to a supported plug. A slight improvement compared to such massive rod anodes was the use of a massive anode rod, in which an axial smaller cathode rod was embedded, for the purpose of supporting the surrounding anode material that was consumed. This latter device has proven to be expensive to produce, and has therefore seen little use. Another type of somewhat improved solid rod anode consists of cylindrical rods extruded or cast 1 iron pipe dimensions. This device

muliggjør at passende lengder av stangen kan avkuttes fra et forråd ved hjelp av en rørkutter, og gjenges med standard avsmalnende rørgjenger. Alle operasjonene kan utføres manuelt, og de avsmalnende gjenger eliminerer nødvendigheten av til- enables suitable lengths of rod to be cut from a supply using a pipe cutter, and threaded with standard tapered pipe threads. All operations can be performed manually, and the tapered threads eliminate the need for

Iveiebringelse av en stoppeskulder for den gamle type av stangmateriale. En annen anodetype er beskrevet i U.S. patent nr. Implementation of a stop shoulder for the old type of rod material. Another type of anode is described in U.S. Pat. patent no.

2 609 340. Denne patenterte anode er en 2,609,340. This patented anode is a

segmentert konstruksjon fremstillet av sirkulære elementer noe i likhet med hva som foreslås ifølge nærværende oppfin-nelse", bortsett fra at hvert element ved dette tidligere kjente patent har en aksialt sentrert og fast kjerne av metallrør, som rager litt ut på hvert av anode-elémentets plane sider. Disse elementer sammenbygges på en delvis gjenget stang, som blir segmented construction made of circular elements somewhat similar to what is proposed according to the present invention", except that each element of this prior art patent has an axially centered and fixed core of metal tubing, which projects slightly on each of the anode elements flat sides These elements are assembled on a partially threaded rod, which becomes

trukket til inne i et hull på en forankringsbolt. Spenningen på stangen som lig-ger an mot kanten av den rørformede kjerne når den trekkes inn i bolten holder anordningen stivt på plass, og gir en god elektrisk kontakt. Elementene erstattes etter å være blitt utbrukt, og stangen, bolten og pakningsanordningen bibeholdes for å motta et nytt sett anodeskiver. Lengden av anoden forandres ved å kutte av et stykke av det gjengede parti av stangen, og derpå å sammenbygge et mindre antall elementer på den forkortede stang. pulled to inside a hole on an anchor bolt. The tension on the rod which rests against the edge of the tubular core when it is pulled into the bolt holds the device rigidly in place, and provides a good electrical contact. The elements are replaced after being worn out, and the rod, bolt and packing assembly are retained to receive a new set of anode discs. The length of the anode is changed by cutting off a piece of the threaded part of the rod, and then assembling a smaller number of elements on the shortened rod.

Manglene ved disse tidligere kjente anordninger er tallrike, men hovedfeilen ved den massive stanganodetype er nød-vendigheten av å kutte til anoden til gitte dimensjoner fra et forråd, idet de anvendte lengder i de forskjellige anlegg varierer på vilkårlig måte. Dette betyr at arbeidsom-kostningene ved installering av slike ano-destenger overskrider mange ganger om-kostningene til det anvendte materiale. Deri massive sylindriske stanganode har videre den mangel at den tæres ned rundt områdene i umiddelbar nærhet av metall-deler under katodisk beskyttelse. Enkelte ganger bevirker denne nedtæring at ano-destangen brekker i to før den er helt utbrukt. Dette reduserer anodens levetid, og 1 enkelte tilfeller kan det være en fare for roterende utstyr, idet anodestykket kan falle ned på eller bli ført inn i bevegelige deler for anlegget. Den segmenterte anode som er patentert ved U.S. patent nr. 2 609 340, overvant de to ulemper som klebet ved de massive stanganoder, idet en regulerbar anode var mulig, i hvilken en katodisk metallkjerneunderstøttelse inngikk. Men bortsett fra dette, er det nød-vendig med flere tilsetningsdeler, nemlig anode-elementene, en gjenget forbindel-sesstang med en senkepresset avplattet en-de, en vingemutter, og et par tetningsski-ver. Med den patenterte anode er det videre nødvendig med manuelt arbeide og verktøy for å kutte forbindelsesstangen til ønsket lengde foråt anordningen skal få en lengde som svarer til anodeelementene. The shortcomings of these previously known devices are numerous, but the main flaw of the massive rod anode type is the necessity of cutting the anode to given dimensions from a supply, as the lengths used in the various plants vary arbitrarily. This means that the labor costs of installing such anode rods exceed many times the costs of the material used. The massive cylindrical rod anode also has the disadvantage that it corrodes around the areas in the immediate vicinity of metal parts under cathodic protection. Sometimes this corrosion causes the anode rod to break in two before it is completely used up. This reduces the lifetime of the anode, and in some cases there can be a danger to rotating equipment, as the anode piece can fall onto or be guided into moving parts of the plant. The segmented anode patented by the U.S. Patent No. 2,609,340, overcame the two disadvantages attached to the solid rod anodes by making an adjustable anode possible, incorporating a cathodic metal core support. But apart from this, several additional parts are necessary, namely the anode elements, a threaded connecting rod with a countersunk flattened end, a wing nut, and a pair of sealing washers. With the patented anode, manual work and tools are also required to cut the connecting rod to the desired length before the device has a length that corresponds to the anode elements.

