WO2019120947A1 - Corrosion protection and anti-corrosion monitoring - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for corrosion protection and for corrosion protection monitoring of a conductive object, wherein at least one layer arrangement is applied to an object surface of the object to be protected, said layer arrangement at least one of the object surface facing first insulating layer of electrically insulating material, a conductor layer , which is located on the side facing away from the object surface side of the first insulating layer, and a second insulating layer of electrically insulating material, which is located on the side facing away from the first insulating layer side of the conductor layer, and wherein between the object surface or at least temporarily a voltage is applied to the object and the conductor layer, and at least temporarily an occurrence of a current between the object surface and the conductor layer is checked.
- the invention relates to a corrosion protection and monitoring system for a conductive object, which has at least the aforementioned layer arrangement and a control and monitoring device to apply a corresponding voltage between the object surface and the conductor layer and an occurrence of a current between the object surface and the conductor layer.
- the invention relates to an object arrangement with such a corrosion protection and monitoring system.
- the invention relates to a suitable for this method or system conductor layer coating material and an insulating layer coating material.
- coatings In most cases, the surface of the object to be protected is protected by means of coatings. In many cases, several layers are applied to each other, even from different materials.
- the coating can take place, for example, in the form of coatings, paints or the like. For certain areas, the application or spraying of thicker viscous media and / or oils comes into question, such as in the bottom protection or in cavity seals of motor vehicles.
- Other types of coatings can be produced by a galvanic surface treatment such as galvanizing or the like.
- the attacking medium for example water or moisture and / or salt
- the coating from direct contact with the material surface, often steel or another corrosive susceptible metal, kept away.
- One problem with this is that even small local damage in the coating leads to the attacking medium coming into contact with the surface of the object, where it leads to corrosion and the damage to the coating thereby already spreads out relatively quickly.
- This often leads not only to the fact that the coating must be renewed, but in some cases to very complex restoration work on the object itself, which can be destroyed in large areas by the corrosion.
- a repair of the coating only makes sense if it is completely removed and reapplied, that is, the object of a complete restoration and re-coating is subjected.
- cathodic corrosion protection In order to improve corrosion protection, so-called “cathodic corrosion protection” has been used on some properties for decades. In the case of an “active" cathodic corrosion protection, care is taken to ensure that, if the protective coating is damaged, a current flows locally which can counteract the corrosion.
- an electrode arrangement or electrode structure of electrically conductive material is applied, for example in the form of wires, meshes or the like. With the aid of a voltage source, a potential difference is applied between the object to be protected, ie the object surface, and the electrode, whereby the negative pole (negative pole) adjoins the object and the positive pole adjoins the electrode structure.
- an electrolyte such as moist dust, salt water, fresh water, slush or damp soil and the like, at a defective location where the electrolyte would normally cause corrosion of the object surface, from the electrode structure to the surface the electrolyte is made an electrically conductive connection, whereby a small DC current flows from the electrode structure via the electrolyte into the metal surface.
- This counteracts the migration of positive metal ions from the metal surface and thus prevents or at least greatly reduces the corrosion, ie the dissolution of the metal substrate. Ideally, this will cause the coating to virtually heal itself by the cathodic protection current. The loss of the passive intact coating is locally compensated by the active corrosion protection.
- the necessary currents are usually low, since the damage to a coating usually takes place only locally.
- the cathodic corrosion protection always works when the protective layer is damaged and an electrolyte moistens the damaged area. Is the object or the coated surface dry, z. B. by drying out the damaged area in war- In summer months, no electricity flows. This is also not necessary because then no corrosion processes can occur.
- Such a system can be used on many objects susceptible to corrosion, in particular on large steel constructions, eg. B. on bridges or other structures, but also on vehicles, for example on a motor vehicle, as described in WO 87/00558 A1.
- Such systems are particularly interesting for objects in contact with salt water, such as ships, harbor structures and / or offshore platforms.
- salt water such as ships, harbor structures and / or offshore platforms.
- the area is prone to come, for example by Tidenhub or swell only temporarily with the salt water in contact and also exposed to special mechanical stresses that could lead to damage to the surface.
- the object surface to be protected for example the metal surface, of the object, e.g. As a workpiece, vehicle, structure, etc. or part thereof, at least one layer arrangement be applied.
- This first insulating layer is also referred to below as the base or base layer. It forms, as it were, a first, inner protective layer for the object surface and also against the corrosive effect of the environment.
- the layer arrangement has a conductor layer, which is located on the side of the first insulating layer facing away from the object surface.
- This conductor layer is therefore electrically conductive by the first insulating layer from the object surface, i. H. galvanically isolated.
- this conductive layer may optionally also be patterned, i. H. it may also be arranged only partially on the first insulating layer.
- one possible preferred structure may be a kind of loop-shaped conductor or the like. As will be explained later, this conductor layer can be applied to the first insulating layer by different methods.
- the layer arrangement comprises at least one second insulating layer of electrically insulating or non-conductive material which is located on the side of the conductor layer facing away from the first insulating layer.
- This second insulating layer is preferably substantially covering the entire surface and thus forms a second, outer protective layer.
- This second insulating layer is therefore also referred to below as a cover layer.
- these too Cover layer be made of any insulating coating material, preferably in the form of a paint or the like.
- a voltage between the object surface and the conductor layer is also at least temporarily applied.
- at least a second occurrence of a current between the object surface and the conductor layer is checked, i. H. For example, it is measured whether a current flow takes place, namely the cathodic protective current which is to occur in the event of a coating defect.
- the occurrence of a current between the object surface and the conductor layer can be z. B. also be registered on the voltage drop.
- a spatial position of a breakdown point (hereinafter also referred to as a defect point or Leak referred) of the first protective layer between the object surface and the conductor layer determined.
- a current or a voltage can be measured directly between a contact point on the conductor layer and the object surface or the object (eg, also at a contact point) in order to obtain the measurement signal, or it can be inductive , capacitive or otherwise suitable signals are obtained.
- this measurement signal can also be a field strength and / or current density.
- a determination of a spatial position of a breakthrough point is understood to mean that in some way a location information is obtained, in which area these breakthrough points are (with high probability), ie with a Spatial confinement of the leak or leakage area on the object surface is possible.
- a location information is obtained, in which area these breakthrough points are (with high probability), ie with a Spatial confinement of the leak or leakage area on the object surface is possible.
- the location information has a specific location Part of the object, z. For example, specify a subarea relating to a coherent conductor layer in which the break-through point is located with correspondingly high probability. So z. B. a accuracy of the localization of one meter usually sufficient, so preferably at a localization at least a limitation to a range within 1 m 2 takes place.
- the determined location information can then be output and / or displayed in a suitable manner and / or stored for later outputs or displays and / or logging purposes.
- the corrosion protection can be maintained, but it can also be signaled the location of the local damage and provided in time for a localized repair become.
- the corrosion protection extending the life of the object can be kept intact in a particularly efficient manner.
- Such needs-based maintenance not only offers significantly improved protection, but also great savings potential, from reducing paint consumption to reducing the amount of abrasive used to remove the coating and reducing material removal of the object.
- a corrosion protection and monitoring system according to the invention for a conductive object comprises at least one multilayer layer arrangement to be applied or already applied to an object surface of the object to be protected.
- the corrosion protection and monitoring system comprises a control and monitoring device, which is designed to at least temporarily a Apply voltage between the object surface to be protected and the conductor layer and at least temporarily to check for occurrence of a current between the object surface and the conductor layer.
- this control and monitoring device is also designed so as to be able to detect such a current on the basis of at least one measuring signal, which comprises a current flowing along a region of the conductor layer and / or a voltage dropping over a region of the conductor layer represents, to determine a spatial position of a breakthrough point of the first protective layer between the object surface and the conductor layer.
- the control and monitoring device can also comprise several sub-devices or units, such as one or more voltage source (s), control unit (s) and optionally additional switching device (s), for example, controlled in a defined manner To let current flow through specific contact points on the object and / or the conductor layer or to interrupt a current flow. For this later examples will be given.
- the control and monitoring device preferably also has suitable means for outputting or displaying the location information in the aforementioned manner and / or for storing it for later output and / or display and / or logging purposes.
- An object arrangement according to the invention comprises at least one object to be protected against corrosion and a corrosion protection and monitoring system, wherein the layer arrangement of the corrosion protection and monitoring system is mounted on the object surface of the object to be protected and connected to the control and monitoring device is.
- a plurality of objects can be assigned a corrosion protection and monitoring system in common, in which case respective layer arrangements are applied to the objects, which are coupled to a common control and monitoring device which correspondingly has outputs or connections for the purpose. has different layer arrangements of different objects.
- different objects, on each of which a corresponding layer arrangement has been applied could also be assigned to separate control and monitoring devices, which are then coupled, for example, to a common control center for monitoring the various control and monitoring devices.
- the invention further comprises a conductor layer coating material, preferably a conductor layer lacquer, which comprises at least the following components:
- the invention comprises an insulating layer coating material, preferably an insulating layer lacquer, which comprises at least the following components:
- conductor layer coating materials or insulating layer coating materials will be given later.
- the conductor layer coating material and / or the insulating layer coating material preferably serve for use in the said method or the corrosion protection and monitoring system according to the invention.
- localization information or location information is to be obtained via a spatial position of the breakdown point on the basis of a measurement signal which represents a current flowing along a region of the conductor layer and / or a voltage drop across a region of the conductor layer.
- a measurement signal which represents a current flowing along a region of the conductor layer and / or a voltage drop across a region of the conductor layer.
- this is a relatively low DC voltage in order to avoid electrolysis or explosive gas formation, preferably by a maximum voltage of 1, 23 volts, more preferably about 1 volt.
- an AC voltage is also applied for the purpose of locating the breakdown location.
- this defined DC voltage form a minimum or base voltage, which can then be superimposed with a defined AC voltage.
- the spatial position of the opening is determined on the basis of a current and / or voltage distribution.
- the position determination may preferably take place on the basis of the ratios of currents and / or voltages between the object surface and various, spatially spaced-apart contact points of the conductor layer.
- measuring signals can be obtained particularly well (or the current measured values can be used as corresponding measuring signals), in each case a measure for the currents flowing along different regions of the conductor layer To obtain currents or falling voltages, so a current and / or voltage distribution.
- the conductor surface is formed so that the surface resistance over the surface is substantially constant, ie spatially not or at least only slightly different.
- the contact points it may be z. B. to contact surfaces, special contact elements or electrodes, connectors o. ⁇ . act on the object or at the conductor layer are arranged for such contact with the voltage source.
- An example of this would be contact tags, to which terminals are fastened, which are connected to the voltage source via suitable lines.
- the object may be sufficient for the object and possibly advantageous to use only one contact point in order to provide a defined path for the location measurement or the location information acquisition.
- the object via a defined contact point or at a plurality of contact points
- the object can also be at ground potential and the "negative pole" of the voltage source of the control and monitoring device is likewise formed by the ground potential. Then no additional connection of the object to the negative pole is required.
- a single current at a single contact point but additionally or alternatively also at least one summation current of a group of contact points (ie the sum of the individual currents at the contact points of the group) of the conductor layer can be determined and used for the evaluation, provided more than two contact points are used on the conductor layer. It is also possible to use summation currents of several different groups, wherein one contact point can also belong to several groups.
- control and monitoring device can also have additional switching devices in order, for example, to allow current to flow in a defined manner via certain contact points on the object and / or the conductor layer or to interrupt a current flow at specific contact points.
