NO139273B - Nikkel-legering for anvendelse ved relativt hoeye temperaturer - Google Patents

Description

System for katodisk korrosjonsbeskyttelse.

Foreliggende oppfinnelse angår et

system for korrosjonsnedsettelse, hvor den likestrøm som tilføres den flate som skal beskyttes, såsom et skipsskrog, automatisk varieres i overensstemmelse med forholdene på flaten, hvilket system omfatter en referanse-halvcelle.

Anvendelsen av anlegg for katodisk beskyttelse for å unngå alvorlig korrosjon på store havgående skip, er velkjent.

Ved anlegg for katodisk beskyttelse av småbåter er imidlertid de kompliserte,

sterke og forholdsvis kostbare systemer hverken nødvendige eller praktiske. Særlig i betraktning av det store energibehov og det nødvendige reguleringsanlegg, må slike kjente system for katodisk beskyttelse av store skip koste mer enn mangen en liten båt. Der har vært foreslått enklere anlegg for katodisk beskyttelse av småbåter, så-

som lystbåter med stålskrog og lignende.

Ved anlegg for småbåter anordnes der van-

ligvis en enkelt anode og en billig referanse-halvcelle. For reguleringen av kraft-tilførselen til anoden brukes der vanligvis motstandskoblinger, og halvceller som anvendes bare til innledende innstillingsfor-

mål ved disse anlegg for småbåter.

Ved hjelp av de nevnte forenklinger

kan der oppnås passende katodisk beskyt-

telse for småbåter av lystbåt-typen. Imid-

lertid krevet anleggene omjustering ved forandringer av de katodiske beskyttelsesforhold, såsom ved fart mellom elvevann og havvann. Lignende omjusteringer er nød-vendige når der forekommer forandringer

i forholdene ved malingen på skroget og lignende. Forandringer i fartøyets hastig-

het påvirker likeledes beskyttelsen av far-

tøyets skrog og slike forandringer kan ikke uten videre tilpasses.

De aluminiumsskrog som anvendes for mange småbåter, utgjør et ytterligere og mer sammensatt problem for katodisk beskyttelse. Ved aluminiumsskrog vil korro-sjonen til å begynne med avta med tilta-

gende beskyttende strømstyrke og deretter øke sterkt. Hvis således et anlegg av motstandstypen for katodisk beskyttelse av småbåter er innstilt på en forut bestemt styrke for en aluminiumsbåt, vil de kato-

diske beskyttelsesforhold ved forandringer i vannets ledningsevne ofte veksle i en slik grad at der tilføres for sterk beskyt-telses-strøm, hvilket kan betegnes som «overbeskyttelse», og dette vil føre til merk-

bar korrosjon av aluminiumsskroget. Denne korrosjon kan i virkeligheten endog fore-

gå hurtigere enn uten noen katodisk beskyttelse eller ved en for lav beskyttende strømstyrke, såkalt «underbeskyttelse».

Som følge av disse kjennsgjerninger anbe-

fales ingen av de motstandsregulerte an-

legg for katodisk beskyttelse på småbåter med aluminiumsskrog.

Oppfinnelsen tar således sikte på å

skaffe et katodisk beskyttelsessystem som er særlig egnet for småbåter, som er enkelt og billig og som har en ytelse som styres direkte av signaler fra en referanse-halv-

celle, særlig å beskytte aluminiumsflater, såsom småbåt-skrog av aluminium, samt å

øke det virksomme område for katodiske beskyttelsessystemer.

Ved de tidligere kjente katodiske beskyttelsesanlegg tilføres en likestrøm til anodene og strømstyrken reguleres avhengig av signaler mottatt fra en referanse-halvcelle. I noen tilfeller sørges der for perio-diske avbrytelser av beskyttelsesstrømmen, og potensialet på den overflate som skulle beskyttes kontrolleres i den periode beskyt-telsesstrømmen er utkoblet. Under innkob-lingsperioden ble styrken av den tilførte beskyttelsesstrøm innstilt idet forholdet mellom og varigheten av inn- og utkob-lingsperiodene var fastlagt og uavhengig av de katodiske beskyttelsesbetingelser og krav. Imidlertid krever reguleringen av styrken av beskyttelsesstrømmen vanligvis kompliserte strømkretser med reléer og motstander som selektivt forbindes med eller frakobles belastningskretsen ved hjelp av reléer. Slike anlegg omfatter bevegelige deler og kraftforbrukende strømkretsele-menter som er forkastelige av åpenbare grunner. En ytterligere hensikt med den foreliggende oppfinnelse av følgelig å øke effektiviteten av katodiske beskyttelsesanlegg ved å eliminere bevegelige deler og kraftforbrukende motstandselementer.

