NO139368B - Koblingselement for loesbar mekanisk og elektrisk forbindelse mellom koaksiale hoeyfrekvenskabler - Google Patents

Description

Anordning for katodisk beskyttelse av båter.

Foreliggende oppfinnelse angår katodiske beskyttelsesanlegg, særlig referanse-halv-celler for slike anlegg.

Ved katodisk beskyttelse av overflater mot korrosjon, anvendes der normalt to ty-

per elektroder. Den ene av disse represen-teres ved de elektroder som utgjør de ano-der, fra hvilke den beskyttende strøm ut-går, og den annen de referanse-halv-cel-

ler som angir beskyttelsesnivået på over-flaten. På store skip anvendes der i stor utstrekning kalomel-celler eller sølv-sølv-klorid-celler og disse er vanligvis tilfredsstillende.

For katodisk beskyttelse av stålskips-skrog eller neddykkede rnetalldeler på treskipsskrog tilhørende små skip, såsom lyst-fartøyer og lignende, er referanse-halv-cel-

ler av kalomel eller sølv-sølvklorid altfor kostbare. I stedet for disse dyre halv-celler har det vært foreslått å anvende en udek-ket stålskive som halv-celle. Stålhalvceller har et antall ulemper. For det første har de en steil forandring i karakteristikken i lø-

pet av de første få dager i drift. Dessuten fremkaller de såvel positive som negative utslag. Følgelig måtte der ved bruk av en stål-celle anvendes et instrument for to-veis avlesning i stedet for et meget rimeli-gere instrument som er følsomt bare for signaler med én polaritet. Dessuten vil en stål-halvcelle etter lengere tid ruste.

En vesentlig hensikt med oppfinnelsen

er å øke stabiliteten og korrosjonsfasthe-ten for halv-celler av billige materialer i katodiske beskyttelsesanlegg, og en annen hensikt er å skaffe en billig halv-celle som vil gi spenningsindikasjoner med én polari-

tet for båter såvel med ståiskrog som med treskrog og under normale katodiske be-skytttelsesbetingelser. Oppfinnelsen tar og-

så sikte på å utvikle en halvcelle-innretning for et katodisk beskyttelsesanlegg som uten videre kan benyttes enten for båter med stålskrog eller med treskrog.

Ifølge oppfinnelsen kan de nevnte hensikter oppnås ved anvendelse av en referanse-halv-celle av bronse i forbindelse med et katodisk beskyttelsesanlegg. Når der brukes en bronse-halvcelle vil alle spennings-utslag mellom halv-cellen og stålskroget eller de beskyttede forskruinger på et treskipsskrog ha samme polaritet. Utslagene er relativt konstante sam-menlignet med f. eks. en stålcelle. Dessuten søker bronsens store kobberinnhold å for-gifte havplantebevoksing og avverge forråtnelse. Bronse-legeringene inneholder og-

så lite sink, slik at de fysikalske og elektro-kjemiske egenskaper for cellen i tidens løp ikke påvirkes ugunstig.

Oppfinnelsen går ut på et katodisk beskyttelsesanlegg som anvender en referanse-halv-celle med en utildekket overflate, et måleinstrument som bare kan oppfatte signaler med én polaritet, og midler for kobling av måleinstrumentet til referanse-halv-cellen, samt midler for varia-sjon av den strøm som tilføres anoden i samsvar med signalene fra referanse-halv-cellen, og oppfinnelsen utmerker seg ved at referanse-halvcellens utildekkede overflate er av bronse.

Andre hensikter, trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av følgende beskrivelse under henvisning til tegningen som viser i detalj en referanse-halv-celle og skjematisk et katodisk beskyttelsesanlegg.

Ifølge tegningen har en referanse-halv-celle en aktiv overflate 12 av bronse-materlale og er festet til stålskroget 14 på en båt. De konstruksjonsmessige detaljer ved festeanordningen skal bare kort for-klares her, da de er gjenstand for norsk patent 101 549 angående en «Monterings-anordning for elektroder» av samme dag.

Andre deler av halv-celle-innretningen består av en plastholder 16, en tilførsels-ledning 18 og en festemutter 20. En isole-rende plate 22 er anordnet mellom referanse-elektroden og skroget 14.

En passende ettergivende tetningsskive 24, en vanlig skive 26 og en låseskive 28 er anordnet mellom mutteren 20 og stålskroget 14. Forbindelsen fra ledningen 18 til den isolerte ledning 30 som fører til det katodiske beskyttelsessystem 32, er beskyt-tet mot vann og fuktighet ved forkruingen 34 og 36.

Det foreliggende katodiske beskyttelsesanlegg omfatter den vanlige jordforbindel-se 38 med skroget 14 og har også en anode 40 som tilføres den katodiske beskyttelses-strøm.

Et instrument 42 er også anordnet i sys-temet og er av den billige type hvor bare spenninger av én polaritet registreres.

Som en hjelp ved betraktning av de elektro-kjemiske spenninger som forekom-mer ved. omtalen av det foreliggende katodiske beskyttelsessystem, er nedenfor gjen-gitt en tabell som gir den galvaniske rekke-følge for visse valgte metaller og legeringer i sjøvann. Tabell I viser det relative potensial for forskjellige materialer i forhold til en mettet kalomel-halv-celle i sjø-vann med en hastighet på 4 m/s.

