WO2002053803A2 - Corrosion protection for a metal pole that is anchored vertically in the ground - Google Patents

Corrosion protection for a metal pole that is anchored vertically in the ground Download PDF

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    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H12/00—Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
    • E04H12/22—Sockets or holders for poles or posts
    • E04H12/2292—Holders used for protection, repair or reinforcement of the post or pole
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F13/00—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
    • C23F13/02—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
    • C23F13/06—Constructional parts, or assemblies of cathodic-protection apparatus
    • C23F13/08—Electrodes specially adapted for inhibiting corrosion by cathodic protection; Manufacture thereof; Conducting electric current thereto
    • C23F13/16—Electrodes characterised by the combination of the structure and the material

Definitions

  • galvanizing has proven to be corrosion protection measures for masts anchored in the ground, for example made of iron or steel
  • Corrosion protection can achieve better results, especially since such protection (DE 41 26 303 C2) has already proven itself as objects to be protected in underground pipelines, cables and containers.
  • protective anodes in the form of wires, rods and plates are usually installed horizontally in the ground next to the object. It can be imagined, however, that with such protective anodes, which are to be placed vertically next to a mast in the ground, it is not possible to evenly distribute the density of the protective current flowing to the mast even when using a large number of protective anodes arranged around the mast achieve, apart from the fact that a subsequent equipping of masts with such cathodic corrosion protection could only be carried out with considerable effort.
  • the invention is therefore based on the object of proposing corrosion protection for the area of a metallic mast located in the ground, which offers a largely uniform effect and can also be easily implemented, in particular with masts already installed.
  • the corrosion protection is effected according to the invention in such a way that the mast is connected cathodically and is surrounded in the ground at a distance by a closed and at least approximately ring-shaped protective anode which, in the case of galvanic cathodic corrosion protection as a sacrificial anode, is directly connected to the mast and in the case of electrolytic cathodic corrosion protection, is connected as an inert anode to the positive pole of a DC voltage source, to the other pole of which the mast is connected.
  • Zinc or magnesium for example, come into consideration as materials for sacrificial anodes, on which the corrosive attack is diverted in a manner known per se, while inert anodes can consist of graphite, ferrosilicon, titanium or other materials suitable for this purpose.
  • a multi-part ring such as a ring formed from two ring halves, is particularly suitable.
  • anode materials such as magnesium
  • the anode then has the shape of a square frame made up of a total of four segments. Compared to an ideally ring-shaped anode, polygonal anodes are indeed uniform
  • the main advantage of a protective anode consisting of two or more parts is that it is easy to install.
  • the anode parts lying against one another can each be connected by means of a screw.
  • a form-fitting connection through intermeshing end regions of the anode parts is also conceivable.
  • a one-part anode can also be used, which is designed as an open ring made of wire with a simple pitch.
  • This is particularly useful in the case of electrolytic cathodic corrosion protection with a protective anode made of an inert material made of, for example, titanium. Since this material consumes very slowly, a large amount of material is not required here, so that the ring anode can be made from a titanium wire that is only a few millimeters thick. This makes assembly very easy, both when installing a new mast and when retrofitting a mast, by simply laying the wire horizontally at a distance around the mast and connecting it to a permanently closed ring using suitable connecting means only in the area of simple division got to.
  • the direct voltage source required for electrolytic cathodic corrosion protection can be arranged above the ground directly next to the mast.
  • the DC voltage source is better protected against environmental influences and any mechanical damage if it is inside the mast above the
  • the mast can also be provided with an inspection opening closed with a cover, via which the DC voltage source can be removed after the Lid is accessible and serviced or can be replaced with a new DC voltage source in the event of a defect.
  • the DC voltage source As a power supply unit that is connected on the input side to the network connections that are already present and carry the AC voltage, and on the output side via cables on the one hand to the protective anode and on the other hand to the Mast is connected.
  • a facility for monitoring the mast potential can also be provided, which can be combined, for example, with the DC voltage source or the power supply unit to form a device unit and which automatically reports this status as an alarm signal to a control center when a critical potential value is exceeded , so that maintenance of the mast can then be initiated and carried out immediately.
  • the critical potential value mentioned essentially depends on the material of the mast and is therefore specified in principle. This value is considered exceeded if the mast potential becomes too positive.
  • FIG. 1 is a side view of a mast provided with galvanic cathodic corrosion protection
  • FIG. 3 shows the top view of a protective anode consisting of two parts in the form of a polygon or polygon
  • Fig. 5 is a side view of an electrolytic cathodic
  • Corrosion protection provided mast with a DC voltage source arranged outside the mast,
  • Fig. 6 is a side view of an electrolytic cathodic
  • Fig. 7 different possible cross-sectional shapes of a protective anode.
  • the steel mast 1 for example, is anchored standing in the ground 2, so that the lower mast area to be protected against corrosion is below the surface 3 of the earth.
  • the mast 1 is in the ground 2 at a distance of one ring-shaped or at least substantially ring-shaped protective ⁇ node 4 or 7.
  • the protective anode 4 is a sacrificial anode which, in comparison to the electrochemically more noble mast material, consists of a base material and is connected in an electrically conductive manner to the mast 1 via a cable 5, a screw connection of the relevant cable end to the mast can be considered as the connecting means.