Ifølge oppfinnelsen kan de nevnte hensikter oppnås ved at der i katodiske beskyttelsesanlegg tilføres anodene strøm-pulser med bare én retning, idet forholdet mellom strømpulsenes lengde og pausene mellom dem styres av signalene fra en referanse-halvcelle. Når dette grunnleg-gende prinsipp for innstilling av nevnte; forhold anvendes, kan der benyttes en oscillator til å gi strømstøtene til anoden' eller anodene. Strømstyrken i hver enkelt puls kan i det vesentlige være konstant, idet den totale strøm som tilføres anoden, og den overflate som skal beskyttes er lik summen av pulsenes varighet over en hvilken som helst gitt tidsperiode. Forholdet mellom pulsenes varighet og tiden mellom disse regulerer derfor umiddelbart den totale tilførte beskyttelsestrøm.

Dette forhold avhenger av pulsenes frekvens eller tiden mellom pulsene når disses varighet holdes konstant, som det fremgår av eksempler i det følgende.

Eventuelt kari frekvensen holdes konstant og varigheten av pulsene forandres for regulering av den totale tilførte strøm.

Som et ytterligere alternativ i det føl-gende som skal beskrives i detalj i forbin-delse med fig. 3, kan anlegget som danner en sluttet sløyfe, utføres slik at det gir stor reaksjonshastighet og tilstrekkelig følsomhet til å svinge mellom de forhold som ovenfor ble kalt «underbeskyttet» og «overbeskyttet». I dette tilfelle kan man sløyfe oscillatoren som anvendes i andre utførelser av oppfinnelsen for påtrykning av en forut fastsatt frekvens på strøm-støtene, idet anlegget vil svinge med sin naturlige frekvens som igjen vil avhenge av de katodiske beskyttelsesbetingelser eller krav som naturlig oppstår på den overflate som skal beskyttes. Dette betyr at jo len-ger man fjerner seg fra de optimale forhold, desto lavere vil frekvensen være i tilfelle av underbeskyttelse og desto høyere vil den være i tilfelle av overbeskyttelse. En midlere frekvens svarer til de optimale forhold og opprettholdes så lenge de optimale forhold råder. For å benytte en ut-trykksmåte som kan beskrive det grunn-leggende prinsipp utviklet ovenfor, kan sies at det katodiske beskyttelsesanlegg ifølge den betraktede utførelse drives til en grad av overfølsomhet hvor ovedrivelse, vanligvis ansett som forkastelig, nødvendigvis må opptre, slik at stadig ytterst små og derfor uskadelige vekslinger mellom over- og underbeskyttelse påvirker den overflate som skal beskyttes, idet vekslingene opptrer som svingninger med en frekvens fastlagt ved betingelsene for katodisk beskyttelse eller kravene til denne.

Ifølge den førstnevnte utførelse hvor der anvendes en oscillator, kan pulsene ha en i det vesentlige konstant styrke og deres periodisitet økes eller minkses for å gi mer eller mindre katodisk beskyttelse avhengig av signaler fra referanse-halvcellen. Det skal her bemerkes at uttrykket «periodisitet» brukes for å definere frekvensen av pulser med samme varighet. Uttrykket frekvens, som bare angir antallet av pulser uansett disses lengde, ville ikke på tilfredsstillende måte kunne inkludere den her nødvendige annen størrelse, nemlig pulsenes varighet. Med andre ord og som en selv-følge kan det samme forhold mellom pulsenes varighet og tiden mellom disse fås for en hvilken som helst frekvens og da vil den totale tilførte strøm være den samme. Regulering bare av frekvensen ville følge-lig ikke nødvendigvis gi en regulering av den totale strømytelse tilført over en bestemt tid.

I en illustrerende krets ifølge oppfinnelsen benyttes en transistor med emitter-og basisstyre- elektroder som for-forsterker. Automatisk regulering av den katodiske beskyttelsesvirkning settes igang ved en på forhånd fastlagt styrke i overensstemmelse med en på forhånd innstilt regulerbar spenning. En referanse-halvcelle er forbundet med en av transistorens styreelektroder, mens referansespenningen tilføres transistorens annen styreelektrode. En pulskrets er tilkoblet for å gi målt økning av strøm av en bestemt retning til systemets anode eller anoder. Pulskretsens periodisitet er fastlagt av inngangstransis-torens ledningsnivå. Når derfor betingelsene for katodisk beskyttelse forandres, såsom på skroget ved beskyttelse av skip, vil strømpulsenes frekvens tilta eller avta for å gi en passende økning eller minsking i den totale strøm som tilføres skrogets overflate i løpet av en hvilken som helst tidsperiode og derved gjenopprette optimale katodiske beskyttelsesbetingelser.