- the conductive object has more than one contact point or connection to the voltage source
- all electrical connections except for the are interrupted to a defined contact point via switching devices, so as to perform a better localization.
- switching devices can be used to connect contact points.
- a current is measured between a first contact point of at least two contact points on the conductor layer and the object surface and a current between a second contact point of the at least two contact points on the conductor layer and the object surface. Based on this, a detection of the spatial position of the breakthrough site then takes place.
- the conductor layer is structured in a suitable manner, for example, in a preferred variant, comprises at least one loop-shaped conductor track or has a meandering structure.
- two contact points are sufficient at the two ends or end regions of the loop-shaped conductor track in order to determine at which point along the track the break-through point must be (approximately) arranged. If the course of the conductor track on the object surface is known, for example deposited on a plan, the location of the break-through point on the object can be specified almost exactly and local repair work can be carried out accordingly.
- a current measurement can in each case preferably be effected by means of a current measuring resistor (shunt), wherein the voltage which is a measure of the current is usually picked off by means of a differential amplifier above the current measuring resistor.
- the output value can preferably be digitized (for example in a suitable analog / digital converter or via a voltage / frequency converter), so that the further processing of the measured values can be carried out with the aid of a suitable computer device. This makes it particularly easy to carry out the calculations required for determining the localization information and in particular also to determine any sum currents of any desired groups of contact points and ratios of currents and / or voltages relating to specific contact points or contact point groups and to use them in the calculations.
- different currents and / or voltages can be measured or recorded simultaneously and used to determine the spatial position of the breakdown point, or different currents and / or voltages are measured sequentially in time.
- Temporally sequential means that the currents and / or voltages can also be interrogated several times in succession, preferably cyclically. recurrent.
- the currents from different contact points of the conductor layer could be queried one after the other in groups, wherein also summation currents of different groups can be detected one after the other.
- Such a measurement and possibly also further transmission and / or processing of the various measurement data in such a temporal multiplex method has the advantage that the electronic complexity is reduced because it can be measured via a switchover with only one current sensor electronics.
- the accuracy of the localization of the spatial position usually depends on the respective structure of the overall system, for example, how large the object to be protected, how the object surface is formed, how many and where the contact points are mounted, in which shape the conductor layer is formed (structured or not and, if so, in which form the structure is constructed). It is desirable to have as accurate a localization as possible, however, in some applications a localization to certain areas is sufficient, for example, in the case of a very complex and large bridge structure, localization on one side of a bridge pier, etc. or a subarea on this side. The more accurate the localization must be, the greater the requirements for the uniformity of the conductor layer and the complexity of the system.
- a determination, d. H. a detection of the spatial position or desolation of the breakthrough also stepwise.
- information localization information
- a more precise sclerotherapy of the break-through point within the first spatial area can then take place. In this case, the process can be continued in more than two stages, thus limiting the defect location to an ever narrower range.
- detection of the spatial position of the break-through point using at least one mobile or mobile attachable measuring sensor can particularly preferably take place in at least one stage.
- mobile or mobile attachable measuring sensor is here to be understood as a measuring sensor, the z. B. without fixation (for example, by hand) on the cover Be guided layer or z. B. there temporarily, for example via suction cups, clamping elements, etc., can be positioned releasably stationary.
- These are preferably inductive and / or capacitive measuring electrodes. In principle, however, magnetic field sensors could also be used.
- mobile or mobile attachable measuring sensors has the advantage that the number of measuring sensors on the object can possibly be significantly reduced, since the mobile attachable or mobile measuring sensors can always be used for a more precise localization, which is only then used must be within a range finer localization is desired.
- these mobile or mobile measuring sensors could also be connected to the control and / or monitoring device. It can also be used here but a mobile meter, which is completely self-sufficient from a z. B. permanently installed control and control device works.
- a mobile measuring device can in turn also be coupled to the control and monitoring device in terms of data technology, possibly also via a further higher-level control or control center.
- a single mobile measuring sensor is sufficient, which is guided freely over the cover layer.
- the mobile measuring sensor In order to maintain as constant a distance as possible from the conductor surface in the case of a mobile measuring sensor guided freely over the cover layer during the measurement, the mobile measuring sensor preferably has sliding elements with which the mobile measuring sensor can be placed on the cover layer and easily slid on it.
- the defect localization can therefore be carried out in particular exclusively with a mobile (capacitive) field strength sensor, without (as described in more detail in the above embodiments) measuring the currents in or at the contacting points (directly).
- the minimum of the field strength (preferably an alternating field) can be measured.
- the defect localization can also be carried out exclusively with a mobile current density sensor, without measuring the currents in the contacting points.
- the defect points are searched for via local maximum current densities.
- the local magnetic field can be measured with two or three Hall sensors arranged orthogonally to one another in order to detect the two or three spatial planes of the magnetic field.
- a signal proportional to the current density change can be measured with a simple coil arrangement as inductive measuring sensor, preferably two or three coils arranged orthogonally to one another, for two or three spatial planes of the magnetic field, and localization can thus be effected.
- the current density alternating signal for example, is significantly higher or can be significantly higher than in the simple measurement of the magnetic field of a direct current.
- magnetic field sensors such as Hall sensors, no external magnetic field compensation is required.
- a capacitive measurement can also be carried out.
- the electric field strength is lowest there. Accordingly, a minimum of the electric field strength can be detected.
- a sensor for example, a provided with one or more electrode surfaces planar sensor arrangement can be used, for. B. is arranged on an electronic board and with the conductive layer of the layer arrangement on the object as a counter electrode and the insulating layer, d. H. the insulating cover layer, and possibly an overlying layer of air forms a capacity.
- this AC voltage signal is superimposed on a DC voltage for generating the cathodic protective current.
- a localization of a defect site using an AC signal or an AC current works even if only a single contact point is present on the conductor structure, via which the voltage between the conductor layer and the Object surface is created, and thus can be particularly well used on objects that already have a system for cathodic corrosion protection and where a retrofit in the inventive manner is desired without further contact points must be attached.
- the defect extent of the breakthrough parts of the first protective layer between the object surface and the conductor layer can preferably at least approximately be detected on the basis of a current and / or voltage measured between the object surface and the conductor layer. Particularly preferably, this is done by a current summation over all contact points, d. H. It is determined how much total current flows between the object surface and the conductor layer.
- Both the determined location information or the values required for this purpose and / or the extent of the defect or the values required therefor can also preferably be coded into a frequency signal and thus transmitted to more distant or higher-order computer units.
- a frequency signal can then be counted by the evaluation computer in a simple manner in order then to arrive at the desired information and hereby carry out the further determination of the desired values or to further process the values already transmitted.
- the conductive component preferably comprises one or a combination of the following materials:
- metal-containing materials and / or conductive pigments preferably silver particles, gold nanoparticles, platinum nanoparticles, silver nanoparticles, silver-coated
- Polymers preferably organic conductive polymers and / or polymer blends, in particular PEDOT: PSS (poly (3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrenesulfonates, polyaniline, polypyrrole.
- PSS poly (3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrenesulfonates, polyaniline, polypyrrole.
- carbo-nanotubes is most preferred.
- the conductor layer coating material may, for. B. applied as a conductor layer paint, for example, sprayed or printed. Depending on the nature of the conductor layer coating material, it can also be applied by evaporation later, for. B. in a physical vapor deposition method or sol-gel method.
- a binder of the conductor layer coating material may preferably comprise at least one polymer.
- a dispersing additive of the conductive layer coating material may preferably comprise polymers having pigment affinity side chains.
- the insulating material preferably comprises a polymer, in particular of epoxy resin, polyurethane or the like.
- a binder of the insulating layer coating material may preferably comprise at least one polymer.
- the first insulating layer may also be a foil or the like.
- a base film may, for. B. be applied by means of a pressure-sensitive adhesive layer or the like on the object surface.
- the second insulating layer may be a foil or the like. In principle, it would also be possible that both the base layer and the cover layer are formed as a film.
- the conductor layer also be printed on one of these slides.
- the base layer and cover layer could also be provided with the intervening conductor layer as a complete composite of a layer arrangement, in that e.g. B. the two films, base film and cover sheet are laminated together with intervening conductor layer or by the cover layer is also applied over the applied to the base film conductor layer, for example, printed or, conversely, the base layer is applied to the conductor layer applied to the cover film, for example printed on it.
- the base layer is applied to the conductor layer applied to the cover film, for example printed on it.
- films are used, they too may of course have further layers or in turn themselves be produced as laminates or the like, in particular have adhesive layers, for example, to adhesively bond the relevant film to the object surface or another film.
- FIG. 1 shows a section through an object to be protected against corrosion with an undamaged layer arrangement with two insulating layers and an intervening conductor layer as well as an applied voltage for cathodic corrosion protection
- FIG. 2 shows the object as in FIG. 1, but now with a damaged layer arrangement for explaining the effect of the cathodic corrosion protection
- FIG. 3 shows an object arrangement with an object to be protected from corrosion and a corrosion protection and monitoring system according to the invention according to a first exemplary embodiment
- FIG. 4 shows a corrosion protection and monitoring system according to the invention in accordance with a second exemplary embodiment with a plan view of a structured conductor surface
- FIG. 5 shows a plan view of a modified structured conductor surface for a corrosion protection and monitoring system according to the invention, similar to FIG. 4,
- FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of a corrosion protection and monitoring system according to the invention with a plan view of a conductor surface with four contact points
- FIG. 7 shows a flow diagram of an exemplary embodiment of a method according to the invention for corrosion protection and corrosion protection monitoring.
- the object to be protected O is coated with a layer arrangement 10 which consists of several layers 11, 12, 13.
- a first insulating layer 11 made of an electrically insulating material is applied to the surface OF of the object O. This may be, for example, a paint.
- a conductor layer 13 is applied. This conductor layer 13 is then outwardly, i. H. on the side facing away from the first insulating layer 11, covered with a second insulating layer 12 made of electrically insulating material.
- the conductor layer 13 is thus galvanically isolated on the one hand from the conductive object O or the object surface OF by the first insulating layer 11 and, on the other hand, also with respect to the environment through the outermost second insulating layer 12.
- the layer arrangement 10 may also be a film composite of a plurality of films and / or layers applied to foils, in particular pressed-on layers.
- the layer arrangement 10 can also have further layers, for example adhesive layers or even further protective layers or decorative layers on the outer side of the second insulating layer.
- the surface OF of the object O is already passively protected very well against corrosion, as long as the layer arrangement 10 or at least one layer of the layer arrangement 10 is undamaged.
- local damage to such a layer arrangement 10 will occur in many cases, as a result of which passive corrosion protection no longer lasts.
- the conductor layer 13 As an electrolyte such as salt water, fog, road salt, etc., can be penetrated, ie that all three layers 1 1, 12, 13 are damaged, the conductor layer 13 is also locally electrically connected by the medium M with the object surface OF and, via the medium M, there is a current flow I K from the conductor layer 13 acting as an anode (since it is connected to the positive pole of the voltage source) and the object O forming the cathode or the object surface OF.
- This low current flow I K ensures that exactly at the point where the damage has occurred, ie at the defect point D, a dissolution of the (usually metallic) object surface OF is prevented or at least reduced to an uncritical degree, because the metallic substrate is cathodically polarized.
