NO163768B - Stabiliseringsanordning. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte -og anordning for å hindre begroning av neddykkede strukturer.

Foreliggende oppfinnelse angår hindring av begrening- av

i havvann nedsenkede strukturer, nærmere bestemt en ny elektrolytisk fremgangsmåte for å hindre slik begroning og et nytt elektrodeutstyr eller innretning anvendelig ved en slik fremgangsmåte .

For å hindre de vanskeligheter som oppstår ved struping

av gjennomstromningskanaler , f.eks. i liavvann.sk j ol ere ror damp-kraftanlegg, skip og lignende ved at havorganismer fester seg til disse og for å utelukke de forskjellige ubnskede folder av disse fastgrodde havorganismer på nedsenkede deler av skrog, ei-det i praksis vanlig å belegge de overflater som er i kontakt med havvannet, med kobberholdig maling og innfore klor i havvannets gj ennoms trbmningskanaler.

Det er også kjent at ikke forbrukbare elektroder av pla-! tina, platinalegeringer, magnetiske jernoksyder, når disse an-

i vendes som anoder for elektrolyse av havvann, vil utvikle klor

i og hypokloritt som hindrer begroning ved havorganismer.

Det er videre kjent at ved elektrolyse av havvann vil hydrogen vanligvis utskilles på katoden og tore til en okning av mengden av hydroxylioner (on) omkring katoden med derav fbl-t-gende avsetning på katoden av kalsiumkarbonat og magensiumhydrolf-syd som er harde bestanddeler av havvannet. Da havvannets spe-<: >sifikke ledningsevne vanligvis er såvidt liten som kOOO |iVer effekttapet på grunn av havvannets motstand uonsket stort. Av denne grunn er det tilrådelig ved utfbrelse av elektrolyse av havvann for det formål å hindre begroning ved havorganismer som1 fester seg på neddykkede overflater å anvende den minst mulige spalte eller mellomrom mellom elektrodene for derved å redusere effekttapet til det minst mulige. Imidlertid kan en slik redusert spalte mellom elektrodene muliggjbre tilstopping av spalten ved. avsetninger på katoden og derved til gjennomgangen av havvann bli hindret.

Det er av de ovenstående grunner viktig ved anvendelsen

av elektrolyse av havvann for å hindre avsetning av havorganismer på neddykkede strukturer å skaffe en fremgangsmåte som ute-lukker muligheten av struping mellom elektrodene ved katodeav-leiringer og likeledes å skaffe elektroder som er særlig egnet for å hindre slik struping. Dessuten må elektrodeanordningen være slik at den relativt kostbare anode kan være beskyttet mot mekaniske skader på grunn av drivende gjenstander eller gjenstander kastet overbord og annet vrakgods i sjben.

Som et resultat av forsbk har det vist seg at avsetningen av de harde bestanddeler i havvannet på katoden eiker proporsjo-nalt med katodestrbmtettheten inntil strømtettheten når 0,1 A/dm 2. Avleiringene antok f.eks. en tykkelse på 0,5 nun ved anvendelse av en strbmtetthet på 0,05 A/dm i 100 timer, men med en strbmtetthet på 1 A/dm^ reduseres avleiringene vesentlig og ved en strbmtetthet over _'} A/dm 2 er der nesten ingen avsetning på katoden. Over en strbmtetthet på 1 A/dm avtar således tykkelsen av katodeavsetningene med tiltagende strbmtetthet på katoden.

Avsetningens tykkelse på katoden er 0,2 mm i k$ timer

med en strbmtetthet på 0,05 A/dm 2 og ved normal temperatur.

Tykkelsen av katodeavsetningen ved strbmtettheter på 0,05> 0,1,; 2, k og 18,6 A/dm 2 er vist i fblgende tabell:

Det ovennevnte forhold mellom katodestrbmtetthet og målt tykkelse av katodeavsetningen er vist grafisk på fig. 8, hvorav det vil fremgå at tykkelsen av avsetningen minskes meget sterkt ved en strbmtetthet på ikke mindre enn 3 A/dm .

Den sannsynlige grunn for det iakttatte fenomen er at ved en katodestrbmtetthet på ikke mindre enn 3 A/dm 2 vil havvannets pH-verdi omkring katoden oke inntil avsetningen opplbses igjen og at de således sterkt utviklede hydrogenblærer kan rive Ibs avsetningene fra katoden.