Ytterligere hensikter, trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av det følgende under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 viser koblingsskjema for et katodisk beskyttelsesanlegg ifølge oppfinnelsen ved bruk av en oscillator, og fig. 2 et diagram som tjener til forklaring av virkemåten av koblingen på fig. 1, fig. 3 viser et blokk-skjema for et katodisk beskyttelseanlegg med stor følsomhet og bestemt til å oscil-lere under påvirkning av naturlig eller nor-malt forekommende forandringer i betingelsene for katodisk beskyttelse, og fig. 4 et detaljert koblingsskjema for det katodiske beskyttelsesanlegg ifølge fig. 3.

På fig. 1 omfatter kretsens viktigste komponenter en referanse-halvcelle 12, en anode 14 og en likestrømkilde (ikke vist) forbundet med en samleskinne 16. Anoden har en platina-overflate eller består på annen måte av et elektrokjemisk inert materiale. Resten av kretsen på fig. 1 er bestemt til å formidle strømpulser fra samleskinnen 16 til anoden 14. Pulsene har bare én retning og konstant varighet og varierer i frekvens avhengig av signaler fra halvcellen 12 som angir nivået for den katodiske beskyttelse av skroget 18.

Den elektriske krets har fem transistorer 21—25. De første to transistorer 21 og 22 er for-forsterkertransistorer; de neste to transistorer 23 og 24 danner en svinge-krets, og den siste transistor 25 er en utgangs- eller effekttransistor. Det bemérkes at transistorene 21 og 23 er av NPN-typen, mens transistorene 22, 24 og 25 er av PNP-typen.

Der er anordnet passende forspen-ningspotensialer for styring av transistorene ved hjelp av de forskjellige i kretsen innkoblede motstandselementer som omfatter motstandene 28 og 30 i målekretsen. Motstanden 32 er koblet i serie med halv-

cellen 12 ved inngangen til transistorens 21 basis og er tilstrekkelig stor til å hindre

at transistoren 21 kan ødelegges hvis motstanden 32 uforvarende forbindes med spenningskilden. For å få en på forhånd innstilt regulerbar spenning, er et potensiometer 34 koblet inn i transistorens 21 emitterkrets. Det har blant andre fordeler vist seg at en slik anordning arbeider for økt levetid av halvcellen. Siliciumdioden 36 gir et spenningsfall på 0,7 V (ved 10 mA)

over potensiometeret 34. Et antall motstandselementer 38, 40, 42, 44 og 46 er

koblet fra 12 V samleskinnen 16 til forskjellige punkter i transistorenes 21—25 kret-ser for å gi passende styrepotensialer. Motstanden 48 er koblet mellom transistorens 22 emitter og transistorens 23 basis. Tilsvarende er motstanden 50 koblet mellom transistorens 23 kolletkor og transistorens 24 basis. En motstand 52 og en kondensator 54 er koblet mellom transistorens 23 basis og transistorens 24 kollektor. Motstanden 56 er koblet mellom transistorens 24 kollektor og jord.

Mellom transistorens 22 emitter og kollektor er der koblet en annen kondensator 58. En kondensator 60 i transistorens 21 inngangskrets danner sammen med motstanden 32 et lavpassfilter som skal hindre høyfrekvente svingninger i å påvirke transistoren 21 ved shunting av disse til jord. Med hensyn til den katodiske beskyttelses-anode 14 kan denne holdes i avstand fra skroget 18 ved hjelp av et passende isola-sjonslag 62. Isolasjonslaget 62 kan strekke seg rundt anoden 14 og dekke en flate av skroget som ligger nær anoden og således hindre en konsentrering av den beskyttende strøm nær anoden.

I drift vil båtføreren til å begynne med innstille potensiometeret 34 på en på forhånd fastlagt avlesning som vises på instrumentet 31 når bryterarmen 64 er i kontakt med klemmen 66. Dette ønskede potensial er en kjent funksjon av referanse-halvcellens materiale og den overflate som skal beskyttes. Når skroget 18 f. eks er av aluminium og halvcellen 12 er av stål, er den ønskede avlesning på instrumentet 31 400 mV. Følgelig innstilles denne spenning på den variable motstand 34.