- the coating with the illustrated layer arrangement 10 and the applied voltage U 0 initially virtually heals itself and the corrosion protection is maintained, since the loss of the intact coating is compensated by the active corrosion protection. Nevertheless, it is not unlikely that gradually the damage to the layers 1 1, 12, 13 also expands, so that at some point a repair of the layer arrangement 10 is required. If, in fact, the defect point D becomes too large, the effect of the cathodic corrosion protection will no longer be sufficient at some point.
- FIG. 3 shows (in a similar representation as in FIGS. 1 and 2) an object O with such a layer arrangement 10 within the scope of a corrosion protection and monitoring system 1 according to the invention, which would permit this.
- an insulating layer 11 of the layer arrangement 10 is applied to the object surface OF, firstly a conductor layer 13, and then again a conductor layer 13 Insulating layer 12 as outer cover layer.
- the conductor layer 13 is formed so that the surface resistance over the surface is substantially constant, ie spatially not or at least only slightly different.
- a DC voltage U 0 is also applied in this embodiment by means of a DC voltage source 25 between the metal object O and the conductor layer 13, wherein the plus side is again applied to the conductor layer 13 so that it acts as an anode, and the metal object O or the object surface OF as the cathode, if, in the case of a defect, a conductive connection should occur between the conductor layer 13 and the object surface OF.
- the exemplary embodiment of the corrosion protection and monitoring system 1 according to the invention according to FIG. 3 also has an AC voltage source 26 connected in series with the DC voltage source 25, with which the DC voltage U 0 is superposed by an AC voltage LL.
- the advantage of such a superposition of an AC voltage LL will be explained in more detail later with reference to FIGS. 6 and 7.
- the negative side or the ground of the DC voltage source 25 is connected directly to a contact point K 0 on the object O.
- the connection of the negative pole of the voltage source 25 with the object O can also be grounded, ie both the object O is grounded and the ground also forms the "negative pole" of the DC voltage source 25.
- the contact point K 0 at the object O is arbitrary. It is also irrelevant in which order the DC voltage source 25 and the AC voltage source 26 are connected in series.
- Both the DC voltage source 25 and the AC voltage source 26 are controlled here by suitable control signals SG, SW from a control interface 23 of a control and monitoring device 20.
- the DC voltage source 25 is controlled so that a defined voltage is maintained, for example, from 1 to 1, 23 V, so that the cathodic protection current is also reliably maintained and not too high and not too low.
- the positive voltage is applied here to two spaced apart contact points Ki, K 2 to the conductor layer 13 and it is measured by suitable measuring devices Mi, M 2 each of the current which extends from the positive pole of the voltage source 25 to the contact points Ki, K 2 ,
- suitable measuring devices Mi, M 2 each of the current which extends from the positive pole of the voltage source 25 to the contact points Ki, K 2 .
- This can be done, for example, by means of suitable shunt Resistors and these associated differential amplifiers made and possibly downstream analog-to-digital converters, so that first the current across the shunt resistor is tapped as a voltage value, which is then digitized again.
- the digital output value is then a measured value which is proportional to the current I 2 , I 2 , which flows from the positive pole of the voltage source 25 to the respective contact point K 1 , K 2 as soon as a defect point occurs.
- These measured values or measurement signals Ml-i, Ml 2 are fed to a calculation unit 21 of the control and monitoring device 20.
- this calculation unit 21 it can first be detected whether any current is flowing at all. As long as the layer arrangement 10 is undamaged, this is normally not the case. If there is a defect point D, then, as explained above with reference to FIGS. 1 and 2, a current flows between the conductor layer 13 and the surface OF of the object O, ie the cathodic protective current occurs.
- the information determined in the calculation unit 21 about the extent of the defect points D and location information, where this defect location D is located or at least in which area this defect location D could be located, can then be output via an output unit 22 of the control and monitoring device 20 be stored, for example, in a data storage for logging or transmitted to a central monitoring unit or maintenance personnel, etc.
- Examples for this and a particularly simple exemplary embodiment for a localization of the defect location D are given below with reference to FIG. 4. 4, only two contact points Ki, K 2 are used , which in turn are connected to the positive pole of the DC voltage source 25 in order to generate a DC voltage U 0 between the conductor layer 13 'shown schematically from above and the object (FIG. not shown in FIG. 4). As explained, the object as well as the negative pole of the voltage source 25 may be connected to ground. In the embodiment according to FIG. 4, no AC voltage source is additionally shown. However, it is also possible to provide an AC voltage source in this embodiment, if desired.
- suitable measuring devices Mi, M 2 are also - as in the hang in connection with Figure 3 described manner - the currents ⁇ ⁇ l 2 is measured at the contact points Ki, K 2, which occur when there is a defect D in the layer arrangement comes.
- Corresponding measured values or measurement signals Mh, Ml 2 are again transferred to a calculation unit 21 of the control and monitoring device 20, which in turn can determine the defect extent from the sum of the currents ⁇ , l 2 and based on the individual currents ⁇ , l 2 can close on the location of the defect D.
- a meander-shaped structured conductor layer 13 'applied which comprises a kind of loop-shaped conductor 14, which leads from the first contact Ki to the second contact K 2 .
- this is achieved by applying the conductor layer uniformly and over the whole surface to the surface, except for parallel running slots 15 extending from opposite sides into the surface.
- the slot 15 then extends between the slots 15 Printed circuit 14 with a defined strip width b.
- Such a structuring can be effected, for example, by masking the slits 15 on the base layer, ie the first insulating layer 11. After the uniform application of the electrical rule conductor layer 13 'then the strips can be removed with the applied thereon Leitlack again, so that the meandering structure is formed.
- the position of the defect point D in the corrosion protection layer can be determined particularly advantageously with only two measuring devices Mi, M 2 , one at the beginning and one at the end of the meander-shaped conductor track structure 13 ', as follows.
- the total current which occurs due to the DC voltage U 0 and which flows off via the defect point D divides via the contact points Ki, K 2 and flows through the meander-shaped structure 13 over the partial stretches from the respective contact point Ki, K 2 to the defect point D '.
- RI and R 2 are the resistances of the two sections from the contact points Ki, K 2 to the defect point D. Since it can be approximately assumed that there is a constant sheet resistance over the trace, the resistors Ri, R 2 are proportional to the lengths ai, a 2 of the two sections: k ⁇ U 0 - I J ⁇ E J - 1 2 ⁇ a 2 k is a proportionality constant which is irrelevant for the further calculation. Thus, the following applies:
- the currents h, l 2 in the two connection lines thus behave inversely proportional to the lengths ai, a 2 of the sections of the meander-shaped track in each case from the contact points Ki, K 2 to the defect point D.
- L na of the track between The contact points Ki, K 2 , where n is the number of meanders and a is the strip length of the electrically conductive paths, follows for the position of the defect point D:
- the location of the defect point D can be determined relatively well in a simple manner with the aid of two contact points Ki, K 2 and a suitable structuring of the conductor surface 13 '. If, for example, a plan is known about the position of the contact points Ki, K 2 or the structuring, the search can also be performed manually using the information obtained about the distance of the defect point D from one of the contact points Ki, K 2 . Preferably, however, this is done purely mathematically, for example on a virtual model of the object, and it can then conveniently be a suitable output of the virtual model, for example on a screen or a print done in which the contact point is marked on the model.
- FIG. 4 also shows schematically how an output and / or monitoring and / or control of the control and monitoring device 20 could be carried out remotely.
- the control and monitoring device 20 is here provided with an interface to the Internet WEB (Internet of Things), there is also a serial interface RS232 for the direct connection of a computer, there is also for a wireless communication to a computer or smartphone, a WLAN interfaces and a BLE interface (Bluetooth Low Energy).
- the entire electronics, for example the control and monitoring device can also be preferably realized as a single-board computer with a cape (a plugged-on measuring electronics board with the required analog electronics). As mentioned before, this single-board computer can take over the measurement data transmission and presentation in the Internet of Things.
- it can serve as a web server for the monitoring and parameterization of the sensor system.
- This can advantageously be achieved via a bidirectional connection between client and server, eg. B. Websocket Protocol.
- client and server eg. B. Websocket Protocol
- server eg. B. Websocket Protocol
- http hypertext transfer protocol
- the client would query the server via polling so as to deliver the information from the on-site single-chip computer to a central control unit.
- the control information of a bridge to be protected and monitored with regard to the corrosion state can thus be transmitted to a central control unit of a road maintenance or the like.
- the voltage source which here again comprises a DC voltage source 25 and a series-connected AC voltage source 26, over here z. B.
- the voltage source which here again comprises a DC voltage source 25 and a series-connected AC voltage source 26, over here z. B.
- These measuring devices Mi, M 2 , M 3 , M 4 can again be constructed in the same way as in the previous exemplary embodiments.
- this also has an output unit 22 to the determined values or the thereof
- the values obtained can be output and / or stored or sent via the extent and the position of the defect site D.
- the DC voltage source 25 and the AC voltage source 26 can in turn be controlled via a control interface 23.
- the current I 2 , I 2 , I 3 , I 4 which flows via a contact point K 1 , K 2 , K 3 , K 4 , depends on the resistance between the contact points K 1 , K 2 , K 3 , K 4 and the respective defect site D.
- the defect location D can also be located from the ratio of the currents h, l 2 , l 3 , l.
- the horizontal position of the defect point D in FIG. 6 can be delimited at the right contact points Ki, K 4 .
- a defect region DB can be determined in this way, in which the defect point D is most likely to be located.
- a more precise search can be carried out in a further stage, wherein the localization can then be limited to the defect region DB already determined in the first stage.
- a handheld device with a magnetic field sensor for example with two or three orthogonally arranged Hall sensors, could be used to determine the magnetic field.
- the highest current density and thus also the largest local magnetic field should occur at the defect point D.
- an alternating voltage signal U ⁇ is superimposed on the DC voltage signal U 0 by means of the AC voltage source 26 for the search, in particular for the further search in a next stage, after a defect area DB has already been limited.
- mobile sensors 30 in the form of inductive sensors or capacitively operating sensors which are able to determine a measurement signal for the (local) strength of the alternating current in the conductor layer 13 under the outermost cover layer 12 ,
- the search can in turn be carried out with a mobile or a plurality of such mobile or mobile sensors 30, which transmit their results or the alternating current density measured values (measurement signals), eg, the sensor. B. via flexible cables, to a mobile device 31 forward. Subsequently, the mobile sensors 30 can be displaced in order to narrow the area even further, until finally the defect location D has been localized sufficiently precisely.
- the process steps or method steps in such a multi-stage sequence will be explained again with reference to FIG.
- a DC voltage is first applied.
- a step PB the current flow via the contact points is then measured and evaluated in step PC in which defect region DB the defect point D could be located.
- step PD an alternating voltage is then applied by means of the alternating voltage source 26, wherein this alternating voltage is superimposed on the direct voltage, so that the cathodic protection current is still maintained.
- step PE the alternating current is then detected with the mobile sensors 30 so as to further narrow down the defect area DB or to locate the defect location D as accurately as possible.
- the advantage of using a superimposed alternating voltage signal is that a signal proportional to the current density change can then be measured with a simple coil arrangement, for example a measuring arrangement constructed from two or three orthogonal coils.
- a capacitive measurement on the other hand, it is taken into account that the electric field strength is lowest at the defect location. Accordingly, a minimum of the electric field strength is detected here.
- Examples of possible fields of application of the invention are, as already mentioned, the automotive or any steel structures such as bridges or the like.
- the destruction of protective layers z. Rockfall, for example, represents a potentially promising field of application.