  • FIGS. 5 and 6 are concerned with electrolytic cathodic corrosion protection, so that in these cases a DC voltage source 6 connected between mast 1 and protective anode 7 is required to generate the required external current and the protective anodes must consist of an inert material, for example made of graphite, titanium or ferrosilicon.
  • the DC voltage source 6 can be arranged according to FIG. 5 on the outside next to the mast and outside of the ground 2.
  • the DC voltage source 6 is arranged inside the tubular mast 1 at a level above the earth's surface 3 and with its negative pole with the mast 1 and its positive pole with the protective anode 7 by means of a cable 10 a, which is connected to the protective anode starting initially runs outside the mast in the ground 2 and through one below the
  • the mast 1 carries electrical consumers that are operated with AC voltage from the electrical supply network, this will
  • Power cable is inserted into the mast through a hole 1 1 c already made in the factory and usually located at the lower mast area, and laid further up to the consumers in the mast.
  • Fig. 6 type can then expediently also use the hole 11 c to insert a cable 10 c into the mast, also shown in dash-dotted lines and connecting the protective anode 7 with the positive pole of the direct voltage source 6, before the mast is installed by anchoring in the ground 2 becomes.
  • the AC voltage which is available anyway and can be tapped off at corresponding connections in the mast is used as the operating voltage for the DC voltage source which is then embodied as a power supply unit, the AC voltage in the power supply unit usually being reduced and rectified by transformation, so that at the outputs of the Power supply, the suitable DC voltage for generating the protective or external current is available.
  • the contact points between cables on the one hand and protective anodes and mast on the other hand should be coated with a protective coating against corrosion. Furthermore, to protect the cable inserted through a mast bore into the mast, the relevant bore should be provided with a plastic plug through which the cable runs.
  • protective anodes which are suitable as sacrificial anodes 5 and also as inert anodes 7 and which, according to the illustrations, each consist of two anode parts which are indicated in the dashed planes a and b.
  • the annular protective anode according to FIG. 2 is therefore made up of two ring halves.
  • the protective anode shown in FIG. 3 is also composed of two anode parts, which in this exemplary embodiment each consist of four straight segments that form a polygon, so that this protective anode is a polygonal one
  • FIG. 4 shows a protective anode in a square shape, the two parts of which each consist of two segments arranged at right angles to one another.
  • a two-part protective anode is sufficient, especially since it can be arranged relatively easily around the mast.
  • protective anodes consisting of more than two parts are also suitable for the intended purpose.
  • the cross-sectional area can be a rectangular area, a circular area, a square area and also a semicircular area.

Abstract

The invention relates to corrosion protection for a metal pole (1) that is anchored vertically in the ground. Said protection is characterised in that the pole has a cathodic connection and is surrounded by a closed and at least approximately annular protective anode (4, 7) positioned in the ground (3) at a distance. In the case of a galvanic cathodic corrosion protection, the protective anode is connected as a sacrificial anode (4) directly to the pole (1) and in the case of an electrolytic cathodic corrosion protection is connected as an inert anode (7) directly to the positive pole of a direct current voltage source (6), to whose other pole the pole (1) is connected.

Description

Korrosionsschutz für einen stehend im Erdboden verankerten Mast aus Corrosion protection for a standing mast anchored in the ground
Metallmetal
Als Korrosionsschutzmaßnahmen für im Erdboden verankerte Masten aus beispielsweise Eisen oder Stahl haben sich insbesondere das VerzinkenIn particular, galvanizing has proven to be corrosion protection measures for masts anchored in the ground, for example made of iron or steel
(siehe z. B. DE 37 81 375 T2) und Phosphatieren bewährt. Es hat sich allerdings in der Praxis gezeigt, dass die durch diese Verfahren gebildeten Schutzschichten vor allem an dem im Erdboden befindlichen Mastbereich im Laufe der Zeit durch Korrosion zumindest stellenweise abge- baut werden und dass dann dort das Grundmaterial des Mastes besonders schnell korrodieren wird, weil es direkt dem im Erdboden vorhandenen und als Elektrolyt wirkenden Korrosionsmittel ausgesetzt ist.(see e.g. DE 37 81 375 T2) and phosphating proven. However, it has been shown in practice that the protective layers formed by these methods, especially on the mast area located in the ground, are at least partially degraded over time by corrosion and that the base material of the mast will then corrode particularly quickly because there it is directly exposed to the corrosion agent present in the ground and acting as an electrolyte.
Das ist besonders bei Leuchten, Verkehrsschilder und dergleichen tra- genden Masten kritisch, die aufgrund der Korrosion nicht mehr ausreichend standsicher werden und bei entsprechend großer Windlast wegen zu geringer Biegefestigkeit brechen und durch Umfallen Passanten und in der Nähe befindliche Fahrzeuge gefährden können.This is particularly critical in the case of luminaires, traffic signs and similar masts that are no longer sufficiently stable due to corrosion and, if the wind load is high, break due to insufficient flexural strength and can endanger pedestrians and nearby vehicles if they fall over.