Med hensyn til verdien 400 mV, bemerkes at stål har et galvanisk potensial i havvann på ca. -0,60 V eller -600 mV i forhold til en mettet kalomel-halvcelle eller en standard sølv-sølvklorid-halvcelle. Aluminium har et potensial på ca. -750 mV i forhold til en kalomel-halvcelle. Dette gir en innledende forskjell på 150 mV. Når strømmen for katodisk beskyttelse har en passende styrke, vil den beskyttende hyd-rogenhinne på den overflate som skal beskyttes, øke det negative potensial med 250 mV. Den samlede ønskede avlesning på instrumentet er derfor 400 mV.

Kretsens nøyaktige virkemåte skal beskrives i det følgende. Oscillatoren med transistoren 23 og 24 begynner å svinge med stor hastighet straks kretsen kobles inn og fortsetter å svinge hurtig etter hvert som den katodiske beskyttelse bygges opp på skroget. Standard pulser leveres gjennom transistoren 25 til anoden 14. Disse pulsers frekvens varierer avhengig av forholdene for den katodiske beskyttelse. Når nivået for beskyttelsen er høyt, sendes pulsene bare sjeldent til anoden 14 og pulsenes hyppighet er derfor liten. Til å begynne med, når der ikke er bygget opp noen beskyttende hinne på skipets skrog, holdes en stor svingehastighet som gir maksimal strøm til anoden 14. Ved koblingen på fig. 1 er den høyeste svingehastighet omtrent 300 pulser/s. Pulsrepetisjonsfrekvensen kan gå ned til omkring 10 pulser/s som lavest tilstrekkelige frekvens i kretsen på fig. 1. Imidlertid vil vanlig behov for katodisk beskyttelse ved uforanderlige arbeidsforhold selv for den minste båt være større enn ti pulser pr. sek. Ved mindre forandringer av koblingen kan der uten videre fås andre pulsrepetisjonsfrekvenser.

Ved å betrakte svingningenes art i kretsen som omfatter transistorene 23 og 24, kan det til å begynne med antas at transistoren 24 iDefinner seg i energisert tilstand. Transistor 23 er også energisert for å gi drftsspenning til transistorens 24 basis. NPN-transistorens 23 basis må være positiv i forhold til dens emitter for at den skal lede. Etter en tid vil kondensatoren 54 lades opp og nedsette transistorens 23 basisspenning. Transistorens 24 basisspenning minskes også og dens kollektorstrøm reduseres. Reduksjonen av strømgjennom-gangen gjennom transistoren 24 bevirker nedsettelse av spenningen over motstanden 56 og gir en gittereffekt. Transistorene 23 og 24 kobler da ut.

Den tid som kreves for utladning av kondensatoren 54 til et nivå, ved hvilket transistorene 23 og 24 igjen blir aktive, bestemmes av utladningsveien over motstandene 48 og 52 og spenningen over kondensator 58. Transistoren 22 styrer spenningen over kondensatoren 58. Hvis spenningen over kondensatoren 58 er høy (når største utgangseffekt er ønskelig), er transistorene 21 og 22 utkoblet. Under disse forhold utlades kondensatoren 54 hurtig, potensialet på transistorens 23 basis vokser fort og utkoblingstiden er kort. Den derav følgende store hyppighet for pulsenes gjentagelse over transistoren 25 gir maksimal kraft til anoden 14. Under disse forhold med den høyeste pulsrepetisjonsfrekvens på 300 pulser/s, gir den spe-sielle kobling ifølge fig. 1 en pulsrekke med pulsene omtrent like lange som pausene. Således forandres forholdet mellom pulsenes varighet og pausene i overensstemmelse med inngangssignalene fra referanse-halvcellen 12.