- Automobiles and bridges, for example are subject to constant use as well as regular inspections. Uncritical damaged areas need then not be repaired, if it is determined by means of the corrosion protection and monitoring system according to the invention (by evaluation of the total current) that the extent of the defect is not particularly large. On the other hand, if critical defects are identified, they can be repaired more easily because they are easy to localize.
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Abstract
The invention relates to a method and a system for corrosion protection and anti-corrosion monitoring of conductive object (O). The object (TO) has at least one layer arrangement (10) on a object surface (OF), said layer arrangement comprising at least one first insulation layer (11) which consists of electrically insulating material and faces the object surface (OF), a conductive layer (13, 13') which is arranged on the side of the first insulating layer (11), which side faces away from the object surface (OF), and a second insulation layer (12) which consists of an electrically insulating material which is arranged on the side of the conductive layer (13, 13') that faces away from the first insulation layer (11). A voltage (Uo, U~) is applied between the object surface (OF) and the conductive layer (13, 13 ') and a current (l1, l2, I3, I4) between the object surface (OF) and the conductor layer (13, 13') is tested. In the event of such current (l1, l2, I3, I4), a spatial position of a breach point (D) in the first protective layer (11) between the object surface (OF) and the conductor layer (13, 13 ') is determined on the basis of at least one measurement signal that represents a current (l1, l2, I3, I4) flowing along a region of the conductive layer (13, 13') and/or a voltage dropping across a region of the conductive layer (13, 13'), . Furthermore, an object arrangement (100) comprising an object (o) to be protected against corrosion and a corresponding corrosion protection and anti-corrosion monitoring system (1) and a suitable conductive layer finish and an insulating layer finish are described.
Description
Korrosionsschutz und Korrosionsschutzüberwachung Corrosion protection and corrosion protection monitoring
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Korrosionsschutz und zur Korrosionsschutzüber- wachung eines leitfähigen Objekts, bei dem auf einer zu schützenden Objektoberfläche des Objekts zumindest eine Schichtanordnung aufgebracht wird, wobei diese Schichtan- ordnung zumindest eine der Objektoberfläche zugewandte erste Isolierschicht aus elektrisch isolierendem Material, eine Leiterschicht, welche sich auf der von der Objekt- oberfläche abgewandten Seite der ersten Isolierschicht befindet, und eine zweite Isolier- Schicht aus elektrisch isolierendem Material, welche sich auf der von der ersten Isolier- schicht abgewandten Seite der Leiterschicht befindet, aufweist und wobei zwischen der Objektoberfläche bzw. dem Objekt und der Leiterschicht zumindest zeitweise eine Span- nung angelegt wird und zumindest zeitweise ein Auftreten eines Stroms zwischen der Objektoberfläche und der Leiterschicht geprüft wird. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Korrosionsschutz- und -Überwachungssystem für ein leitfähiges Objekt, welches zu- mindest die zuvor genannte Schichtanordnung sowie eine Steuer- und Kontrolleinrichtung aufweist, um eine entsprechende Spannung zwischen der Objektoberfläche und der Lei- terschicht anzulegen und ein Auftreten eines Stroms zwischen der Objektoberfläche und der Leiterschicht zu prüfen. Zudem betrifft die Erfindung eine Objektanordnung mit einem solchen Korrosionsschutz- und -Überwachungssystem. Im Übrigen betrifft die Erfindung ein für dieses Verfahren bzw. System geeignetes Leiterschicht-Beschichtungsmaterial sowie ein Isolierschicht-Beschichtungsmaterial. The invention relates to a method for corrosion protection and for corrosion protection monitoring of a conductive object, wherein at least one layer arrangement is applied to an object surface of the object to be protected, said layer arrangement at least one of the object surface facing first insulating layer of electrically insulating material, a conductor layer , which is located on the side facing away from the object surface side of the first insulating layer, and a second insulating layer of electrically insulating material, which is located on the side facing away from the first insulating layer side of the conductor layer, and wherein between the object surface or at least temporarily a voltage is applied to the object and the conductor layer, and at least temporarily an occurrence of a current between the object surface and the conductor layer is checked. Moreover, the invention relates to a corrosion protection and monitoring system for a conductive object, which has at least the aforementioned layer arrangement and a control and monitoring device to apply a corresponding voltage between the object surface and the conductor layer and an occurrence of a current between the object surface and the conductor layer. In addition, the invention relates to an object arrangement with such a corrosion protection and monitoring system. Incidentally, the invention relates to a suitable for this method or system conductor layer coating material and an insulating layer coating material.
Um leitfähige, üblicherweise metallische, Objekte vor Korrosion zu schützen, sind ver- schiedene Verfahren bekannt. In den meisten Fällen wird die Oberfläche des zu schüt- zenden Objekts mit Hilfe von Beschichtungen geschützt. In vielen Fällen werden hierzu mehrere Schichten übereinander, auch aus unterschiedlichen Materialien, aufgetragen. Die Beschichtung kann beispielsweise in Form von Lackierungen, Anstrichen oder der- gleichen erfolgen. Für bestimmte Bereiche kommt auch das Aufträgen bzw. Aufspritzen von dickeren zähflüssigen Medien und/oder Ölen in Frage, wie beispielsweise beim Un- terbodenschutz oder bei Hohlraumversiegelungen von Kraftfahrzeugen. Weitere Arten von Beschichtungen können durch eine galvanische Oberflächenbehandlung wie bei- spielsweise Verzinkung oder dergleichen erzeugt werden. Bei all diesen„passiven“ Korro- sionsschutzverfahren durch „einfache“ Beschichtungen wird das angreifende Medium, beispielsweise Wasser bzw. Feuchtigkeit und/oder Salz, durch die Beschichtung von ei- nem direkten Kontakt mit der Werkstoffoberfläche, häufig Stahl oder ein anderes korro-
sionsanfälliges Metall, ferngehalten. Ein Problem hierbei ist, dass schon kleine lokale Be- schädigungen in der Beschichtung dazu führen, dass das angreifende Medium mit der Objektoberfläche in Kontakt kommt, dort zur Korrosion führt und sich bereits dadurch die Beschädigung der Beschichtung relativ schnell ausbreitet. Dies führt dann oft nicht nur dazu, dass die Beschichtung erneuert werden muss, sondern in manchen Fällen auch zu sehr aufwändigen Restaurierungsarbeiten am Objekt selber, das in großen Bereichen durch die Korrosion zerstört sein kann. Insbesondere wenn sich solche Schäden unbe- merkt großflächig ausbreiten, ist oftmals eine Instandsetzung der Beschichtung nur sinn- voll, wenn sie komplett entfernt und neu aufgebracht wird, d. h. das Objekt einer komplet- ten Restaurierung und Neubeschichtung unterzogen wird. To protect conductive, usually metallic, objects from corrosion, various methods are known. In most cases, the surface of the object to be protected is protected by means of coatings. In many cases, several layers are applied to each other, even from different materials. The coating can take place, for example, in the form of coatings, paints or the like. For certain areas, the application or spraying of thicker viscous media and / or oils comes into question, such as in the bottom protection or in cavity seals of motor vehicles. Other types of coatings can be produced by a galvanic surface treatment such as galvanizing or the like. In all these "passive" corrosion protection processes by "simple" coatings, the attacking medium, for example water or moisture and / or salt, through the coating from direct contact with the material surface, often steel or another corrosive susceptible metal, kept away. One problem with this is that even small local damage in the coating leads to the attacking medium coming into contact with the surface of the object, where it leads to corrosion and the damage to the coating thereby already spreads out relatively quickly. This often leads not only to the fact that the coating must be renewed, but in some cases to very complex restoration work on the object itself, which can be destroyed in large areas by the corrosion. In particular, if such damage spreads unnoticed over a large area, often a repair of the coating only makes sense if it is completely removed and reapplied, that is, the object of a complete restoration and re-coating is subjected.
Um den Korrosionsschutz zu verbessern, wird bereits seit Jahrzehnten an manchen Ob- jekten auch ein sogenannter„kathodischer Korrosionsschutz“ eingesetzt. Bei einem„akti- ven“ kathodischen Korrosionsschutz wird dafür gesorgt, dass bei einer Verletzung der Schutzbeschichtung lokal ein Strom fließt, welcher der Korrosion entgegenwirken kann. Hierzu wird neben der eigentlichen Schutzbeschichtung aus isolierendem bzw. nicht- leitfähigem Material eine Elektrodenanordnung bzw. Elektrodenstruktur aus elektrisch leitendem Material aufgebracht, beispielsweise in Form von Drähten, Gitternetzen oder dergleichen. Mit Hilfe einer Spannungsquelle wird eine Potentialdifferenz zwischen dem zu schützenden Objekt, also der Objektoberfläche, und der Elektrode angelegt, wobei der negative Pol (Minuspol) am Objekt und der positive Pol an der Elektrodenstruktur anlie- gen. Befindet sich auf der Oberfläche des Objekts dann ein Elektrolyt, beispielsweise feuchter Staub, Salzwasser, Süßwasser, Schneematsch oder feuchtes Erdreich und der- gleichen, so wird an einer schadhaften Stelle, an der der Elektrolyt normalerweise zu ei- ner Korrosion der Objektoberfläche führen könnte, von der Elektrodenstruktur zur Ober- fläche über den Elektrolyten eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt, wodurch ein kleiner Gleichstrom von der Elektrodenstruktur über den Elektrolyten in die Metalloberflä- che fließt. Dieser wirkt dem Abwandern positiver Metallionen von der Metalloberfläche entgegen und verhindert oder reduziert damit zumindest stark die Korrosion, d. h. die Auf- lösung des Metalluntergrunds. Im Idealfall führt dies dazu, dass sich die Beschichtung durch den kathodischen Schutzstrom quasi selbst heilt. Der Verlust der passiven intakten Beschichtung wird durch den aktiven Korrosionsschutz lokal kompensiert. Die notwendi- gen Ströme sind meist gering, da in der Regel die Beschädigung einer Beschichtung nur lokal erfolgt. Der kathodische Korrosionsschutz wirkt dabei immer dann, wenn die Schutz- Schicht beschädigt ist und ein Elektrolyt die Schadstelle befeuchtet. Ist das Objekt bzw. die beschichtete Oberfläche trocken, z. B. durch ein Austrocknen der Schadstelle in war-
men Sommermonaten, fließt auch kein Strom. Dies ist auch nicht erforderlich, da dann keine Korrosionsprozesse ablaufen können. In order to improve corrosion protection, so-called "cathodic corrosion protection" has been used on some properties for decades. In the case of an "active" cathodic corrosion protection, care is taken to ensure that, if the protective coating is damaged, a current flows locally which can counteract the corrosion. For this purpose, in addition to the actual protective coating of insulating or nonconductive material, an electrode arrangement or electrode structure of electrically conductive material is applied, for example in the form of wires, meshes or the like. With the aid of a voltage source, a potential difference is applied between the object to be protected, ie the object surface, and the electrode, whereby the negative pole (negative pole) adjoins the object and the positive pole adjoins the electrode structure. Is then located on the surface of the object an electrolyte such as moist dust, salt water, fresh water, slush or damp soil and the like, at a defective location where the electrolyte would normally cause corrosion of the object surface, from the electrode structure to the surface the electrolyte is made an electrically conductive connection, whereby a small DC current flows from the electrode structure via the electrolyte into the metal surface. This counteracts the migration of positive metal ions from the metal surface and thus prevents or at least greatly reduces the corrosion, ie the dissolution of the metal substrate. Ideally, this will cause the coating to virtually heal itself by the cathodic protection current. The loss of the passive intact coating is locally compensated by the active corrosion protection. The necessary currents are usually low, since the damage to a coating usually takes place only locally. The cathodic corrosion protection always works when the protective layer is damaged and an electrolyte moistens the damaged area. Is the object or the coated surface dry, z. B. by drying out the damaged area in war- In summer months, no electricity flows. This is also not necessary because then no corrosion processes can occur.