For å hindre at havorganismer bindes til strukturer som er nedsenket i havvann er det fblgelig nbdvendig for elektrodene enten å velge en ytterst lav katodestrbmtetthet eller en tetthet på minst 3 A/dm 2, for å unngå det uheldige resultat at rommet eller spalten mellom elektrodene stoppes igjen. På den annen side må anodens stbrrelse velges på basis av den strbm som er påkrevet for effektiv frembringelse av de kjemiske komponenter som skal hindre begroning ved havorganismer i samsvar med den mengde havvann som er i kontakt med strukturene og likeledes på basis av den kritiske strbmtetthet som kan påtrykkes anoden.

Parallelle plateelektroder som vanligvis benyttes, er ikke istand til å etterkomme slike krav på grunn av det faktum at det smale og fblgelig hovedsakelig lange rom mellom elektrodene lett tilstoppes eller blokkeres.

Det er allera.de kjent å anvende elektrolyse for å hindre! begroning av havorganismer på strukturer nedsenket i havvann ved å senke ned i vannet nær inntil strukturen en uopplbselig anode og anbringe en katode i nærheten av anoden og lede elektriik strbm mellom disse elektroder. De hittil kjente metoder og an-ordninger har imidlertid ikke vist seg tilstrekkelig effektive når det gjelder å hindre avsetning av havorganismer ved anven-deise av elektrolyse, idet rommet mellom katoden og anoden tet- 1 tes til og elektrolyten hindres i den for effektiv funksjon nod-i vendige gjennomstrbmning. i

Det er således et formål med foreliggende oppfinnelse å i skaffe en fremgangsmåte til å hindre begroning ved havorganismer1 på strukturer nedsenket i havvann, hvilken fremgangsmåte ikke er 1 beheftet med de ovennevnte ulemper, idet fremgangsmåten går ut på at en ikke opplbselig anode og minst en katode nedsenkes i havvannet nær inntil strukturen og tett inntil hverandre og der ; mellom anoden og elektroden fores en strbm. Det er videre et formål med oppfinnelsen å skaffe en elektrodeanordning som kan anvendes til å hindre begroning ved havorganismer på strukturer nedsenket i havvann under anvendelse av fremgangsmåten ifblge oppfinnelsen.

Oppfinnelsen utmerker seg ved at en fremgangsmåte av ovennevnte art utfores med en strbm som har en tetthet på katoden på over 3 A/dm 2. Det er også et trekk ved oppfinnelsen at et flertall katoder nedsenkes i havvannet omkring en sentral anode j og med jevn avstand fra hverandre og fra den sentrale anode.

En elektrodeanordning i±'blge oppfinnelsen for utfbrelse \ av fremgangsmåten utmerker seg ved kombinasjonen av minst én elektrodeinnretning omfattende en ikke opplbselig anode og et I flertall katoder som omgir anoden i jevn innbyrdes avstand og ij«vn avstand fra anoden, samt en anordning for foring mellom anodene og katodene av en strbm med en tetthet på katodene på over 3 A/din 2.

Ifblge oppfinnelsen anbringes en anode som kan være en sbyleanode omfattende sblv belagt med platina eller platinal>e- j

gering, titan belagt med platina eller magnetisk jernoksyd i sentrum av en elektrodeanordning. Denne anode er omgitt av en katodekonstruksjon og katodekonstruksjonen kan omfatte et fler-j tall staver eller nettlignende spiralformede eller sylindriske metallelementer forsynt med et flertall perforeringer og et eg-, net dielektrisk materiale er anbragt mellom anoden og katode-kons truks j onen . Anordningen er slik at der frembringes en sam-menhengende enhet hvor strbmtettheten på katodene holdes på en verdi av ikke mindre enn 3 A/dm , idet strbmmen går mellom anoden og katoden for elektrolyse av havvannet. Katodene som omgir anoden tjener også til å beskytte sistnevnte mot stbt fra drivgods eller andre gjenstander i havvannet.

For bedre forståelse av oppfinnelsens grunntanke skal denne forklares nærmere i det fblgende under henvisning til teg-ningene, som viser typiske utfbreiseseksempler på oppfinnelsen, og hvor fig. 1 er et perspektivisk oppriss, delvis i snitt av en form av en elektrodeenhet ifblge oppfinnelsen, fig. 2 er et perspektivisk oppriss av anoden som utgjor en del av enheten vist på fig. 1, fig. 3 er et perspektivisk oppriss, delvis gjennombrutt av en anordning som omfatter et flertall elektrodeenJieter vist på fig. 1 og montert på et vanninntak, fig. k er et oppriss, delvis gjennombrutt av en annen anordning omfattende elektrodeenheten vist på fig. 1 og montert i en elektrolytisk beholder i forbindelse med havvannsrbrledningene, fig. 5,6 og 7 viser skjema-tisk horisontalsnitt av andre anode- og katodeanordninger ifblge oppfinnelsen, fig. 8 er et diagram som viser forholdet mellom katodestrbmtettheten og tykkelsen av avsetningen på katodene, i samsvar med tabell A nevnt ovenfor, og fig. 9a - 9d er en rekke fotografier som viser prøveresultater.