Det er derfor en hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe anode-elementet med forbedret kjernekonstruksjon. It is therefore a purpose of the invention to provide the anode element with improved core construction.

Videre er det en hensikt å tilveiebringe et anode-element hvori inngår en enhetlig kjernekonstruksjon som muliggjør lett sammenbygning av en rekke slike elementer til en enhetlig anode uten at det er nødvendig med noe spesielt verktøy eller fagmessig arbeide. Furthermore, it is an aim to provide an anode element which includes a uniform core construction which enables the easy assembly of a number of such elements into a uniform anode without the need for any special tools or professional work.

Ytterligere en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en anodeanordning A further object of the invention is to provide an anode device

som består av et antall elementer hvori mekanisk stivhet, elektrisk ledningsevne, og tilstrekkelig tilstramning under vibra-sjoner sikres. which consists of a number of elements in which mechanical rigidity, electrical conductivity and sufficient tightening during vibrations are ensured.

I overensstemmelse med det som for-an er anført vedrører således oppfinnelsen en katodisk beskyttelsesanordning for beskyttelse av de indre overflater av en beholder mot elektrolytisk korrosjon, bestående av en understøttende del beregnet for befestigelse til beholderen og med et parti ragende inn i det indre av beholderen, og en rekke utskiftbare anode-elementer un-derstøttet på nevnte understøttelsesdel, hver av nevnte anode-elementer omfatter en aksial kjerne av katodemetall, og en omgivende hylse av anodemetall som angir kjernen. Det nye og karakteristiske er at ved hver av nevnte kjerner har en aksial spindel i den ene ende, og en aksial boring i den andre ende, slik anordnet at spindelen for det ene anode-element kan innskrues i 'boringen for det annet for tilveiebringelse av en fast, stiv forbindelse mellom elementene, hvis samlede antall derved lett kan tilpasses de aktuelle forhold. In accordance with what has been stated above, the invention thus relates to a cathodic protection device for protecting the inner surfaces of a container against electrolytic corrosion, consisting of a supporting part intended for attachment to the container and with a part projecting into the interior of the container , and a number of replaceable anode elements supported on said support part, each of said anode elements comprising an axial core of cathode metal, and a surrounding sleeve of anode metal defining the core. The new and characteristic feature is that each of the aforementioned cores has an axial spindle at one end, and an axial bore at the other end, so arranged that the spindle for one anode element can be screwed into the bore for the other to provide a fixed, rigid connection between the elements, the total number of which can thereby be easily adapted to the current conditions.

Fordelene med konstruksjonen er inn-lysende. Anoden kan sammenbygges til en-hver ønsket lengde på arbeidsstedet. Den omfatter en aksialt sentrert understøt-tende kjerne av katodemateriale. Den in-neholder det ønskede antall elementer i tillegg til forankringsbolten, den gjør det unødvendig med en gjenget forbindelses-stang, mutter og pakning, og det er ikke nødvendig med noen spesiell kutting og tilpassing for anlegget. The advantages of the construction are self-evident. The anode can be assembled to any desired length at the workplace. It comprises an axially centered supporting core of cathode material. It contains the desired number of elements in addition to the anchoring bolt, it eliminates the need for a threaded connecting rod, nut and gasket, and no special cutting and fitting for the installation is necessary.