Ein solches System lässt sich an vielen korrosionsgefährdeten Objekten einsetzen, insbe- sondere an großen Stahlkonstruktionen, z. B. an Brücken oder anderen Bauwerken, aber auch an Fahrzeugen, beispielsweise an Kfz, wie dies in der WO 87/00558 A1 beschrieben wird. Ganz besonders interessant sind solche Systeme für Objekte, die mit Salzwasser in Kontakt kommen, wie beispielsweise Schiffe, Bauwerke in Hafenanlagen und/oder Offs- hore-Plattformen. Hier ist in besonderer Weise der Bereich anfällig, der beispielsweise durch Tidenhub oder Wellengang nur zeitweise mit dem Salzwasser in Berührung kommt und zudem auch noch besonderen mechanischen Belastungen ausgesetzt ist, die zur Beschädigung der Oberfläche führen könnten. Such a system can be used on many objects susceptible to corrosion, in particular on large steel constructions, eg. B. on bridges or other structures, but also on vehicles, for example on a motor vehicle, as described in WO 87/00558 A1. Such systems are particularly interesting for objects in contact with salt water, such as ships, harbor structures and / or offshore platforms. Here, in a special way, the area is prone to come, for example by Tidenhub or swell only temporarily with the salt water in contact and also exposed to special mechanical stresses that could lead to damage to the surface.
Auch wenn dieser aktive Korrosionsschutz sehr hilfreich ist, um ein Ausbreiten der Korro- sion an Schadstellen der Schutzbeschichtung zu verzögern bzw. zu verhindern, verhindert dies nicht die Beschädigung der Schutzschicht an sich. Im Übrigen kann es auch ohne Korrosion dazu kommen, dass sich die Beschädigung der Schutzschicht dennoch aus- breitet, da ja an der betreffenden Stelle grundsätzlich ein Angriffspunkt besteht, an dem sich die Beschichtung weiter von der Objektoberfläche lösen könnte, beispielsweise ein Lack abblättern kann etc. Dies gilt gerade für die Einsatzbereiche in sehr aggressiven Umgebungen wie dem genannten wechselnden Kontakt mit Salzwasser, da ja auch die mechanische Belastung auf die Vergrößerung der Schadstelle wirken kann. Insofern wäre es auch beim Einsatz eines„aktiven“ Korrosionsschutzes sinnvoll, rechtzeitig mit verhält- nismäßig geringem Aufwand die Schutzschicht wieder instand zu setzen, um so eine möglichst hohe Langlebigkeit der Objekte zu erreichen. Bei einigen Systemen, wie bei- spielsweise bei dem in der genannten WO 87/00558 A1 genannten System, gibt es zwar eine Betriebsanzeigevorrichtung in Form einer Kontrollleuchte, die anzeigt, dass ein Schutzstrom fließt. Damit wird jedoch lediglich angezeigt, dass das System funktioniert und dass prinzipiell eine Beschädigung vorhanden ist. Eine lokal beschränkte Reparatur der Schutzschicht ist jedoch nur möglich, wenn der Schadensort bekannt ist. In den mei- sten Fällen führt dies letztlich dazu, dass mit einer Schadensbeseitigung so lange gewar- tet wird, bis irgendwann die Beschichtung des gesamten Objekts, beispielsweise die Un- terbodenbeschichtung insgesamt, komplett erneuert werden muss. Dies ist insbesondere bei größeren Objekten ungünstig, da dort eine vollständige Schichterneuerung meist sehr aufwändig und teuer ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein System zum Kor- rosionsschutz und zur Korrosionsschutzüberwachung anzugeben, welches dieses Prob- lem adressiert und die Möglichkeit bietet, Defektstellen in der Schutzschicht des passiven Korrosionsschutzes schneller zu finden. Although this active corrosion protection is very helpful in delaying or preventing the spread of corrosion to damaged areas of the protective coating, this does not prevent damage to the protective layer per se. Incidentally, it can also happen without corrosion that the damage of the protective layer nevertheless spreads, since at the relevant point in principle there is a point at which the coating could be further detached from the object surface, for example, a paint can peel off etc This is especially true for the application in very aggressive environments such as the mentioned changing contact with salt water, since the mechanical stress on the enlargement of the damaged area can act. In this respect, it would also be sensible, when using "active" corrosion protection, to repair the protective layer in good time with relatively little effort in order to achieve the highest possible longevity of the objects. In some systems, such as the system mentioned in the cited WO 87/00558 A1, there is an operation indicator in the form of a warning light which indicates that a protection current is flowing. However, this only indicates that the system is working and that in principle there is damage. However, locally limited repair of the protective layer is only possible if the location of the damage is known. In most cases, this ultimately leads to the fact that damage elimination is waited until the coating of the entire object, for example the underbody coating as a whole, has to be completely renewed at some point. This is unfavorable, especially for larger objects, since a complete layer renewal is usually very complicated and expensive there. It is an object of the present invention to specify a method and a system for corrosion protection and corrosion protection monitoring, which addresses this problem and offers the possibility of faster finding of defect sites in the protective layer of passive corrosion protection.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 sowie durch ein Korro- sionsschutz- und -Überwachungssystem gemäß Patentanspruch 10 gelöst. This object is achieved by a method according to claim 1 and by a corrosion protection and monitoring system according to claim 10.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens muss, wie bereits oben beschrie- ben, auf der zu schützenden Objektoberfläche, beispielsweise der Metalloberfläche, des Objekts, z. B. eines Werkstücks, Fahrzeugs, Bauwerks etc. oder Teils davon, zumindest eine Schichtanordnung aufgebracht sein. For carrying out the method according to the invention, as already described above, on the object surface to be protected, for example the metal surface, of the object, e.g. As a workpiece, vehicle, structure, etc. or part thereof, at least one layer arrangement be applied.
Diese weist zumindest eine der Objektoberfläche zugewandte (also beispielsweise auf der Objektoberfläche direkt oder indirekt, d. h. mit weiteren Grundierungsschichten darunter, angeordnete) erste Isolierschicht aus elektrisch isolierendem bzw. nicht-leitfähigem Mate- rial auf. Diese erste Isolierschicht wird im Folgenden auch als Basis- oder Grundschicht bezeichnet. Sie bildet quasi eine erste, innere Schutzschicht für die Objektoberfläche auch gegen die korrosive Einwirkung der Umgebung. This has at least one first insulating layer of electrically insulating or nonconductive material facing the object surface (that is to say, for example, directly or indirectly arranged on the object surface, that is to say with further primer layers therebelow). This first insulating layer is also referred to below as the base or base layer. It forms, as it were, a first, inner protective layer for the object surface and also against the corrosive effect of the environment.
Weiterhin weist die Schichtanordnung eine Leiterschicht auf, die sich auf der von der Ob- jektoberfläche abgewandten Seite der ersten Isolierschicht befindet. Diese Leiterschicht ist also durch die erste Isolierschicht von der Objektoberfläche elektrisch, d. h. galvanisch, getrennt. Während die erste Isolierschicht im Allgemeinen im Wesentlichen vollflächig deckend ist, kann diese Leiterschicht optional auch strukturiert sein, d. h. sie kann auch nur bereichsweise auf der ersten Isolierschicht angeordnet sein. Eine mögliche bevorzug- te Struktur kann beispielsweise, wie später erläutert, eine Art schlingenförmiger Leiter oder dergleichen sein. Diese Leiterschicht kann, wie später noch erläutert wird, mit unter- schiedlichen Verfahren auf die erste Isolierschicht aufgebracht sein. Furthermore, the layer arrangement has a conductor layer, which is located on the side of the first insulating layer facing away from the object surface. This conductor layer is therefore electrically conductive by the first insulating layer from the object surface, i. H. galvanically isolated. While the first insulating layer is generally substantially full-coverage, this conductive layer may optionally also be patterned, i. H. it may also be arranged only partially on the first insulating layer. For example, as will be explained later, one possible preferred structure may be a kind of loop-shaped conductor or the like. As will be explained later, this conductor layer can be applied to the first insulating layer by different methods.
Schließlich umfasst die Schichtanordnung zumindest noch eine zweite Isolierschicht aus elektrisch isolierendem bzw. nicht-leitfähigem Material, welche sich auf der von der ersten Isolierschicht abgewandten Seite der Leiterschicht befindet. Auch diese zweite Isolier- schicht ist vorzugsweise im Wesentlichen vollflächig deckend und bildet somit eine zweite, äußere Schutzschicht. Diese zweite Isolierschicht wird daher im Folgenden auch als Deckschicht bezeichnet. Wie die erste Isolierschicht bzw. Basisschicht kann auch diese
Deckschicht aus einem beliebigen isolierenden Beschichtungsmaterial gefertigt sein, vor- zugsweise in Form eines Lacks oder dergleichen. Finally, the layer arrangement comprises at least one second insulating layer of electrically insulating or non-conductive material which is located on the side of the conductor layer facing away from the first insulating layer. This second insulating layer is preferably substantially covering the entire surface and thus forms a second, outer protective layer. This second insulating layer is therefore also referred to below as a cover layer. Like the first insulating layer or base layer, these too Cover layer be made of any insulating coating material, preferably in the form of a paint or the like.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zudem zumindest zeitweise eine Spannung zwischen der Objektoberfläche und der Leiterschicht angelegt. Außerdem wird zumindest zweitweise ein Auftreten eines Stroms zwischen der Objektoberfläche und der Leiterschicht geprüft, d. h. es wird beispielsweise gemessen, ob ein Stromfluss stattfindet, nämlich des kathodischen Schutzstroms, der im Falle eines Beschichtungsdefekts auftre- ten soll. Das Auftreten eines Stroms zwischen der Objektoberfläche und der Leiterschicht kann dabei z. B. auch über den Spannungsabfall registriert werden. In the context of the method according to the invention, a voltage between the object surface and the conductor layer is also at least temporarily applied. In addition, at least a second occurrence of a current between the object surface and the conductor layer is checked, i. H. For example, it is measured whether a current flow takes place, namely the cathodic protective current which is to occur in the event of a coating defect. The occurrence of a current between the object surface and the conductor layer can be z. B. also be registered on the voltage drop.