Den på fig. 1 viste elektrodeenhet ifblge oppfinnelsen omfatter et flertall runde stavkatoder 2 som omgir en anode 1. Anoden 1 er f.eks. laget av en rund stav av kommersielt tilgjen-gelig magnetisk jernoksyd, med diameter 56 mm og lengde 7^0 mm. Anoden 1 er anbragt i senter av enheten og omgitt av katodene 2 som ved den viste utfbrelse ér i et antall av seks fremstilt av blott stål som runde staver festet med jevn avstand til ende-bærerammer 3 og 3' av blott stål. For å lette monteringen av enheten er enderammen 3 forsynt med flens.

Et egnet dielektrisk materiale k benyttes for isolering mellom anoden 1 og katodene 2. I den viste utforelse er dette dielektriske eller isolerende materiale et stivt ror uv polyvinvl-klorid anvendt i form av hylser på den ovre og den nedre del av j anoden. Disse hylser er tettet med syntetisk harpiks ved topperj og bunnen av anodens ender, idet de runde stavkatoder 2 har. en i

I

jevn avstand fra anoden 1. En katodetilfbrselsleder 5 er hen- j siktsmessig festet til en klemme på bærerammen 3 og en anode-leder 6 er festet til utstyret på en slik måte at anodeutstyret \

I

1-4 lett kan trekkes ut av eiektrodeenheten ved ganske enkelt • å trekke lederen 6 oppover.

Eig. 2 viser anoden som utgjor en del av enheten vist på : fig. 1. Anoden er beregnet for en anodestrbm på 50 A (5 A/dm 2 ■) -> Da overflatearealet for liver rund stavkatode er omkring 230 cm<2>, er den midlere strbmtetthet på katoden k, J A/dm<2>eller hby nok til å hindre muligheten for dannelsen av avsetninger på katodenj Vanligvis kan en elektrolytisk strbmkonsentrasjon på • 0, 3 A/ (m^/h) av havvann flindre begroning ved havorganismer. Hvis det antas at inntaket for en havvanns-inntaksledning som skal beskyttes mot begroning, ér 2000 m^/h (som tilsvarer vann- : mengden for kjbling av en kondensator for et kraftanlegg med en kapasitet på ca. ljOOO kiv) , kan den nddvendige elektrolytiske strbm beregnes til

0,3 A/(m-Vh) x 2000 m<J>/h = 600 A For å etterkomme dette krav er det nbdvendig å anvende bare ca.:

10 elektrodeenheter av den på fig. 1 viste type.

Fig. 3 viser disse elektrodeenheter montert ved en havvanns-inntaksåpning. På fig. 3 er de enkelte elektrodeenheter vist på fig. 1 betegnet med 7. En havvannsrbrledning er betegnet med 8, en sil til fjernelse av drivgods og partikler i havvannet er betegnet med 9 og en bæreanordning for elektrodeenhetene er j betegnet med 10. Denne bæreanordning 10 er på sin side festet til en monteringsl' 1 ens på yfjålen. Bæreanordningen 10 har en sy-' lindrisk form med en hensiktsmessig perforert vegg rundt omkeet4 sen og en ovre endevegg, slik at den kan hindre fordampning av j elektrolyseproduktene og hindre dispergering av de virksomme ! bestanddeler på grunn av bblgekraften og lignende.. j

Da hver enkelt anode omgis av katoder som beskrevet, er ! stromfordelingen praktisk talt jevn og frembringelsen av vaga- j bonderende strbmmer er redusert til de minst mulige, hvorved j andre apparater hindres fra korroderende angrep. En ytterligeré fordel ved anordningen er at personalets sikkerhet er ivaretatt t ved at katodene er jordet for beskyttelse mot elektrisk stot.

Av hensyn til strukturell styrke er den sylindriske bæreanordning 10 laget av vanlig smistål og fortrinnsvis forbundet med den ne-i gative side av elektrodeenheten, slik at denne bæreanordning kan være beskyttet mot korrosjon.

Fig. 4 viser elektrodeenheten ifblge oppfinnelsen montert i en elektrolytisk beholder forbundet med havvannsrbrledningen. I dette tilfelle er en havvannsrbrledning betegnet med 11 og strekker seg inn i en elektrolytisk beholder 12 som opptar elektrodeenheten. Beholderen kan ha en hvilken som helst bnsket ut-formning, skjbnt dens kapasitet er avhengig av havvannsledningens 11 dimensjoner. Elektrodeenheten ii^blge oppfinnelsen er vist ved 13, idet den omfatter en sentral anode omgitt av et flertall katoder som beskrevet i forbindelse med ±'ig. 1. Tilf ors el sledere lk og 15 er forbundet med henholdsvis anoden og katodene.