Anodesegmentene kan bli trukket til på plass for hånd, eller i alle fall med en rørtang. The anode segments can be pulled into place by hand, or in any case with pipe pliers.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til etterfølgende beskri-velse av et på tegningen vist utførelses-eksempel, idet samtidig ytterligere trekk og fordeler ved oppfinnelsen skal bli påpekt. På tegningen er de samme deler på alle eksempler gitt samme henvisningstall. Fig. 1 viser en sammembygget fler-elementsanode sett fra siden. Fig. 2 viser skiven i fig. 3 sett oven-fra, og The invention shall be described in more detail with reference to the subsequent description of an embodiment shown in the drawing, while at the same time further features and advantages of the invention shall be pointed out. In the drawing, the same parts on all examples are given the same reference numbers. Fig. 1 shows a self-built multi-element anode seen from the side. Fig. 2 shows the disc in fig. 3 sets from above, and

fig. 3 er et forstørret sideoppriss delvis i aksialsnitt av en av skivene som anvendes i fig. 1. fig. 3 is an enlarged side elevation partially in axial section of one of the discs used in fig. 1.

I fig. 1 vises en sammenbygget anordning omfattende en forankringsbolt 10, med utvendige rørgjenger 12, beregnet på å samvirke med en gjenget åpning i veg-gen for en varmeutveksler eller lignende beholder (ikke vist). Bolten er forsynt med et sekskantet hode 14 for med en skrunøk-kei å kunne gjenges inn eller ut av be-holderens vegg. Bolten er fortrinnsvis av kobber eller annet tilsvarende materiale, og er forsynt med en aksial boring 15, som er oppgjenget for å kunne motta spin-delpartiene for det første av de mange anode-elementer 16. In fig. 1 shows an assembled device comprising an anchoring bolt 10, with external pipe threads 12, intended to cooperate with a threaded opening in the wall for a heat exchanger or similar container (not shown). The bolt is provided with a hexagonal head 14 so that it can be threaded into or out of the container's wall with a screw key. The bolt is preferably made of copper or other similar material, and is provided with an axial bore 15, which is threaded to be able to receive the spindle parts for the first of the many anode elements 16.

Ifølge oppfinnelsen og under henvisning til fig. 2 og 3, omfatter hver av anode-elementene 16 en sylindrisk kjerne 18, fortrinnsvis utformet av stål eller lignende katodisk metall, og forsynt med en gjenget aksial spindel 20 i den ene ende, og en gjenget aksial boring 22 i den annen ende. Anordningen som nedenfor skal beskrives, og som er vist ved fig. l, er slik at ved sammenbygning av elementene, blir spindel-enden i den ene ende gjenget inn i boringen for den annen. Avstanden mellom elementene er noe overdrevet i fig. 1. Idet det igjen skal henvises til fig. 3, så er den sylindriske ytterflate av kjernen gjort ujevn, riflet, eller forsynt med fordypnin-ger eller lignende som antydet ved 24, for å bidra til inngrep og fastholdning av det anodiske materialet 26, som støpes eller formes omkring kjernen. Anodematerialet er fortrinnsvis sink, selv om magnesium eller annet passende anodisk forbruks-materiale kan anvendes. Som vist i fig. 3 er anodematerialet anbragt på stålkjernen på en slik måte at der tilveiebringes et fremspring 28 på spindelen av kjernen, og et fremspring 30 på boringsenden, hvis forøvrige plane overflate er forsynt med rifler, tenner eller lignende, som vist ved 32 og 34, for å tilveiebringe god inngreps-kontakt mellom elementene. For bedre å illustrere anordningen, er riflene 32 og 34 overdrevet på tegningen. According to the invention and with reference to fig. 2 and 3, each of the anode elements 16 comprises a cylindrical core 18, preferably formed of steel or similar cathodic metal, and provided with a threaded axial spindle 20 at one end, and a threaded axial bore 22 at the other end. The device which will be described below, and which is shown in fig. l, is such that when the elements are assembled, the spindle end at one end is threaded into the bore for the other. The distance between the elements is somewhat exaggerated in fig. 1. As reference must again be made to fig. 3, then the cylindrical outer surface of the core is made uneven, grooved, or provided with depressions or the like as indicated at 24, to contribute to engagement and retention of the anodic material 26, which is molded or shaped around the core. The anode material is preferably zinc, although magnesium or other suitable anode consumables can be used. As shown in fig. 3, the anode material is placed on the steel core in such a way as to provide a projection 28 on the spindle of the core, and a projection 30 on the bore end, the remaining flat surface of which is provided with riffles, teeth or the like, as shown at 32 and 34, in order to provide good engaging contact between the elements. To better illustrate the device, the rifles 32 and 34 are exaggerated in the drawing.