Da man das Ausmaß der aktuellen Mastkorrosion im Erdboden natürlich nicht ohne weiteres erkennen kann und man zwecks visueller Überprüfung den Mast wenigstens teilweise ausgraben müsste, sollte man die Stand- und Biegefestigkeit der Masten vorsorglich in gewissen zeitlichen Abständen durch Einleiten von die Windlast simulierenden Biegekräften prüfen (EP 0 638 794 A 1 ) und die bei einem solchen Prüfvorgang anfallenden Messwerte in Bezug auf die Festigkeit der Masten auswerten. Hiermit ist aber verständlicherweise ein gewisser Aufwand verbunden, so dass es vorteilhaft wäre, durch einen verbesserten Korrosionsschutz zu erreichen, dαss das vorerwähnte Prüfverfahren zumindest nur in zeitlich größeren Abständen durchgeführt werden muss.Since the extent of the current mast corrosion in the ground cannot of course be recognized easily and one would have to dig out the mast at least partially for visual inspection, the stability and bending strength of the masts should be checked as a precaution at certain intervals by introducing bending forces simulating the wind load ( EP 0 638 794 A 1) and evaluate the measurement values resulting from such a test procedure in relation to the strength of the masts. However, this is understandably associated with a certain effort, so that it would be advantageous to improve corrosion protection achieve that the aforementioned test method only has to be carried out at longer intervals at least.
Da der bisher übliche Korrosionsschutz von Metallmasten aus den ge- nannten Gründen unzureichend ist, werden sich mit einem kathodischenSince the corrosion protection of metal masts that has been customary up to now is inadequate for the reasons mentioned, a cathodic
Korrosionsschutz bessere Ergebnisse erzielen lassen, zumal sich ein solcher Schutz (DE 41 26 303 C2) auch bereits bei erdverlegten Rohrleitungen, Kabeln und Behältern als zu schützende Objekte bewährt hat. Zu diesem Zweck werden meist horizontal im Erdboden neben dem Objekt verlegte Schutzanoden in Form von Drähten, Stäben und Platten eingesetzt. Man kann sich allerdings vorstellen, dass es mit solchen Schutzanoden, die senkrecht neben einem Mast in den Erdboden einzubringen sind, nicht möglich ist, selbst bei Anwendung einer Vielzahl von um den Mast verteilt angeordneten Schutzanoden eine gleichmäßige Verteilung der Dichte des zum Mast fließenden Schutzstroms zu erreichen, abgesehen davon, dass vor allem eine nachträgliche Ausstattung von Masten mit einem solchen kathodischen Korrosionsschutz nur mit beträchtlichem Aufwand durchgeführt werden könnte.Corrosion protection can achieve better results, especially since such protection (DE 41 26 303 C2) has already proven itself as objects to be protected in underground pipelines, cables and containers. For this purpose, protective anodes in the form of wires, rods and plates are usually installed horizontally in the ground next to the object. It can be imagined, however, that with such protective anodes, which are to be placed vertically next to a mast in the ground, it is not possible to evenly distribute the density of the protective current flowing to the mast even when using a large number of protective anodes arranged around the mast achieve, apart from the fact that a subsequent equipping of masts with such cathodic corrosion protection could only be carried out with considerable effort.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Korrosionsschutz für den im Erdboden befindlichen Bereich eines metallischen Mastes vorzuschlagen, der eine weitestgehend gleichmäßige Wirkung bietet und sich auch insbesondere bei bereits installierten Masten einfach realisieren lässt.The invention is therefore based on the object of proposing corrosion protection for the area of a metallic mast located in the ground, which offers a largely uniform effect and can also be easily implemented, in particular with masts already installed.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird der Korrosionsschutz erfindungsgemäß in der Weise bewirkt, dass der Mast kathodisch geschaltet ist und im Boden mit Abstand von einer geschlossenen und zumindest annähernd ringförmigen Schutzanode umgeben ist, die für den Fall eines galvanischen kathodischen Korrosionsschutzes als Opferanode direkt mit dem Mast und für den Fall eines elektrolytischen kathodischen Korrosionsschutzes als inerte Anode mit dem positiven Pol einer Gleichspannungsquelle verbunden ist, an deren anderem Pol der Mast angeschlossen ist. Als Materialien für Opferanoden, auf die in an sich bekannter Weise der korrosive Angriff umgelenkt wird, kommen beispielsweise Zink oder Magnesium in Betracht, während inerte Anoden aus Graphit, Ferrosilizi- um, Titan oder sonstigen zu diesem Zweck geeigneten Materialien bestehen können.To solve this problem, the corrosion protection is effected according to the invention in such a way that the mast is connected cathodically and is surrounded in the ground at a distance by a closed and at least approximately ring-shaped protective anode which, in the case of galvanic cathodic corrosion protection as a sacrificial anode, is directly connected to the mast and in the case of electrolytic cathodic corrosion protection, is connected as an inert anode to the positive pole of a DC voltage source, to the other pole of which the mast is connected. Zinc or magnesium, for example, come into consideration as materials for sacrificial anodes, on which the corrosive attack is diverted in a manner known per se, while inert anodes can consist of graphite, ferrosilicon, titanium or other materials suitable for this purpose.