Med hensyn til sammensetningen av de forskjellige materialer i tabell I, er aluminium 63ST i det vesentlige aluminium med ca. 0,4 % silicium og 0,7 % magnesium; gul messing inneholder 67 % kobber og 33 % sink; rød messing inneholder 85% kobber og 15 % sink; admiralitetsmessing inneholder ca. 70 % kobber, 29 % sink og 1 % tinn; legert «G»-bronse inneholder 88 % kobber, 10% tinn og 2 % sink; «Inconel» er en le-gering som inneholder 72 % nikkel, 6—10 % jern, 14—17 % krom, 1,0 % mangan, 0,5 % kobber, 0,5 % silicium og 0,15 % kullstoff;

«Monelb metall inneholder 60—70 % nikkel, 25—35 % kobber, 1—3 % jern, 0,25—2 % mangan, 0,02—1,5 % silicium og 0,05—0,3 % kullstoff.

Til forklaring av oppfinnelsen skal først betraktes potensialet mellom en stål-halv-celle og et stålsfcrog, som tidligere anvendt. Uten anvendelse av en katodisk be-sikytttelsesstrøm kan det vanlige stålskrog ventes å ha et negativt potensial på omkring 610 mV i henhold til tabell I. Som følge av tilstedeværelsen av visse bronse-, monell-metall- eller andre forskruinger vil imidlertid det gjennomsnittlige potensial av skroget med forskruinger i virkeligheten være omkring 400 mV.

Med en referanse-halv-celle av stål som har et negativt potensial på omkring 610 mV, er der på halv-cellen forhånden et negativt potensial på omkring 210 mV i forhold til skipets skrog. Ved en katodisk beskyttelsesstrøm mellom anoden og skroget dannes der en tynn hydrogen-film som beskytter skroget. Når denne film dannes, bygges potensialet på skroget opp. Ved optimale katodiske beskyttelsesbetin-gelser skulle skrogets potensial være omkring 250 mV høyere enn skrogets potensial ifølge den galvaniske rekke ifølge tabell I. Potensialet på et stålskrog som har et normalt potensial på omkring 610 mV, vil f. eks. ved optimale katodiske beskyttelses-betingelser være tilnærmet 860 mV.

Når skrogets potensial økes til 860 mV, er dets potensial nå negativt i forhold til den følgende celle. Når der således anvendes en stål-halvcelle, er det klart at der må anordnes et instrument som viser potensia-ler med begge polariteten

Ved treskrog kan den katodiske beskyttelse anvendes til beskyttelse av forskruingene. Disse er ofte av bronsemateria-ler med et potensial som kan sammenlig-nes med det for bronse-referanse-cellen. Følgelig vil potensialet mellom en bronse-referanse-celle og forskruingene til å be-gynne med være omtrent lik 0 på et treskrog. Når der bygges opp en beskyttende film på forskruingene, blir det effektive negative potensial på disse høyere og kan øke f. eks. fra omkring 300 mV til omkring 550, mV. Når der imidlertid for treskip benyttes en stål-referansecelle, er spenningen mellom halv-cellen av stål og forskruingene alltid negativ og kan avta fra en differanse på omkring 310 mV til omkring 60 mV.

Når der anvendes en bronse-halv-celle for et stålskrog, er utslagene fra halvcellen til stålskroget alltid av samme polaritet, fordi halvcelle-spenningen er omkring 300 eller 320 mV og spenningen på stålet øker fra omkring 400 mV opp til omkring 860 mV, som ovenfor nevnt. Ved salg av katodiske beskyttelsessystemer er det hensiktsmessig å ha et enkelt system som kan benyttes for såvel stål- som treskip. Når en referanse-jhalv-celle av bronse benyttes, er dette praktisk av ovennevnte grunner. Således får man for begge båttyper den samme polaritet for den følende spenning. Dessuten kan instrumentet i hvert system være følsomt for én enkelt polaritet og behøver ikke være av den mer kostbare type med to-veis utslag.

I foreliggende beskrivelse er betegnelsen bronse anvendt i videre betydning for legeringer med stort innhold av kobber og en liten prosentdel tinn eller annet metall for å gjøre den hardere. Særlig har en lege-ring som inneholder 88 % kobber, 10 % tinn og 2 % bly med hell vært anvendt. Betegnelsen bronse anvendes i stedet for messing vesentlig for å utelukke at noen sink-mengder av betydning inkluderes. I denne forbindelse har det vist seg at sink har en tendens til å løse seg ut av messing etter lengere tids nedsenkning i sjøvann. Foruten de uheldige konstruktive virkninger har det vist seg at der, når sink er tilstede i mer enn 10 %, oppstår en betydelig end-ring i spenningen for den følende celle når sinken oppløses. Andre tilfredsstillende bronselegeringer består av 70—90 % kobber og resten for det meste nikkel. Når der-for betegnelsen bronse-legeringer brukes i foreliggende beskrivelse, refereres der til legeringer som inneholder minst 50 % kobber og mindre enn 10 % sink og som har en spenning nær 0,3 V i samsvar med den galvaniske rekkefølge vist i tabell I.

Oppfinnelsen har endel fordeler som skal nevnes, blant andre forenkling av kretsene og stabiliteten for halv-cellens ytelse, foruten kobberets evne til å hindre forråtnelse og således hjelpe til å unngå uønskede svingninger i halv-cellens ytelse.

Claims (1)

1. Anordning for katodisk beskyttelse av båter med skrog av metall eller av metal-liske deler av treskrog, bestående av en anode, midler som tilfører anoden like-strøm, en referanse-halv-celle med en utildekket overflate, et måleinstrument som kan oppfatte signaler med én polaritet, midler for kobling av måleinstrumentet til referanse-halv-cellen, samt midler for va-riasjon av den strøm som tilføres anoden i samsvar med signalene fra referanse-halv-cellen, karakterisert ved at referanse-halv-cellens utildekkede overflate er av bronse.