Diagrammet på fig. 2 viser den rela-tive strøm som tilføres anoden 14 i av-hengighet av halvcellens 12 avvikelse fra den på forhånd innstilte spenning på motstanden 34. Antas det at den optimale spenning som ønskes på halvcellen 12 f. eks. er 400 mV, innstilles motstanden 34 til å begynne med til å gi en avlesning på instrumentet 31 på 400 mV. I begyn-nelsen vil halvcellen ha en meget lavere verdi, idet der ikke er bygget opp noen beskyttelseshinne på skroget. Dette svarer til delen 72 av kurven på fig. 2. Etter hvert som der bygges opp en beskyttelseshinne på skroget, stiger spenningen på halvcellen 12 og strømmen til anoden 14 reduseres. Denne situasjon tilsvarer delen 74 av kurven på fig. 2. Når likevektsforhold er opp-rettet, nåes et midlere arbeidspunkt 76, hvor den spenning som frembringes av halvcellen 12, er lik den spenningen som er innstilet på motstanden 34 når disse sammenlignes ved at instrumentet 31 kobles fra klemme 66 til klemme 68. I tilfelle av overbeskyttelse vil spenningen på halvcellen 12 overstige den forut innstilte spenning, og strømmen som tilføres anoden 14 må da reduseres. Disse forhold representeres av delen 78 på kurven fig. 2. Denne situasjon ville f. eks. inntre, hvis en båt går fra havet inn i en elv. Den derav følgende nedsatte ledningsevne i vannet vil fremkalle overbeskyttelse, hvis den katodiske beskyttelsesstrøm holdes på salt-vannsnivå. Det samme skjer når en båts hastighet nedsettes. Under slike forhold tilveiebringes et nytt arbeidspunkt ved en lavere strømstyrke. Under henvisning til kretsen på fig. 1 ville dette bety at oscillatoren ville arbeide med en noe lavere puls-repetisj onsf rekvens.

Idet dette siste eksempel anvendes på detaljene i kretsen på fig. 1, skal det antas at halvcellespenningen øker for å gi større beskyttelse enn ønsket. Da den spenning som tilføres transistorens 21 basis, overstiger den som råder på samme transi-stors emitter, blir transistoren 21 energisert til en høyere grad av ledning.

Transistoren 22 energiseres tilsvarende til en høyere grad av ledning. Under disse forhold reduseres spenningen på transistorens 23 basis og oscillatorkretsens «ut»-periode forlenges. Dette vil na-turligvis redusere oscillatorkretsens periodisitet og likeledes den katodiske beskyt-telsesstrøm som tilføres anoden- 14. For fullstendighets skyld oppgis komponentene i kretsen på fig. 1 som følger:

Som det ses er motstanden 28 forskjel-lig fra motstanden 30; hensikten med denne forskjell er å oppnå en utjevnet avlesning på instrumentet når optimale forhold er oppnådd. Motstanden 30 avviker fra motstanden 28 med 6 000 ohm for å kom-pensere spenningstapet på 0,1 V over inn-gangsbasis- og emitter-elektrodene på transistoren 21. Med denne motstandsforskjell er instrumentavlesningene nøyaktig de samme når systemet er i det ønskede arbeidspunkt, som vist ved punktet 76 på fig. 2.

Bruken av transistoren 21 som første for-forsterkertrinn gir en rekke fordeler. For det første er den i det vesentlige fri for «drift» og vil alltid lede i samme grad med samme po tensialf or skjell over inn-gangsbasis- og emitter-elektrodene. Den er upåvirket av skipsinstallasjonenes ka-rakteristikk. Dessuten har den en lav inn-gangsimpedans når den forspennes i motsatt retning og krever ingen forspennings-krets i tillegg til den innstillbare spenning som er forhånds justert på potensiometeret 34.

Her skal oppsummeres endel frem-tredende fordeler ved det foreliggende anlegg for katodisk beskyttelse. For det før-ste kan der brukes billige transistorer ved at styrekretsen arbeider med lavfrekvens-svingninger. Det resulterende automatiske anlegg for katodisk beskyttelse av småbåter er uvesentlig dyrere enn ikke-automatiske anlegg av motstandstypen og krever ikke mer plass. Videre tyder prø-ver på at der ved en gitt grad av beskyttelse som målt av referansehalvcellen, kreves en mindre strømmengde tilført anoden når denne strøm er i form av pulser med bare én retning — og ikke en konstant strøm med lavere spenning. Strøm-reduksjonen synes å være av størrelses-ordenen 15—25 pst. Det antas at denne forbedring i det minste delvis er en følge av den økte «aksjonsradius» ved det høy-ere spenningsnivå som tilføres anoden eller anodene når likestrømmen har puls-form.

Det skal her bemerkes at uttrykket «aksjonsradius» brukes for å betegne den maksimale avstand fra hver anode ved hvilken det påtrykte potensial ved en gitt samlet strømeffekt fremdeles er tilstrekkelig til å sikre tilfredsstillende beskyttelse. Aksjonsradien øker med den tilførte spenning, og da strømmen ved dette system tilføres i «nytte-perioder» adskilt av strømløse perioder, vil det være innlysende at spenningen av de tilførte strømpulser er høyere enn ved en kontinuerlig strøm-tilførsel som arbeider ved samme gjen-nomsnittlige strømstyrke. Der oppnås med andre ord en økt aksjonsradius under ellers like forhold når der brukes beskyt-telsesstrøm som tilføres i form av pulser avbrutt av pauser.