Erfindungsgemäß wird bei einem Auftreten eines solchen Stroms auf Basis zumindest eines Messsignals, welches einen entlang eines Bereichs der Leiterschicht fließenden Strom und/oder eine über einen Bereich der Leiterschicht abfallende Spannung repräsen- tiert, eine räumliche Lage einer Durchbruchstelle (im Folgenden auch als Defektstelle oder Leck bezeichnet) der ersten Schutzschicht zwischen der Objektoberfläche und der Leiterschicht ermittelt. Zur Gewinnung des Messsignals kann, wie später noch erläutert wird, direkt ein Strom oder eine Spannung zwischen einer Kontaktstelle an der Leiter- schicht und der Objektoberfläche bzw. dem Objekt (z. B. dort auch an einer Kontaktstelle) gemessen werden oder es können induktiv, kapazitiv oder in sonstiger Weise geeignete Signale gewonnen werden. Dieses Messsignal kann wie später noch erläutert wird, auch eine Feldstärke und/oder Stromdichte sein. According to the invention, upon occurrence of such a current on the basis of at least one measurement signal which represents a current flowing along a region of the conductor layer and / or a voltage dropping over a region of the conductor layer, a spatial position of a breakdown point (hereinafter also referred to as a defect point or Leak referred) of the first protective layer between the object surface and the conductor layer determined. As will be explained later, a current or a voltage can be measured directly between a contact point on the conductor layer and the object surface or the object (eg, also at a contact point) in order to obtain the measurement signal, or it can be inductive , capacitive or otherwise suitable signals are obtained. As will be explained later, this measurement signal can also be a field strength and / or current density.
Unter einer Ermittlung einer räumliche Lage einer Durchbruchstelle (im Folgenden auch als Lokalisierung oder Verödung bezeichnet) wird hierbei verstanden, dass in irgendeiner Weise eine Ortsinformation gewonnen wird, in welchem Bereich sich diese Durchbruch- steile (mit hoher Wahrscheinlichkeit) befindet, mit der also eine räumliche Eingrenzung des Lecks bzw. Leckbereichs an der Objektoberfläche möglich ist. Auch wenn es dabei bevorzugt ist, den Ort der Durchbruchstelle möglichst genau zu lokalisieren, ist es aber auch schon von Vorteil und liegt im Rahmen der Erfindung, wenn mit Hilfe des erfin- dungsgemäßen Verfahrens eine gröbere räumliche Lokalisierung erfolgt, d. h. dass die Ortsinformationen einen bestimmten Teilbereich des Objekts, z. B. einen Teilbereich be- zogen auf eine zusammenhängende Leiterschicht, angeben, in dem sich mit entspre- chend hoher Wahrscheinlichkeit die Durchbruchstelle befindet. So ist z. B. eine Genauig- keit der Lokalisierung von einem Meter zumeist ausreichend, so dass vorzugsweise bei
einer Lokalisierung zumindest eine Eingrenzung auf einen Bereich innerhalb von 1 m2 erfolgt. A determination of a spatial position of a breakthrough point (hereinafter also referred to as localization or desolation) is understood to mean that in some way a location information is obtained, in which area these breakthrough points are (with high probability), ie with a Spatial confinement of the leak or leakage area on the object surface is possible. Although it is preferred to locate the location of the breakthrough site as precisely as possible, it is also advantageous and is within the scope of the invention if a coarser spatial localization takes place with the aid of the method according to the invention, ie the location information has a specific location Part of the object, z. For example, specify a subarea relating to a coherent conductor layer in which the break-through point is located with correspondingly high probability. So z. B. a accuracy of the localization of one meter usually sufficient, so preferably at a localization at least a limitation to a range within 1 m 2 takes place.
Die ermittelte Ortsinformation kann dann in geeigneter Weise ausgegeben und/oder an- gezeigt werden und/oder für spätere Ausgaben bzw. Anzeigen und/oder Protokollierungs- zwecke gespeichert werden. The determined location information can then be output and / or displayed in a suitable manner and / or stored for later outputs or displays and / or logging purposes.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann also nicht nur zusätzlich zum passiven Korrosionsschutz durch den aktiven, kathodischen Korrosionsschutz bei einer lokalen Beschädigung der Beschichtung der Korrosionsschutz aufrechterhalten werden, sondern es kann zudem der Ort der lokalen Beschädigung signalisiert werden und so rechtzeitig für eine lokal begrenzte Reparatur gesorgt werden. Dadurch kann auf besonders effizien- te Weise der die Lebensdauer des Objekts verlängernde Korrosionsschutz intakt gehalten werden. Eine derartige bedarfsgerechte Instandhaltung bietet nicht nur einen erheblich verbesserten Schutz, sondern auch große Einsparpotenziale, von der Reduktion des Lackverbrauchs über den verringerten Anfall an Strahlmittel zur Entfernung der Beschich- tung bis hin zu geringerem Materialabtrag des Objekts. With the aid of the method according to the invention, not only in addition to the passive corrosion protection by the active, cathodic corrosion protection with a local damage of the coating, the corrosion protection can be maintained, but it can also be signaled the location of the local damage and provided in time for a localized repair become. As a result, the corrosion protection extending the life of the object can be kept intact in a particularly efficient manner. Such needs-based maintenance not only offers significantly improved protection, but also great savings potential, from reducing paint consumption to reducing the amount of abrasive used to remove the coating and reducing material removal of the object.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann an Objekten genutzt werden, welche bereits eine geeignete mehrlagige Schichtanordnung aufweisen, da sie z. B. schon durch einen ka- thodischen Schutzstrom geschützt werden sollen. Ebenso kann aber im Rahmen des er- findungsgemäßen Verfahrens auf die Objektoberfläche zunächst eine solche Schichtan- ordnung aufgebracht werden. Ein erfindungsgemäßes Korrosionsschutz- und -Überwachungssystem für ein leitfähiges Objekt umfasst dementsprechend zumindest eine auf einer zu schützenden Objektober- fläche des Objekts aufzubringende oder bereits aufgebrachte mehrlagige Schichtanord- nung. Diese weist zumindest eine - im bestimmungsgemäß aufgebrachten Zustand auf dem Objekt - der Objektoberfläche zugewandte erste Isolierschicht bzw. Schutzschicht aus elektrisch isolierendem Material sowie eine - optional strukturierte - Leiterschicht, welche sich auf der von der Objektoberfläche abgewandten Seite der ersten Isolierschicht befindet, und eine zweite Isolierschicht aus elektrisch isolierendem Material auf, welche sich auf der von der ersten Isolierschicht abgewandten Seite der Leiterschicht befindet. Zudem umfasst das erfindungsgemäße Korrosionsschutz- und -Überwachungssystem eine Steuer- und Kontrolleinrichtung, welche ausgebildet ist, um zumindest zeitweise eine
Spannung zwischen der zu schützenden Objektoberfläche und der Leiterschicht anzule- gen und zumindest zeitweise ein Auftreten eines Stroms zwischen der Objektoberfläche und der Leiterschicht zu prüfen. Diese Steuer- und Kontrolleinrichtung ist erfindungsge- mäß zudem so ausgebildet, um bei einem Auftreten eines solchen Stroms auf Basis zu- mindest eines Messsignals, welches einen entlang eines Bereichs der Leiterschicht flie- ßenden Strom und/oder eine über einen Bereich der Leiterschicht abfallende Spannung repräsentiert, eine räumliche Lage einer Durchbruchstelle der ersten Schutzschicht zwi- schen der Objektoberfläche und der Leiterschicht zu ermitteln. Die Steuer- und Kontrolleinrichtung kann dabei auch mehrere Teilvorrichtungen bzw. Ein- heiten umfassen, wie beispielsweise eine oder mehrere Spannungsquelle(n), Steuer- bzw. Kontrolleinheit(en) und ggf. zusätzliche Schalteinrichtung(en), um beispielsweise in definierter Weise gesteuert Strom über ganz bestimmte Kontaktstellen am Objekt und/oder der Leiterschicht fließen zu lassen oder einen Stromfluss zu unterbrechen. Hier- für werden später noch Beispiele gegeben. Die Steuer- und Kontrolleinrichtung weist be- vorzugt auch geeignete Mittel auf, um in der zuvor erwähnten Weise die Ortsinformatio- nen auszugeben bzw. anzuzeigen und/oder für eine spätere Ausgabe und/oder Anzeige und/oder Protokollierungszwecke zu speichern. Eine erfindungsgemäße Objektanordnung umfasst zumindest ein vor Korrosion zu schüt- zendes Objekt sowie ein Korrosionsschutz- und -Überwachungssystem, wobei die Schichtanordnung des Korrosionsschutz- und -Überwachungssystems auf der Objektober- fläche des zu schützenden Objekts angebracht und mit der Steuer- und Kontrolleinrich- tung verbunden ist. The method according to the invention can be used on objects which already have a suitable multi-layer arrangement, since they are e.g. B. already be protected by a cathodic protection current. However, in the context of the method according to the invention, such a layer arrangement can likewise initially be applied to the object surface. Accordingly, a corrosion protection and monitoring system according to the invention for a conductive object comprises at least one multilayer layer arrangement to be applied or already applied to an object surface of the object to be protected. This has at least one - in the intended condition applied to the object - the object surface facing the first insulating layer or protective layer of electrically insulating material and an - optionally structured - conductor layer, which is located on the side facing away from the object surface side of the first insulating layer, and a second Insulating layer of electrically insulating material, which is located on the side facing away from the first insulating layer side of the conductor layer. In addition, the corrosion protection and monitoring system according to the invention comprises a control and monitoring device, which is designed to at least temporarily a Apply voltage between the object surface to be protected and the conductor layer and at least temporarily to check for occurrence of a current between the object surface and the conductor layer. According to the invention, this control and monitoring device is also designed so as to be able to detect such a current on the basis of at least one measuring signal, which comprises a current flowing along a region of the conductor layer and / or a voltage dropping over a region of the conductor layer represents, to determine a spatial position of a breakthrough point of the first protective layer between the object surface and the conductor layer. The control and monitoring device can also comprise several sub-devices or units, such as one or more voltage source (s), control unit (s) and optionally additional switching device (s), for example, controlled in a defined manner To let current flow through specific contact points on the object and / or the conductor layer or to interrupt a current flow. For this later examples will be given. The control and monitoring device preferably also has suitable means for outputting or displaying the location information in the aforementioned manner and / or for storing it for later output and / or display and / or logging purposes. An object arrangement according to the invention comprises at least one object to be protected against corrosion and a corrosion protection and monitoring system, wherein the layer arrangement of the corrosion protection and monitoring system is mounted on the object surface of the object to be protected and connected to the control and monitoring device is.
Grundsätzlich kann mehreren Objekten gemeinsam ein Korrosionsschutz- und -über- wachungssystem zugewiesen sein, wobei dann auf den Objekten jeweils entsprechende Schichtanordnungen aufgebracht sind, welche an eine gemeinsame Steuer- und Kontrol- leinrichtung gekoppelt sind, die entsprechend Ausgänge bzw. Anschlüsse für die ver- schiedenen Schichtanordnungen der unterschiedlichen Objekte aufweist. Ebenso könnten aber auch unterschiedliche Objekte, auf denen jeweils eine entsprechende Schichtanord- nung aufgebracht ist, eigenen Steuer- und Kontrolleinrichtungen zugeordnet sein, die dann beispielsweise mit einer gemeinsamen Zentrale zur Überwachung der verschiede- nen Steuer- und Kontrolleinrichtungen gekoppelt sind.
Die Erfindung umfasst weiterhin ein Leiterschicht-Beschichtungsmaterial, vorzugsweise einen Leiterschicht-Lack, welches zumindest die folgenden Komponenten umfasst: In principle, a plurality of objects can be assigned a corrosion protection and monitoring system in common, in which case respective layer arrangements are applied to the objects, which are coupled to a common control and monitoring device which correspondingly has outputs or connections for the purpose. has different layer arrangements of different objects. Likewise, however, different objects, on each of which a corresponding layer arrangement has been applied, could also be assigned to separate control and monitoring devices, which are then coupled, for example, to a common control center for monitoring the various control and monitoring devices. The invention further comprises a conductor layer coating material, preferably a conductor layer lacquer, which comprises at least the following components:
(i) zumindest eine leitfähige Komponente; (i) at least one conductive component;
(ii) optional zumindest ein Lösemittel; (ii) optionally at least one solvent;
(iii) optional zumindest ein Bindemittel; (iii) optionally at least one binder;
(iv) optional zumindest ein Dispergieradditiv. (iv) optionally at least one dispersing additive.