En bæreplate for elektrodeenheten er generelt betegnet med lb og danner en del av dekslet for den elektrolytiske beholder og har en med gjenger forsynt forlengelse 17 som tjener som hol-der for et elektrodeutstyr. Forlengelsen 17 er utformet med åp-ninger for innfbring av elektrodeenheten i den elektrolytiske beholder og er med gjenger forbundet med et lokk 19 med en mellom-liggende pakning 18. Katodens leder kan strekke seg fra lokket 19, bæreplaten 16 eller den elektrolytiske beholder 12.

Det er også mulig å montere katodene for elektrodeutstyr 13 på bæreplaten 16 på en hvilken som helst bnsket måte, idet de omgir den respektive individuelle anode. Således kan anordningen av anodene og katodene i elektrodeutstyrene ifblge oppfinnelsen anta de forskjellige modifiserte former som er vist på fig. 5-7» hvor det vil bemerkes at i hvert tilfelle er anode 1 omgitt av katoder 2. Fig. 8 viser grafisk forholdet mellom strømtettheten og tykkelsen av katodeavsetningene. Det vil være klart fra fig. 8 at avsetningen i hby grad avtar når katodestrbmtettheten er minst 3 A/dm .

Fig. 9a - 9d viser i form av fotografier resultatene av forsbk utfort i samsvar med oppfinnelsen. Eiektrodematerialene, strbmtettheten og varigheten av strbmmen er angitt i tabell B.

Som en oppsummering av oppfinnelsen beskrevet i det fore-gående kan bemerkes at fremgangsmåten for å hindre begroning ved havorganismer og elektrodeutstyrene for utforelse av oppfinnelsen og hvorved tilstopping av havvanns-inntaksledninger og andre vanskeligheter, såsom oket motstand på skrogbunder på grunn av avsetning av havorganismer, ved elektrolyse av havvann, omfatter anbringelsen av katoder rundt respektive individuelle anoder, idet den innbyrdes elektrodeavstand er meget liten sammenlignet med den for elektrodeplater anordnet parallelle, hvorved effekttapet på grunn av væskemots tand reduseres til det minimale.

Ikke desto mindre kan deti korte innbyrdes elektrodeavstand hindres i tilstopping Ira harde bestanddeler av havvannet og derved effektivt hindre begroning av havorganismer ved elektrolyse av havvannet. Apparatet ifblge oppfinnelsen er meget verdifullt industrielt, særlig fordi de forholdsvis kostbare anoder er omgitt av katoder og derfor beskyttet overfor mekanisk skade som kan skyldes drivgods og andre gjenstander i havvannet.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte til å hindre begroning ved havorganismer på strukturer nedsenket i havvann, hvor en ikke opplbselig anode, og minst én katode nedsenkes i havvannet nær inntil strukturen og tett inntil hverandre idet der mellom anoden og elektroden fores en strdm, karakterisert ved at denne strbm har en tetthet på katoden på over 3 A/dm

2. Fremgangsmåte ifblge krav 1, karakterisert ved at et flertall katoder nedsenkes i havvannet omkring en sentral anode og med jevn avstand fra hverandre og fra den sentrale anode.

3. Elektrodeanordning for anvendelse ved utfbrelse av fremgangsmåten ifblge krav i og 2, karakterisert ved kombinasjonen av minst en elektrodeinnretning omfattende en ikke' opplbselig- anode og et flertall katoder som omgir anoden i jevn innbyrdes avstand og i jevn avstand fra anoden,' samt en anordning for foring mellom anodene og katodene av en strbm med en tetthet på katodene på over 3 A/dm^.

4. Elektrodeanordning i±'blge krav 3, karakterisert ved at anoden er en sentral sbyle for elektrodeanordningen, idet katodene er anordnet rundt omkretsen av en sirkel med senter i anoden og med jevn avstand fra hverandre rundt omkretsen .

5. Elektrodeanordning ifblge krav 4, karakterisert ved at anoden er en sylindrisk stav (i) med sirkulært tverrsnitt, idet et par dielektriske hylser (4) hver omslutter nevnte anode (l) ved dennes ender og et. par sylindriske bæreram-mer (3) som liver har inngrep med eti av do respektive dielektriske hylser ^4) og katodene omfatter staver (2) med sylindrisk tverrsnitt som strekker seg mellom og bæres av bæreranimene (3)