Under henvisning til utførelsen på fig. 3—4 er det viste katodiske beskyttelsesanlegg konstruert for å gi høy reaksjonshastighet og tilstrekkelig følsomhet til under normale arbeidsforhold å svinge mellom de tilstander som ovenfor er betegnet med «underbeskyttelse» og «overbeskyttelse». Istedet for å legge inn en oscillator, svinger det lukkede sløyfesystem som en helhet med sin naturlige frekvens som avhenger av de naturlig forekommende be-tingelser for katodisk beskyttelse på den overflate som skal beskyttes, såsom et skipsskrog. Det skal her bemerkes at de fleste lukkede sløyfestenger ved avvikel-ser fra optimale forhold, arbeider på en måte som vanlig kalles pendling, et feno-men som er nødvendig for å nå optimale forhold, ved hvilke den ellers nytteløse og forkastelige pendling vil opphøre. I skarp kontrast til slike systemer er anlegget ifølge oppfinnelsen beregnet på kontinuerlig svingning under alle slags forhold, optimale eller jevne medregnet, på en slik måte at systemets svingninger som helhet foregår ved en frekvens på minst 1 svingning/s, fortrinnsvis 20—200 svingninger/s. Dette oppnås ved anvendelse av minst ett forsterkertrinn som driver systemets følsomhet til en grad hvor overbeskyttelse opptrer under alle forhold, medregnet de optimale. Følgelig er syste-mene på fig. 3 og 4 aldri i balanse, men som følge av den tilsiktede overbeskyttelse svinger systemet endog under fort-satte optimale forhold. Som følge av dette er den beskyttende anodestrøm en pulser-ende strøm hvor forholdet mellom pulsene og pausene er en funksjon av refe-ransehalvcellens signalspenning og med en pulsrepetisjonsfrekvens avhengig av de naturlig forekommende forandringer i betingelsene for katodisk beskyttelse, såsom skrogets polarisering og skipets hastighet i tilfelle det dreier seg om beskyttelse av skipsskrog.

På fig. 3 er skroget eller den overflate som skal beskyttes, betegnet med 80. Mellom skroget 80 og halvcellen 82 oppstår der en signalspenning som gir et bilde av de katodiske beskyttelsesforhold på skroget vist ved kurven 84 med et maksi-mum ved 86 og et minimum ved 88. Den beskrevne følekrets omfatter en motspen-ning eller en referansespenning som ut-tas fra et potensiometer 90. Halvcellens spenning og referansespenningen sammenlignes av den første transistor 92 i for-sterkertrinnet på fig. 3. Kurven etter forsterkeren 92 på dennes høyre side angir formen av et forsterkersignal 94 som på dette trinn opptrer med omvendt polari-tet. Det følgende trinn 96 er en konven-sjonell komponent, vanligvis kalt en Schmidt-trigger, for omgjøring av signa-let til formen av en klar puls betegnet med 98 i det tilsvarende diagram. Dette signal tilføres en driv-transistor 100 (diagram 102) som i sin tur påvirker effekttransistoren 104 som arbeider som bryter for be-skyttelsesstrømmen i utgangskretsen ved å koble krafttilførselen 106 til anoden eller anodene 108. Det vil bemerkes at effekten eller strømmen til beskyttelsesanoden vist i diagrammet 110 har motsatt fase i forhold til diagram 102 for driveffekten. Derfor er den i fase med det opprinnelige signal 84 levert av halvcellen. Da et signals høyeste verdi angir overbeskyttelse, er den tilsvarende fase for effekten den ved hvilken effekttransistoren 104 er utkoblet, slik at ingen beskyttelsesstrøm tilføres anoden 108.

Fig. 4 viser et detaljert koblingsskjema for det på fig. 3 viste og i fore-gående avsnitt beskrevne system. Iden-tiske komponenter har de samme henvis-ningsbetegnelser.

Transistoren 112, som også utgjør en komponent i forsterkeren 92 på fig. 3, sam-menligner referanse-halvcellens spenning med en på potensiometeret 90 innstilt spenning. Spenningen over potensiometeret 90 reguleres ved hjelp av dioden 114.