Weiterhin umfasst die Erfindung ein Isolierschicht-Beschichtungsmaterial, vorzugsweise einen Isolierschichtlack, welches zumindest die folgenden Komponenten umfasst: Furthermore, the invention comprises an insulating layer coating material, preferably an insulating layer lacquer, which comprises at least the following components:
(i) eine Substanz, welche ausgewählt ist aus einem isolierenden Material; (i) a substance selected from an insulating material;
(ii) optional zumindest ein Lösemittel; (ii) optionally at least one solvent;
(iii) optional zumindest ein Bindemittel; (iii) optionally at least one binder;
(iv) optional zumindest ein Farbpigment; (iv) optionally at least one colored pigment;
(v) optional zumindest ein Dispergieradditiv; (v) optionally at least one dispersing additive;
(vi) optional zumindest ein Rheologieadditiv. (vi) optionally at least one rheology additive.
Besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele für solche Leiterschicht-Beschichtungs- materialien bzw. Isolierschicht-Beschichtungsmaterialien werden später noch gegeben. Das Leiterschicht-Beschichtungsmaterial und/oder das Isolierschicht-Beschichtungs- material dienen bevorzugt zur Verwendung in dem genannten Verfahren bzw. dem erfin- dungsgemäßen Korrosionsschutz- und -Überwachungssystem. Particularly preferred embodiments of such conductor layer coating materials or insulating layer coating materials will be given later. The conductor layer coating material and / or the insulating layer coating material preferably serve for use in the said method or the corrosion protection and monitoring system according to the invention.
Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung er- geben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung, wobei die unabhängigen Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den ab- hängigen Ansprüchen und Ausführungsbeispielen bzw. Beschreibungsteilen einer ande- ren Anspruchskategorie weitergebildet sein können und insbesondere auch einzelne Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele bzw. Varianten zu neuen Ausführungsbei- spielen bzw. Varianten kombiniert werden können. Further, particularly advantageous refinements and developments of the invention emerge from the dependent claims and from the following description, wherein the independent claims of a claim category can also be developed analogously to the dependent claims and exemplary embodiments or description parts of another claim category and in particular also individual features of different exemplary embodiments or variants can be combined to form new exemplary embodiments or variants.
Erfindungsgemäß soll eine Gewinnung einer Lokalisierungsinformation bzw. Ortsinforma- tion über eine räumliche Lage der Durchbruchstelle auf Basis eines Messsignals erfolgen, welches einen entlang eines Bereichs der Leiterschicht fließenden Strom und/oder eine über einen Bereich der Leiterschicht abfallende Spannung repräsentiert. Hierfür gibt es verschiedene Möglichkeiten.
Bevorzugt wird bei Auftreten eines Stroms, d. h. wenn zunächst festgestellt wird, dass überhaupt ein Strom auftritt und somit eine Durchbruchstelle detektiert wird, dafür gesorgt, dass eine definierte Spannung zwischen der Objektoberfläche und der Leiterschicht ge- halten wird. Die Steuer- und Kontrolleinrichtung kann die Spannung also auf einen mög- liehst definierten Wert steuern bzw. regeln. So kann ein ausreichender kathodischer Schutzstrom zur Verfügung gestellt werden. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um eine relativ geringe Gleichspannung, um eine Elektrolysebildung bzw. Knallgasbildung zu vermeiden, bevorzugt um eine Spannung von maximal 1 ,23 Volt, besonders bevorzugt ca. 1 Volt. Wie später noch erläutert wird, kann es bei bestimmten Ausführungsbeispielen von Vorteil sein, wenn auch eine Wechselspannung für den Zweck der Lokalisierung der Durchbruchstelle angelegt wird. In diesem Fall kann diese definierte Gleichspannung eine Mindest- oder Basisspannung bilden, die dann mit einer definierten Wechselspannung überlagert werden kann. Besonders bevorzugt wird die räumliche Lage der Durchbruchstelle auf Basis einer Strom- und/oder Spannungsverteilung ermittelt. According to the invention, localization information or location information is to be obtained via a spatial position of the breakdown point on the basis of a measurement signal which represents a current flowing along a region of the conductor layer and / or a voltage drop across a region of the conductor layer. There are various possibilities. Preferably, when a current occurs, ie when it is first determined that a current is actually occurring and thus a breakdown point is detected, it is ensured that a defined voltage is maintained between the object surface and the conductor layer. The control and monitoring device can thus control or regulate the voltage to a possibly-defined value. Thus, a sufficient cathodic protection current can be provided. Preferably, this is a relatively low DC voltage in order to avoid electrolysis or explosive gas formation, preferably by a maximum voltage of 1, 23 volts, more preferably about 1 volt. As will be explained later, it may be advantageous in certain embodiments if an AC voltage is also applied for the purpose of locating the breakdown location. In this case, this defined DC voltage form a minimum or base voltage, which can then be superimposed with a defined AC voltage. Particularly preferably, the spatial position of the opening is determined on the basis of a current and / or voltage distribution.
Vorzugsweise kann hierzu die Positionsermittlung auf Basis der Verhältnisse von Strömen und/oder Spannungen zwischen der Objektoberfläche und verschiedenen, räumlich von- einander beabstandeten Kontaktstellen der Leiterschicht erfolgen. Anhand der Ströme, die über verschiedene, räumlich getrennte Kontaktstellen der Leiterschicht zur Objekt- oberfläche fließen, können besonders gut Messsignale gewonnen werden (bzw. die Strommesswerte können als entsprechende Messsignale genutzt werden), um jeweils ein Maß für die entlang verschiedener Bereiche der Leiterschicht fließenden Ströme bzw. abfallenden Spannungen, also eine Strom- und/oder Spannungsverteilung, zu erhalten. For this purpose, the position determination may preferably take place on the basis of the ratios of currents and / or voltages between the object surface and various, spatially spaced-apart contact points of the conductor layer. By means of the currents flowing through different, spatially separated contact points of the conductor layer to the object surface, measuring signals can be obtained particularly well (or the current measured values can be used as corresponding measuring signals), in each case a measure for the currents flowing along different regions of the conductor layer To obtain currents or falling voltages, so a current and / or voltage distribution.
Die Nutzung von zumindest zwei räumlich voneinander beabstandeten, getrennten Kon- taktstellen an der, gegebenenfalls strukturierten, Leiterschicht erlaubt also eine besonders einfache Ermittlung einer räumlichen Lage der Durchbruchstelle, zumindest beispielswei- se eine Eingrenzung auf einen bestimmten Bereich zwischen den beiden Kontaktstellen an der Leiterschicht, wie dies später noch an Beispielen erläutert wird. Vorzugsweise ist die Leiterfläche so ausgebildet, dass der Flächenwiderstand über die Fläche weitgehend konstant ist, d. h. sich räumlich nicht oder zumindest nur sehr gering unterscheidet. Bei den Kontaktstellen kann es sich z. B. um Kontaktflächen, spezielle Kontaktelemente bzw. -elektroden, Steckverbinder o. Ä. handeln, die am Objekt bzw. an der Leiterschicht
für einen solchen Kontakt mit der Spannungsquelle angeordnet sind. Ein Beispiel hierfür wären Kontaktfähnchen, an denen Klemmen befestigt werden, die über geeignete Leitun- gen mit der Spannungsquelle verbunden sind. Am Objekt kann es ausreichen und gegebenenfalls vorteilhaft sein, nur eine Kontaktstelle zu nutzen, um einen definierten Weg für die Ortsmessung bzw. die Ortsinformationsge- winnung zur Verfügung zu stellen. Bevorzugt kann aber das Objekt (über eine definierte Kontaktstelle oder an einer Vielzahl von Kontaktstellen) auch auf Massepotential liegen und der„Minuspol“ der Spannungsquelle der Steuer- und Kontrolleinrichtung wird eben- falls durch das Massepotential gebildet. Dann ist keine zusätzliche Verbindung des Ob- jekts mit dem Minuspol erforderlich. The use of at least two spatially separated, separate contact points on the, optionally structured, conductor layer thus allows a particularly simple determination of a spatial position of the breakdown point, at least for example a limitation to a certain area between the two contact points on the conductor layer, as will be explained later by examples. Preferably, the conductor surface is formed so that the surface resistance over the surface is substantially constant, ie spatially not or at least only slightly different. At the contact points, it may be z. B. to contact surfaces, special contact elements or electrodes, connectors o. Ä. act on the object or at the conductor layer are arranged for such contact with the voltage source. An example of this would be contact tags, to which terminals are fastened, which are connected to the voltage source via suitable lines. It may be sufficient for the object and possibly advantageous to use only one contact point in order to provide a defined path for the location measurement or the location information acquisition. Preferably, however, the object (via a defined contact point or at a plurality of contact points) can also be at ground potential and the "negative pole" of the voltage source of the control and monitoring device is likewise formed by the ground potential. Then no additional connection of the object to the negative pole is required.
Bevorzugt kann nicht nur ein einzelner Strom an einer einzelnen Kontaktstelle sondern zusätzlich oder alternativ auch zumindest ein Summenstrom einer Gruppe von Kontakt- stellen (d. h. die Summe der Einzelströme an den Kontaktstellen der Gruppe) der Leiter- schicht ermittelt und für die Auswertung herangezogen werden, sofern an der Leiter- schicht mehr als zwei Kontaktstellen genutzt werden. Es können auch Summenströme mehrerer unterschiedlicher Gruppen herangezogen werden, wobei eine Kontaktstelle auch zu mehreren Gruppen gehören kann. Preferably, not only a single current at a single contact point but additionally or alternatively also at least one summation current of a group of contact points (ie the sum of the individual currents at the contact points of the group) of the conductor layer can be determined and used for the evaluation, provided more than two contact points are used on the conductor layer. It is also possible to use summation currents of several different groups, wherein one contact point can also belong to several groups.