Im Hinblick auf eine besonders gleichmäßige Verteilung der Schutzstromdichte ist vor allem ein mehrteiliger Ring, wie etwa ein aus zwei Ringhälften gebildeter Ring geeignet.With regard to a particularly uniform distribution of the protective current density, a multi-part ring, such as a ring formed from two ring halves, is particularly suitable.
Falls sich Anodenmaterialien, wie etwa Magnesium, nicht ohne weiteres durch Biegen oder sonstige Bearbeitungsvorgänge in eine Ringform bringen lassen, kann man auch von dieser Anodenform abweichen und die Anode polygonal aus geraden Segmenten aufbauen, wobei auch in diesem Fall die Möglichkeit besteht, die Anode aus zwei Teilen herzustellen, die jeweils aus mehreren Segmenten bestehen. Im einfachsten Fall hat die Anode dann die Form eines quadratischen Rahmens aus insgesamt vier Segmenten. Im Vergleich zu einer ideal ringförmigen Anode sind polygonale Anoden zwar in Bezug auf eine gleichmäßigeIf anode materials, such as magnesium, cannot easily be made into a ring shape by bending or other machining processes, you can also deviate from this anode shape and build the anode polygonal from straight segments, in which case it is also possible to make the anode out to produce two parts, each consisting of several segments. In the simplest case, the anode then has the shape of a square frame made up of a total of four segments. Compared to an ideally ring-shaped anode, polygonal anodes are indeed uniform
Stromdichteverteilung nicht so günstig, dieser Nachteil lässt sich aber weitgehend in der Weise kompensieren, dass die mehreckigen Anoden gegebenenfalls mit etwas größerem Abstand zum Mast angeordnet werden.Current density distribution is not so favorable, but this disadvantage can largely be compensated for in such a way that the polygonal anodes are optionally arranged at a somewhat greater distance from the mast.
Eine aus zwei oder mehr Teilen bestehende Schutzanode bringt vor allem den Vorteil, dass sie sich leicht installieren lässt. So muss bei bereits vorhandenen Masten für den Fall einer nachträglichen Installation nur der Erdboden um den Mast herum bis zu einer relativ geringen Tiefe unterhalb der Erdoberfläche ausgegraben werden, um im Anschluss daran die Anodenteile mit Abstand um den Mast herum anzuordnen und in eine geschlossene Form zu bringen, wobei schließlich die Anode im Bereich jeder Teilung mit die Teilung bzw. Teilungsebene elektrisch leitend überbrückenden Verbindungsmitteln versehen wird. Zu diesem Zweck können die gegeneinander anliegenden Anodenteile jeweils mittels einer Schraube verbunden werden. Denkbar ist auch eine formschlüssige Verbindung durch ineinander greifende Endbereiche der Anodenteile.The main advantage of a protective anode consisting of two or more parts is that it is easy to install. In the case of existing masts, in the event of a subsequent installation, only the ground around the mast has to be excavated to a relatively shallow depth below the surface, in order to then arrange the anode parts at a distance around the mast and to form them in a closed form bring, finally, the anode in the region of each division with the division or division level electrically bridging connecting means is provided. For this purpose, the anode parts lying against one another can each be connected by means of a screw. A form-fitting connection through intermeshing end regions of the anode parts is also conceivable.
Anstelle einer mehrteiligen Schutzanode kann auch eine einteilige Anode zur Anwendung kommen, die als offener Ring aus Draht mit einer einfachen Teilung ausgebildet ist. Dies bietet sich besonders bei einem elektrolytischen kathodischen Korrosionsschutz mit einer Schutzanode aus inertem Material aus beispielsweise Titan an. Da sich dieses Material nur sehr langsam verbraucht, ist hier keine große Materialmenge erforderlich, so dass man die Ringanode aus einem nur einige Millimeter dicken Titandraht herstellen kann. Damit ist eine sehr einfache Montage sowohl bei der Neuinstallation eines Mastes als auch bei der Nachrüstung eines Mastes möglich, indem der Draht einfach horizontal mit Abstand um den Mast verlegt wird und nur im Bereich der einfachen Teilung mit geeigneten Verbindungsmitteln zu einem bleibend geschlossenen Ring verbunden werden muss.Instead of a multi-part protective anode, a one-part anode can also be used, which is designed as an open ring made of wire with a simple pitch. This is particularly useful in the case of electrolytic cathodic corrosion protection with a protective anode made of an inert material made of, for example, titanium. Since this material consumes very slowly, a large amount of material is not required here, so that the ring anode can be made from a titanium wire that is only a few millimeters thick. This makes assembly very easy, both when installing a new mast and when retrofitting a mast, by simply laying the wire horizontally at a distance around the mast and connecting it to a permanently closed ring using suitable connecting means only in the area of simple division got to.
Zweckmäßigerweise werden die Stellen, an denen die erforderlichen Kabel mit ihren Enden an der Anode bzw. am Mast angeschlossen sind, auch noch gesondert vor Korrosion geschützt, und zwar durch einen Anstrich mit beispielsweise Bitumen.The points where the necessary cables are connected with their ends to the anode or to the mast are expediently also protected from corrosion, specifically by painting with bitumen, for example.