Ved sammenbygning av denne fler-elementsanode som er vist i fig. 1, blir forankringsbolten 10, som er gjenget utven-dig som vist ved 12, og er forsynt med en gjenget tooring 15, gjenget over spindel-enden 20 av anode-elementet 16. Elementet er blitt prefabrikert som ovenfor beskrevet. Spindelpartiet for det andre element er så gjenget inn i boringen for det første element, og et tredje element blir derpå gjenget inn i det andre, osv., inntil den ønskede lengde av flerelementsanoden oppnåes. Denne sammenbygning kan skje for hånd på arbeidsstedet. Ved sammenbygning av anoden blir de individuelle elementer skrudd bestemt ned for hånd, og derpå kan ytterligere dreining skje ved hjelp av en rørtang. Det er viktig at god mekanisk og elektrisk forbindelse fåes mellom forankringsbolten og den første skive, samt mellom de forskjellige skiver som danner sammenbygningen. Forskjellige midler som f. eks. koniske gjenger, avplat-tede gjenger eller lignende kan anvendes for å sikre en god forbindelse. Det har imidlertid vist seg i praksis at meget gode resultater oppnås ved å anvende vanlige gjenger i forankringsbolten og hver ende av kjernene, og ved å anvende rifler eller tenner på fremspringene på enden av kjernene. Derved oppnås en rett, vibrasjons-sikker og elektrisk godt forbundet konstruksjon. When assembling this multi-element anode shown in fig. 1, the anchoring bolt 10, which is threaded externally as shown at 12, and is provided with a threaded ring 15, is threaded over the spindle end 20 of the anode element 16. The element has been prefabricated as described above. The spindle portion for the second element is then threaded into the bore for the first element, and a third element is then threaded into the second, etc., until the desired length of the multi-element anode is achieved. This assembly can be done by hand at the workplace. When assembling the anode, the individual elements are firmly screwed down by hand, and then further turning can take place with the help of pipe pliers. It is important that a good mechanical and electrical connection is obtained between the anchoring bolt and the first washer, as well as between the various washers that form the assembly. Various means such as conical threads, flattened threads or the like can be used to ensure a good connection. However, it has been shown in practice that very good results are obtained by using ordinary threads in the anchor bolt and each end of the cores, and by using riffles or teeth on the projections on the end of the cores. This results in a straight, vibration-proof and electrically well-connected construction.

Tverrsnittsformen for anode-elementene er ikke av avgjørende betydning, og former som polygoner, firkanter, trekan-ter m. v. kan anvendes. Det har imidlertid i praksis vist seg at et sirkulært tverrsnitt for så vel kjernen av katodematerialet som den sylindriske hylse av anodematerialet gir meget gode resultater. Lengden av elementet i forhold til dets diameter er hel-ler ikke av avgjørende betydning. Dette forhold avhenger noe av den plass som er til disposisjon, og det gjør også antallet av elementer som anvendes ved sammen-bygging av anoden. The cross-sectional shape of the anode elements is not of decisive importance, and shapes such as polygons, squares, triangles etc. can be used. However, it has been shown in practice that a circular cross-section for both the core of the cathode material and the cylindrical sleeve of the anode material gives very good results. The length of the element in relation to its diameter is also not of decisive importance. This ratio depends somewhat on the space available, and so does the number of elements used when assembling the anode.

Claims

1. Cathodic protection device for protecting the inner surface of a container against electrolytic corrosion, consisting of a supporting part intended for attachment to the container and with a portion projecting into the interior of the container, and a number of replaceable anode elements supported on said supporting part , each of said anode elements comprising an axial core of cathode metal, and a surrounding sleeve of anode metal which surrounds the core, characterized in that each of said cores (18) has an axial spindle (20) at one end, and an axial bore (22) at the other end, so arranged that the spindle for one anode element (16) can be screwed into the bore for the other to provide a fixed, rigid connection between the elements, the total number of which can thereby be easily adapted to the relevant conditions.

2. Cathodic protection device as set forth in claim 1, characterized in that the supporting part (10) attached to the container wall is provided with a bore (15) suitable for attaching the spindle for the first of a series of anode elements.