Forskjellen mellom det ønskede skrog-potensial innstilt på potensiometeret 90 og den spenning som leveres av halvcellen 82, forsterkes i transistorene 112 og 116. Denne forsterkede spenning opptrer over motstanden 118 og tilføres transistorens 120 basis. Når denne spenning overstiger en på forhånd fastlagt verdi, i praksis omtrent 5 V, vil transistoren 120 lede og transistoren 122 være utkoblet og anta sin ikke-ledende tilstand som følge av disse transistorers innbyrdes kobling, Schmidt-trigger kobling, og betegnet med 96 i blokk-skjemaet på fig. 3.

Når på den annen side basisspennin-gen på transistoren 120 synker under en på forhånd fastlagt verdi, i praksis omkring 4 V, begynner transistoren 122 å lede. Som følge av dette tiltar spenningen over motstanden 124 og bringer transistor 120 til å koble ut. Mens transistor 122 leder, kan strømmen gå fra basis på drivtransistoren 100. Dette gjør at spenningen over motstanden 126 blir nesten lik spenningen på strømtilførslens 106 positive klemme 128, på mindre båter vanligvis et 12 V batteri. Derfor kan der ikke gå noen strøm fra basis på strømbryter-transistoren 130, og der tilføres ikke anoden eller anodene 108 noen strøm.

Når spenningen på halvcellen synker mot et minimum, som vist ved 88 på fig. 3, hvilket antyder underbeskyttelse, trekker transistoren 112 mindre strøm. Transistoren 116 trekker mer strøm og den over motstanden 118 og ved transistorens 120 basis fremkomne spenning tiltar. Dette gjør at transistoren 120 blir ledende og transistorene 122 og 100 antar ikke-ledende tilstand. Nu kan strømmen gå fra basis på transistoren 130 over motstanden 126, og strøm er tilgjengelig for anoden eller anodene 108.

På den annen side, i tilfelle av overbeskyttelse, hvor halvcellens 82 spenning tiltar til en verdi som vist ved 86 på fig. 3, fører transistoren 112 mer strøm, transistoren 116 leder mindre strøm og spenningen over motstanden 118 og på transistorens 120 basis avtar. Motstandene 120 og 122 kobles ut og transistoren 100 blir ledende. Der kan ikke gå noen strøm fra ef-fektbrytertransistorens 130 basis, fordi denne har en større positiv spenning enn emitteren. Når slike forhold råder, kan spenningsfallet over transistor 100 være 0,2 V, mens spenningsfallet over likeretteren 132 for å fremkalle et spenningsfall på transistorens 130 emitter, er 0,5 V. Som følge derav tilføres der ikke anodene 108 noen beskyttelsesstrøm.

Likeretteren 132 frembringer dessuten temperaturstabilitet på transistor 130 for den ikke-ledende tilstand eller under pau-. sene.

En annen likeretter 134 og kondensator' 136 benyttes som filter for spenningen fra<1 >krafttilførselen 106. I

De resterende motstander 140—158 og kondensatorer 160 og 162 benyttes til å frembringe passende potensialer i for-' skjellige punkter i kretsen henholdsvis på dennes filtre. Ifølge utførelsen på fig. 4 er instrumentet 164 kontinuerlig tilkoblet for avlesning av halvcellens spenning og benyttes for innstilling av referansespenningen på potensiometeret 90.

For fullstendighets skyld angis komponentene i kretsen på fig. 4 som følger:

Tatt i betraktning at systemet på fig. 4 er beregnet på å gi en tilstrekkelig stor

energiforsterkning eller forsterkningsfak-tor, slik at overbeskyttelse til stadighet forekommer som beskrevet ovenfor, kan det bemerkes at en forandring av signalspen-ningen fremkalt av halvcellen på ca. 0,03 V vanligvis består mellom ekstreme punkter som vist ved 86 og 88 på fig. 3. Den tilsvarende forandring av spenningen på transistorens 120 basis er da omkring 1 V. Under slike omstendigheter, og med den stadig forekommende veksling i betingelsene for katodisk beskyttelse på et skrog, som får halvcellens spenning til å fremkalle svingninger, utfører systemet ifølge fig. 4 slike svingninger med en hyppighet på omkring 20/s. Imidlertid har prøver vist at en svingehastighet på mindre enn l/s fremdeles er tilstrekkelig for en vel-lykket beskyttelse av et skipsskrog, mens der på den annen side teoretisk sett ikke eksisterer noen øvre grense for frekvensen. Ved en mindre båt i ro vil der kreves liten strøm, slik at forholdsvis korte pulser med lange pauser vil være tilstrekkelig. Når fartøyet er i bevegelse, vil imidlertid pulsenes lengde tilta og pausene avta og derved øke forholdet mellom pulstiden og pausene.