Die beim elektrolytischen kathodischen Korrosionsschutz erforderliche Gleichspannungsquelle kann oberhalb des Erdbodens unmittelbar neben dem Mast angeordnet werden. Gegen Umwelteinflüsse und etwaige mechanische Beschädigungen ist die Gleichspannungsquelle aber besser geschützt, wenn sie innerhalb des Mastes oberhalb derThe direct voltage source required for electrolytic cathodic corrosion protection can be arranged above the ground directly next to the mast. The DC voltage source is better protected against environmental influences and any mechanical damage if it is inside the mast above the
Erdoberfläche installiert wird. An dieser Stelle kann der Mast noch mit einer mit einem Deckel verschlossenen Inspektionsöffnung versehen sein, über welche die Gleichspannungsquelle nach Entfernen des Deckels zugänglich ist und gewartet oder für den Fall eines Defekts gegen eine neue Gleichspannungsquelle ausgetauscht werden kann.Earth surface is installed. At this point, the mast can also be provided with an inspection opening closed with a cover, via which the DC voltage source can be removed after the Lid is accessible and serviced or can be replaced with a new DC voltage source in the event of a defect.
Bei einem Mast, der aus dem allgemeinen Elektrizitätsnetz mit Wechselspannung versorgte Verbraucher trägt, ist es zweckmäßig, die Gleichspannungsquelle als Netzteil auszubilden, das eingangsseitig an den ohnehin vorhandenen und die Wechselspannung führenden Netzanschlüssen verbunden wird und ausgangsseitig über Kabel einerseits mit der Schutzanode und andererseits mit dem Mast verbunden wird.In the case of a mast that carries consumers supplied with AC voltage from the general electricity network, it is expedient to design the DC voltage source as a power supply unit that is connected on the input side to the network connections that are already present and carry the AC voltage, and on the output side via cables on the one hand to the protective anode and on the other hand to the Mast is connected.
Bei Bedarf kann zusätzlich noch eine Einrichtung zur Überwachung des Mastpotenzials vorgesehen werden, die zum Beispiel mit der Gleichspannungsquelle bzw. dem Netzteil zu einer Geräteeinheit zusammen- gefasst werden kann und die beim Überschreiten eines kritischen Poten- zialwertes diesen Zustand automatisch als Alarmsignal an eine Zentrale meldet, so dass dann unmittelbar eine Wartung des Mastes eingeleitet und erfolgen kann. Der erwähnte kritische Potenzialwert hängt im Wesentlichen vom Material des Mastes ab und ist somit im Prinzip vorgegeben. Dieser Wert gilt als überschritten, wenn das Mastpotenzial zu positiv wird.If required, a facility for monitoring the mast potential can also be provided, which can be combined, for example, with the DC voltage source or the power supply unit to form a device unit and which automatically reports this status as an alarm signal to a control center when a critical potential value is exceeded , so that maintenance of the mast can then be initiated and carried out immediately. The critical potential value mentioned essentially depends on the material of the mast and is therefore specified in principle. This value is considered exceeded if the mast potential becomes too positive.
Wenn eine Bettungsmasse aus beispielsweise Koks für die Schutzanoden verwendet wird, ist auf einen ausreichend großen Durchmesser der Anoden zu achten, da sonst die Gefahr eines Kurzschlusses zwischen Mast und Anode über die Bettungsmasse besteht. Bei Koks als Bettungsmaterial kann man durch leichtes Verdichten eine gute elektrische Verbindung mit der Anode erhalten. Dadurch wird erreicht, dass der Abtrag von der Anode größtenteils auf die Aussenfläche der Koksbettung übertragen wird. Um die Bildung größerer Mengen Säure an der Anode zu vermeiden, kann dem Koksbett zusätzlich gelöschter Kalk beigefügt werden. Die Erfindung wird nachfolgend in weiteren Einzelheiten anhand der schematisch in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele für einen erfindungsgemäßen Korrosionsschutz und hierfür geeignete Schutzanoden beschrieben. Es zeigt:If a bedding mass made of, for example, coke is used for the protective anodes, care must be taken to ensure that the anodes have a sufficiently large diameter, since otherwise there is a risk of a short circuit between the mast and anode via the bedding mass. With coke as bedding material, a good electrical connection to the anode can be obtained by slight compression. It is thereby achieved that the removal from the anode is largely transferred to the outer surface of the coke bed. In order to avoid the formation of large amounts of acid on the anode, slaked lime can also be added to the coke bed. The invention is described in further detail below with reference to the exemplary embodiments schematically shown in the drawing for a corrosion protection according to the invention and protective anodes suitable therefor. It shows:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines mit einem galvanischen kathodischen Korrosionsschutz versehenen Mastes ,1 is a side view of a mast provided with galvanic cathodic corrosion protection,
Fig. 2 eine zweiteilige und ringförmige Schutzanode in Aufsicht,2 is a two-part and annular protective anode in supervision,
Fig. 3 die Aufsicht auf eine aus zwei Teilen bestehende Schutzanode in Form eines Vielecks bzw. Polygons,3 shows the top view of a protective anode consisting of two parts in the form of a polygon or polygon,
Fig. 4 die Aufsicht einer zweiteiligen Schutzanode in Form eines Quadrats,4 shows the supervision of a two-part protective anode in the form of a square,
Fig. 5 eine Seitenansicht eines mit elektrolytischem kathodischenFig. 5 is a side view of an electrolytic cathodic
Korrosionsschutz versehenen Mastes mit einer ausserhalb des Mastes angeordneten Gleichspannungsquelle,Corrosion protection provided mast with a DC voltage source arranged outside the mast,
Fig. 6 eine Seitenansicht eines mit elektrolytischem kathodischenFig. 6 is a side view of an electrolytic cathodic
Korrosionsschutz ausgestatteten Mastes mit einer innerhalb des Mastes angeordneten Gleichspannungsquelle undCorrosion protection equipped mast with a DC voltage source and arranged inside the mast
Fig. 7 verschiedene mögliche Querschnittsformen einer Schutzanode.Fig. 7 different possible cross-sectional shapes of a protective anode.
Gemäß den Fig. 1 , 5 und 6 ist der beispielsweise aus Stahl bestehende Mast 1 stehend im Erdboden 2 verankert, so dass sich der untere und gegen Korrosion zu schützende Mastbereich unterhalb der Erdober läche 3 befindet. Der Mast 1 ist im Erdboden 2 mit Abstand von einer ringförmigen oder wenigstens im Wesentlichen ringförmigen Schutz- αnode 4 bzw. 7 umgeben.1, 5 and 6, the steel mast 1, for example, is anchored standing in the ground 2, so that the lower mast area to be protected against corrosion is below the surface 3 of the earth. The mast 1 is in the ground 2 at a distance of one ring-shaped or at least substantially ring-shaped protective αnode 4 or 7.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel für einen galvanischen kathodischen Korrosionsschutz handelt es sich bei der Schutzanode 4 um eine Opferanode, die im Vergleich zum elektrochemisch edlerem Mastmaterial aus einem unedleren Material besteht und über ein Kabel 5 mit dem Mast 1 elektrisch leitend verbunden ist, wobei als Verbindungsmittel eine Ver- schraubung des betreffenden Kabelendes mit dem Mast in Betracht kommt.In the example of galvanic cathodic corrosion protection shown in FIG. 1, the protective anode 4 is a sacrificial anode which, in comparison to the electrochemically more noble mast material, consists of a base material and is connected in an electrically conductive manner to the mast 1 via a cable 5, a screw connection of the relevant cable end to the mast can be considered as the connecting means.
Bei den in den Figuren 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispielen geht es um einen elektrolytischen kathodischen Korrosionsschutz, so dass in diesen Fällen eine zwischen Mast 1 und Schutzanode 7 geschaltete Gleichspannungsquelle 6 zur Erzeugung des erforderlichen Fremdstromes erforderlich ist und die Schutzanoden aus einem inerten Werkstoff bestehen müssen, also etwa aus Graphit, Titan oder Ferrosilizium.The exemplary embodiments shown in FIGS. 5 and 6 are concerned with electrolytic cathodic corrosion protection, so that in these cases a DC voltage source 6 connected between mast 1 and protective anode 7 is required to generate the required external current and the protective anodes must consist of an inert material, for example made of graphite, titanium or ferrosilicon.
Die Gleichspannungsquelle 6 kann der Fig. 5 entsprechend aussen neben dem Mast und ausserhalb des Erdbodens 2 angeordnet werden.The DC voltage source 6 can be arranged according to FIG. 5 on the outside next to the mast and outside of the ground 2.
Sie ist mit ihrem Pluspol, der auch geerdet sein und somit auf Erdpotenzial liegen kann, über ein Kabel 8 mit der Schutzanode 7 und mit ihrem Minuspol über ein Kabel 9 mit dem Mast 1 verbunden.It is connected with its positive pole, which can also be grounded and can therefore be at ground potential, via a cable 8 to the protective anode 7 and with its negative pole via a cable 9 to the mast 1.
Beim Korrosionsschutz gemäß Fig. 6 ist die Gleichspannungsquelle 6 innerhalb des rohrartigen Mastes 1 auf einem oberhalb der Erdoberfläche 3 liegenden Niveau angeordnet und mit ihrem Minuspol mit dem Mast 1 und ihrem Pluspol mit der Schutzanode 7 mittels eines Kabels 10 a verbunden, welches von der Schutzanode ausgehend zunächst aus- serhalb des Mastes im Erdboden 2 verläuft und durch eine unterhalb der6, the DC voltage source 6 is arranged inside the tubular mast 1 at a level above the earth's surface 3 and with its negative pole with the mast 1 and its positive pole with the protective anode 7 by means of a cable 10 a, which is connected to the protective anode starting initially runs outside the mast in the ground 2 and through one below the
Erdoberfläche 3 geschaffene Bohrung 1 1 a in den Innenraum des Mas- tes 1 zur Gleichspαnnungsquelle 6 hin verlegt ist. Eine andere mögliche Führung des Kabels ist durch den Verlauf des strichpunktiert in Fig. 6 dargestellten Kabels 10 b gegeben, welches auf einem Teil seiner Länge aus dem Erdboden 2 kommend oberhalb der Erdoberfläche am Mast 1 verlegt ist und danach durch eine gesondert zu schaffende Bohrung 1 1 b in den Mast hinein und weiter zur Gleichspannungsquelle 6 verläuft.Earth surface 3 created hole 1 1 a in the interior of the tes 1 is moved to the DC voltage source 6. Another possible routing of the cable is given by the course of the cable 10b shown in dash-dot lines in FIG. 6, which is laid on part of its length coming from the ground 2 above the surface of the earth on the mast 1 and then through a hole 1 to be created separately 1 b into the mast and continues to the DC voltage source 6.