Claims (8)

1. System for katodisk korrosjonsbeskyttelse av en metalloverflate (18, 80), særlig aluminium, som er i kontakt med en elektrolytt, hvor elektrisk strøm tilføres en eller flere anoder (14, 108) med inerte overflater og strømmen reguleres automatisk av signaler som frembringes av en referanse-halvcelle (12, 82), karakterisert ved at den elektriske strøm tilføres i form av strømpulser med bare én ret-

ning, og at forholdet mellom strømpulsenes lengde og pausene mellom dem styres av signalene fra referanse-halvcellen (12, 82).

2. System ifølge påstand 1, karakterisert ved at styrken av den elektriske strøm, tilført i form av pulser, er i det vesentlige uforanderlig.

3. System ifølge påstand 2, karakterisert ved at den elektriske strøm tilføres en eller flere anoder (14, 108) gjennom en utgangs-transistor (25, 130) som kobles om til sin ledende eller ikke-ledende tilstand av strømpulser gjennom en styrekrets.

4. System ifølge påstand 2, karakterisert ved at en referanse-spenning påtrykkes halvcellen (12, 82) når skrogets (18, 80) potential har den ønskede optimale verdi og spenningsvariasjoner gjennom referanse-halvcellen (12, 82) foresterkes av en inngangstransistor (21, 112) og benyttes til å forandre forholdet mellom strømpul-senes lengde og pausene mellom dem i av-hengighet av forandringer i størrelsen av den forsterkede strømstyrke.

5. System ifølge påstand 4, karakterisert ved at størrelsen av referansespenningen som påtrykkes halvcellen (12, 82) innstilles ved hjelp av et potensiometer (23, 90).

6. System ifølge påstand 4, karakterisert ved at de elektriske strøm-pulser frembringes ved hjelp av en elektrisk krets som omfatter en NPN-transistor (23), en PNP-transistor (24), en første motstand (48) koblet i serie med basis for NPN-transistoren (23), en annen motstand (52) og en kondensator (54) koblet i serie mellom basis for NPN-transistoren (23) og kollektoren for PNP-transistoren (24), idet den annen motstand (52) som befinner seg mellom nevnte basis og nevnte kondensator (54) er koblet til denne basis parallelt med den første motstand (48) og mellom den første motstand (48) og nevnte basis, samt en tredje motstand (50) koblet i serie mellom kollektoren for NPN-transistoren (23) og basis for PNP-transistoren (24).

7. System ifølge påstand 4, karak- terisert ved at de elektriske strøm- pulser frembringes av en krets som omfatter en første PNP-transistor (22), en første kondensator (58) koblet mellom emitteren og kollektoren for den første PNP-transistoren (22), en første kondensator (58) koblet i serie mellom emitteren og kollektoren for den første PNP-transistor (22), en NPN-transistor (23), en første motstand (48) koblet mellom emitteren for den første PNP-transistor (22) og basis for NPN-transistoren (23), en annen PNP-transistor (24), en annen motstand (52) og en annen kondensator (54) koblet i serie mellom basis for NPN-transistoren (23) og kollektoren for den annen PNP-transistor (24), idet den annen motstand (52) ligger mellom nevnte basis og nevnte annen kondensator (54) og er koblet til denne basis parallelt med den første motstand (48) og mellom denne motstand (48) og nevnte basis, samt en tredje motstand (50) koblet i serie mellom kollektoren for NPN-transistoren (23) og basis for den annen PNP-transistor (24).

8. System ifølge påstand 4, karakterisert ved at de elektriske strøm-pulser frembringes av en elektrisk krets som omfatter forsterker-transistorene (112, 116) tilkoblet referanse-halvcellen (82) og trigger-transistorer (120, 122) for å lede en større strømmengde til trigger-transistorene (120, 122), når skrogets (8) potential synker under en ønsket optimalverdi, og en mindre strømmengde når nevnte potential overskrider den ønskede optimale verdi, idet trigger-transistorene (120, 122) er koblet til en driv-transistor (100) som er tilkoblet en utgangstransistor (130) for å bevirke at utgangstransistoren (130) fø-rer elektrisk strøm til en anode (108) når strømmen til trigger-transistorene (120, 122) overskrider en på forhånd fastlagt grense og for å bevirke at utgangstransistoren (130) slutter å føre strøm til anoden (108), når strømmen til trigger-transistorene (120, 122) synker under en på forhånd fastlagt grense.