Diese beiden Arten der Verlegung bzw. des Verlaufs der Kabel 10 a, 10 b sind speziell bei einer nachträglichen Ausstattung eines bereits installier- ten Mastes geeignet, da es problemlos möglich ist, die Bohrungen 1 1 a,These two types of routing or the routing of the cables 10 a, 10 b are particularly suitable for retrofitting an already installed mast, since it is easily possible to drill the bores 1 1 a,
1 1 b im Mast herzustellen, selbst wenn es hierzu erforderlich sein wird, vorab Erdboden im Bereich der anzubringenden Bohrung zu entfernen.1 1 b in the mast, even if it will be necessary to remove soil in the area of the bore to be drilled beforehand.
Wenn der Mast 1 elektrische Verbraucher trägt, die mit Wechselspan- nung aus dem elektrischen Versorgungsnetz betrieben werden, wird dasIf the mast 1 carries electrical consumers that are operated with AC voltage from the electrical supply network, this will
Netzkabel durch eine schon werkseitig hergestellte und meist am unteren Mastbereich befindliche Bohrung 1 1 c in den Mast eingeführt und im Mast weiter nach oben zu den Verbrauchern verlegt.Power cable is inserted into the mast through a hole 1 1 c already made in the factory and usually located at the lower mast area, and laid further up to the consumers in the mast.
Bei einer Neuinstallation des Mastes mit einem Korrosionsschutz der inWhen installing the mast with a corrosion protection in
Fig. 6 gezeigten Art kann dann zweckmäßigerweise auch die Bohrung 1 1 c mit zum Einführen eines ebenfalls strichpunktiert dargestellten und die Schutzanode 7 mit dem Pluspol der Gleichspannungsquelle 6 verbindenden Kabels 10 c in den Mast genutzt werden, bevor der Mast durch Verankerung im Erdboden 2 installiert wird. Weiterhin wird in diesem Fall die ohnehin verfügbare und im Mast an entsprechenden Anschlüssen abgreifbare Wechselspannung als Betriebsspannung für die dann als Netzteil ausgebildete Gleichspannungsquelle verwendet, wobei im Netzteil die Wechselspannung üblicherweise durch Transformation reduziert und gleichgerichtet wird, so dass an den Ausgängen des Netzteils die geeignete Gleichspannung zur Erzeugung des Schutz- bzw. Fremdstromes zur Verfügung steht.Fig. 6 type can then expediently also use the hole 11 c to insert a cable 10 c into the mast, also shown in dash-dotted lines and connecting the protective anode 7 with the positive pole of the direct voltage source 6, before the mast is installed by anchoring in the ground 2 becomes. Furthermore, in this case the AC voltage which is available anyway and can be tapped off at corresponding connections in the mast is used as the operating voltage for the DC voltage source which is then embodied as a power supply unit, the AC voltage in the power supply unit usually being reduced and rectified by transformation, so that at the outputs of the Power supply, the suitable DC voltage for generating the protective or external current is available.
Wie bereits erwähnt wurde, sollten vor allem die im Erdboden befindlichen Kontaktstellen zwischen Kabeln einerseits und Schutzanoden sowie Mast andererseits mit einem gegen Korrosion schützenden Anstrich versehen sein. Weiterhin sollte zum Schutz des durch eine Mastbohrung in den Mast eingeführten Kabels die betreffenden Bohrung mit einem Stopfen aus Kunststoff versehen sein, durch den das Kabel verläuft.As already mentioned, the contact points between cables on the one hand and protective anodes and mast on the other hand should be coated with a protective coating against corrosion. Furthermore, to protect the cable inserted through a mast bore into the mast, the relevant bore should be provided with a plastic plug through which the cable runs.
Die Fig. 2 bis 4 zeigen Ausführungsbeispiele für als Opferanoden 5 und auch als inerte Anoden 7 geeignete Schutzanoden, die den Darstellungen entsprechend aus jeweils zwei in den gestrichelt angedeuteten Ebenen a und b getrennten Anodenteilen bestehen.2 to 4 show exemplary embodiments of protective anodes which are suitable as sacrificial anodes 5 and also as inert anodes 7 and which, according to the illustrations, each consist of two anode parts which are indicated in the dashed planes a and b.
Die kreisringförmige Schutzanode nach Fig. 2 ist demnach aus zwei Ringhälften aufgebaut. Die in der Fig. 3 gezeigte Schutzanode ist ebenfalls aus zwei Anodenteilen zusammengestellt, die bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils aus vier geraden, einen Polygonzug bildenden Segmenten bestehen, so dass diese Schutzanode ein polygonalesThe annular protective anode according to FIG. 2 is therefore made up of two ring halves. The protective anode shown in FIG. 3 is also composed of two anode parts, which in this exemplary embodiment each consist of four straight segments that form a polygon, so that this protective anode is a polygonal one
Gebilde darstellt. Schließlich zeigt die Fig. 4 eine Schutzanode in quadratischer Form, deren beiden Teile aus jeweils zwei im rechten Winkel zueinander angeordneten Segmenten bestehen.Represents structures. Finally, FIG. 4 shows a protective anode in a square shape, the two parts of which each consist of two segments arranged at right angles to one another.
Im allgemeinen genügt eine zweiteilig ausgebildete Schutzanode, zumal diese sich relativ einfach um den Mast herum anordnen lässt. Dies schließt aber nicht aus, dass auch Schutzanoden aus mehr als zwei Teilen für den vorgesehenen Zweck geeignet sind.In general, a two-part protective anode is sufficient, especially since it can be arranged relatively easily around the mast. However, this does not exclude that protective anodes consisting of more than two parts are also suitable for the intended purpose.
In der Fig. 7 sind verschiedene mögliche Querschnittsformen für eine7 shows various possible cross-sectional shapes for one
Schutzanode 4 bzw. 7 nebeneinander dargestellt. Von links nach rechts gesehen kann demnach die Querschnittsfläche eine rechteckige Fläche, eine Kreisfläche, eine quadratische Fläche und auch eine Halbkreisfläche sein.Protective anode 4 or 7 shown side by side. Left to right accordingly, the cross-sectional area can be a rectangular area, a circular area, a square area and also a semicircular area.
Ausserdem besteht bei Bedarf die Möglichkeit, einen Korrosionsschutz mit mehreren Schutzanoden in beschreibender Weise zu schaffen, die mit Abstand übereinander um den Mast anzuordnen sind. In addition, there is the possibility, if necessary, of providing corrosion protection with several protective anodes in a descriptive manner, which are to be arranged at a distance from one another around the mast.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Korrosionsschutz für einen stehend im Erdboden (2) verankerten Mast (1 ) aus Metall, dadurch gekennzeichnet, dass der Mast kathodisch geschaltet ist und im Erdboden (2) mit Abstand von einer geschlossenen und zumindest annähernd ringförmigen Schutzanode (4, 7) umgeben ist, die für den Fall eines galvanischen kathodischen Korrosionsschutzes als Opferanode (4) direkt mit dem Mast und für den Fall eines elektrolytischen kathodischen Korrosionsschutzes als inerte Anode (7) mit dem positiven Pol einer Gleichspannungsquelle (6) verbunden ist, an deren anderem Pol der Mast (1 ) angeschlossen ist.1. Corrosion protection for a standing in the ground (2) anchored mast (1) made of metal, characterized in that the mast is connected cathodically and in the ground (2) at a distance from a closed and at least approximately annular protective anode (4, 7) is in the case of galvanic cathodic protection as a sacrificial anode (4) directly to the mast and in the case of electrolytic cathodic protection as an inert anode (7) to the positive pole of a DC voltage source (6), at the other pole of which Mast (1) is connected.
2. Korrosionsschutz nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anode ( 4, 7) als mehrteiliger Ring ausgebildet ist.2. Corrosion protection according to claim 1, characterized in that the anode (4, 7) is designed as a multi-part ring.
3. Korrosionsschutz nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anode (4, 7) polygonal aus geraden Segmenten aufgebaut ist und aus zumindest zwei Teilen besteht.3. Corrosion protection according to claim 1, characterized in that the anode (4, 7) is constructed polygonally from straight segments and consists of at least two parts.
4. Korrosionsschutz nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die einteilige Anode als offener Ring aus Draht mit einer einfa- chen Teilung ausgebildet ist.4. Corrosion protection according to claim 1, characterized in that the one-piece anode is designed as an open ring made of wire with a simple pitch.
5. Korrosionsschutz nach einem Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode (4, 7) im Bereich jeder Teilung (a, b) mit die Teilung elektrisch leitend überbrückenden Verbindungsmitteln versehen ist. 5. Corrosion protection according to one of claims 2 to 4, characterized in that the anode (4, 7) is provided in the region of each division (a, b) with connecting means which bridge the division in an electrically conductive manner.
6. Korrosionsschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichspannungsquelle (6) innerhalb des Mastes (1 ) oberhalb der Erdboberfläche (3) angeordnet ist.6. Corrosion protection according to one of claims 1 to 5, characterized in that the DC voltage source (6) within the mast (1) above the earth surface (3) is arranged.
7. Korrosionsschutz nach Anspruch 1 oder 6, wobei der Mast (1 ) aus dem allgemeinen Elektrizitätsnetz mit Wechselspannung versorgte Verbraucher trägt, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichspannungsquelle (6) ein eingangsseitig an die Wechselspannung angeschlossenes Netzteil ist.7. Corrosion protection according to claim 1 or 6, wherein the mast (1) carries consumers supplied with AC voltage from the general electricity network, characterized in that the DC voltage source (6) is a power supply unit connected on the input side to the AC voltage.
8. Korrosionsschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Überwachung des Mastpotentials, die beim Überschreiten eines kritischen Potentialwerts diesen Zustand als Alarmsignal an eine Zentrale meldet. 8. Corrosion protection according to one of claims 1 to 7, characterized by a device for monitoring the mast potential, which reports this state as an alarm signal to a control center when a critical potential value is exceeded.
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