Bei Kenntnis der Ströme bzw. Spannungen, insbesondere der Strom- und/oder Span- nungsverteilung, zwischen dem Objekt bzw. der Objektoberfläche und den verschiedenen Kontaktstellen bzw. Kontaktstellengruppen sowie gegebenenfalls unter Nutzung von wei- teren Informationen bzw. Kenntnis von weiteren Systemparametern, z. B. die elektrischen Eigenschaften des Beschichtungssystems bzw. der Schichtanordnung, wie spezifischer Flächenwiderstand, Kapazität etc., lassen sich so die gewünschten Lokalisierungsinfor- mationen gewinnen. Die Genauigkeit kann dabei von dem konkreten Systemaufbau und der Genauigkeit der Systemparameter abhängig sein. Die Steuer- und Kontrolleinrichtung kann hierzu wie erwähnt auch zusätzliche Schaltein- richtungen aufweisen, um beispielsweise in definierter Weise gesteuert Strom über be- stimmte Kontaktstellen am Objekt und/oder der Leiterschicht fließen zu lassen oder einen Stromfluss an bestimmten Kontaktstellen zu unterbrechen. Beispielsweise könnten in den Fällen, wenn wegen des besseren Stromflusses für den kathodischen Korrosionsschutz auch das leitfähige Objekt mehr als eine Kontaktstelle bzw. Verbindung zur Spannungs- quelle aufweist, zum Zweck der Lokalisierung alle elektrischen Verbindungen bis auf die
zu einer definierten Kontaktstelle über Schalteinrichtungen unterbrochen werden, um so eine bessere Lokalisierung durchzuführen. Ebenso können Schalteinrichtungen dazu ge- nutzt werden, um Kontaktstellen zu verbinden. Bei einer besonders einfachen Ausgestaltung werden ein Strom zwischen einer ersten Kontaktstelle von zumindest zwei Kontaktstellen an der Leiterschicht und der Objektober- fläche sowie ein Strom zwischen einer zweiten Kontaktstelle der zumindest zwei Kontakt- steilen an der Leiterschicht und der Objektoberfläche gemessen. Darauf basierend erfolgt dann eine Detektion der räumlichen Lage der Durchbruchstelle. Dies ist besonders ein- fach, wenn die Leiterschicht in geeigneter Weise strukturiert ist, beispielsweise bei einer bevorzugten Variante zumindest eine schlingenförmig angeordnete Leiterbahn umfasst bzw. eine Mäanderstruktur aufweist. In diesem Fall reichen zwei Kontaktstellen an den beiden Enden bzw. Endbereichen der schlingenförmig angeordneten Leiterbahn aus, um festzustellen, an welchem Ort entlang der Leiterbahn die Durchbruchstelle (in etwa) an- geordnet sein muss. Ist der Verlauf der Leiterbahn auf der Objektoberfläche bekannt, bei- spielsweise auf einem Plan hinterlegt, kann so ziemlich genau der Ort der Durchbruchstel- le auf dem Objekt angegeben werden und es könnten entsprechend lokale Reparaturar- beiten durch geführt werden. Eine Strommessung kann jeweils bevorzugt mittels eines Strommesswiderstands (Shunts) erfolgen, wobei üblicherweise mittels eines Differenzverstärkers über dem Strommesswiderstand die Spannung abgegriffen wird, welche ein Maß für den Strom ist. Der Ausgangswert kann bevorzugt (beispielsweise in einem geeigneten Analog-/Digital- Wandler oder über einen Spannungs-/Frequenzwandler) digitalisiert werden, so dass die weitere Verarbeitung der Messwerte mit Hilfe einer geeigneten Rechnereinrichtung durchgeführt werden kann. Dies macht es besonders einfach, die erforderlichen Rech- nungen zur Ermittlung der Lokalisierungsinformationen durchzuführen und insbesondere auch beliebige Summenströme beliebiger Gruppen von Kontaktstellen sowie Verhältnisse von Strömen und/oder Spannungen betreffend bestimmte Kontaktstellen oder Kontaktstel- lengruppen zu ermitteln und in den Berechnungen zu verwenden. With knowledge of the currents or voltages, in particular the current and / or voltage distribution, between the object or the object surface and the various contact points or contact point groups and, where appropriate, using further information or knowledge of further system parameters, eg , As the electrical properties of the coating system or the layer arrangement, such as specific sheet resistance, capacitance, etc., so can win the desired localization information. The accuracy may depend on the specific system structure and the accuracy of the system parameters. For this purpose, as mentioned, the control and monitoring device can also have additional switching devices in order, for example, to allow current to flow in a defined manner via certain contact points on the object and / or the conductor layer or to interrupt a current flow at specific contact points. For example, in cases where, because of the better current flow for cathodic protection, the conductive object has more than one contact point or connection to the voltage source, for the purpose of localization all electrical connections except for the are interrupted to a defined contact point via switching devices, so as to perform a better localization. Similarly, switching devices can be used to connect contact points. In a particularly simple embodiment, a current is measured between a first contact point of at least two contact points on the conductor layer and the object surface and a current between a second contact point of the at least two contact points on the conductor layer and the object surface. Based on this, a detection of the spatial position of the breakthrough site then takes place. This is particularly simple if the conductor layer is structured in a suitable manner, for example, in a preferred variant, comprises at least one loop-shaped conductor track or has a meandering structure. In this case, two contact points are sufficient at the two ends or end regions of the loop-shaped conductor track in order to determine at which point along the track the break-through point must be (approximately) arranged. If the course of the conductor track on the object surface is known, for example deposited on a plan, the location of the break-through point on the object can be specified almost exactly and local repair work can be carried out accordingly. A current measurement can in each case preferably be effected by means of a current measuring resistor (shunt), wherein the voltage which is a measure of the current is usually picked off by means of a differential amplifier above the current measuring resistor. The output value can preferably be digitized (for example in a suitable analog / digital converter or via a voltage / frequency converter), so that the further processing of the measured values can be carried out with the aid of a suitable computer device. This makes it particularly easy to carry out the calculations required for determining the localization information and in particular also to determine any sum currents of any desired groups of contact points and ratios of currents and / or voltages relating to specific contact points or contact point groups and to use them in the calculations.
Je nach Aufbau können verschiedene Ströme und/oder Spannungen gleichzeitig gemes- sen bzw. erfasst und zur Ermittlung der räumlichen Lage der Durchbruchstelle verwendet werden, oder es werden verschiedene Ströme und/oder Spannungen zeitlich sequenziell gemessen. Zeitlich sequenziell heißt, dass auch die Ströme und/oder Spannungen mehr- fach hintereinander zeitlich wiederkehrend abgefragt werden können, vorzugsweise zyk-
lisch wiederkehrend. Beispielsweise könnten gruppenweise nacheinander die Ströme von verschiedenen Kontaktstellen der Leiterschicht abgefragt werden, wobei auch Summen- ströme verschiedener Gruppen nacheinander erfasst werden können. Eine solche Mes- sung und ggf. auch Weiterübermittlung und/oder Verarbeitung der verschiedenen Mess- daten in einem solchen zeitlichen Multiplexverfahren hat den Vorteil, dass der Elektronik- aufwand reduziert wird, weil über eine Umschaltung mit nur einer Stromsensorelektronik gemessen werden kann. Depending on the design, different currents and / or voltages can be measured or recorded simultaneously and used to determine the spatial position of the breakdown point, or different currents and / or voltages are measured sequentially in time. Temporally sequential means that the currents and / or voltages can also be interrogated several times in succession, preferably cyclically. recurrent. For example, the currents from different contact points of the conductor layer could be queried one after the other in groups, wherein also summation currents of different groups can be detected one after the other. Such a measurement and possibly also further transmission and / or processing of the various measurement data in such a temporal multiplex method has the advantage that the electronic complexity is reduced because it can be measured via a switchover with only one current sensor electronics.
Wie bereits oben erwähnt, hängt die Genauigkeit der Lokalisierung der räumlichen Lage in der Regel vom jeweiligen Aufbau des Gesamtsystems ab, beispielsweise wie groß das zu schützende Objekt ist, wie die Objektoberfläche geformt ist, wie viele und an welchen Stellen die Kontaktstellen angebracht sind, in welcher Form die Leiterschicht ausgebildet ist (strukturiert oder nicht und wenn ja, in welcher Form die Struktur aufgebaut ist). Wünschenswert ist eine möglichst genaue Lokalisierung, allerdings reicht in einigen An- wendungsfällen auch eine Lokalisierung auf bestimmte Bereiche aus, beispielsweise bei einer sehr komplexen und großen Brückenstruktur eine Lokalisierung auf eine Seite eines Brückenpfeilers etc. oder einen Teilbereich auf dieser Seite. Je genauer die Lokalisierung erfolgen muss, umso größer sind die Anforderungen an die Gleichmäßigkeit der Leiterschicht und den Systemaufwand. Um diesen Aufwand gering zu halten und im Falle des Auftretens einer Defektstelle dennoch eine möglichst genaue Lokalisierung zu erlauben, kann bei einer bevorzugten Variante eine Ermittlung, d. h. eine Detektion der räumlichen Lage bzw. Verödung der Durchbruchstelle auch stufenweise erfolgen. In einer ersten Stufe können dabei Informationen (Lokalisierungsinformationen) darüber ermittelt werden, ob die Durchbruchstelle in einem bestimmten ersten räumlichen Bereich, z. B. an einem Träger eines größeren Objekts, liegt. In einem weiteren Schritt kann dann eine genauere Verödung der Durchbruchstelle innerhalb des ersten räumli- chen Bereichs edolgen. Dabei kann das Vedahren auch in mehr als zwei Stufen weiterge- fühd und so die Defektstelle auf einen immer engeren Bereich eingegrenzt werden. As already mentioned above, the accuracy of the localization of the spatial position usually depends on the respective structure of the overall system, for example, how large the object to be protected, how the object surface is formed, how many and where the contact points are mounted, in which shape the conductor layer is formed (structured or not and, if so, in which form the structure is constructed). It is desirable to have as accurate a localization as possible, however, in some applications a localization to certain areas is sufficient, for example, in the case of a very complex and large bridge structure, localization on one side of a bridge pier, etc. or a subarea on this side. The more accurate the localization must be, the greater the requirements for the uniformity of the conductor layer and the complexity of the system. In order to keep this effort low and still allow the most accurate localization in the event of the occurrence of a defect, in a preferred variant, a determination, d. H. a detection of the spatial position or desolation of the breakthrough also stepwise. In a first stage, information (localization information) can be ascertained as to whether the breakthrough point in a specific first spatial area, eg. B. on a support of a larger object is located. In a further step, a more precise sclerotherapy of the break-through point within the first spatial area can then take place. In this case, the process can be continued in more than two stages, thus limiting the defect location to an ever narrower range.
Besonders bevorzugt kann hierzu in zumindest einer Stufe eine Detektion der räumlichen Lage der Durchbruchstelle unter Nutzung zumindest eines mobilen bzw. mobil anbringba- ren Messsensors edolgen. Unter „mobilen“ bzw.„mobil anbringbaren“ Messsensor ist hierbei ein Messsensor zu verstehen, der einfach an oder in einem kurzen Abstand ober- halb der Deckschicht z. B. ohne Fixierung (beispielsweise von Hand) über die Deck-
Schicht geführt werden oder z. B. dort vorübergehend, beispielsweise über Saugnäpfe, Klemmelemente etc., lösbar stationär positioniert werden kann. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um induktiv und/oder kapazitiv arbeitende Messelektroden. Prinzipiell könnten aber auch Magnetfeldsensoren eingesetzt werden. For this purpose, detection of the spatial position of the break-through point using at least one mobile or mobile attachable measuring sensor can particularly preferably take place in at least one stage. By "mobile" or "mobile attachable" measuring sensor is here to be understood as a measuring sensor, the z. B. without fixation (for example, by hand) on the cover Be guided layer or z. B. there temporarily, for example via suction cups, clamping elements, etc., can be positioned releasably stationary. These are preferably inductive and / or capacitive measuring electrodes. In principle, however, magnetic field sensors could also be used.
Die Verwendung von mobilen bzw. mobil anbringbaren Messsensoren hat den Vorteil, dass die Anzahl der Messsensoren am Objekt gegebenenfalls erheblich reduziert werden kann, da ja für eine genauere Lokalisierung die mobil anbringbaren bzw. mobilen Mess- sensoren eingesetzt werden können, die immer nur dann genutzt werden müssen, wenn innerhalb eines Bereichs eine feinere Lokalisierung gewünscht wird. Diese mobil anbring- baren bzw. mobilen Messsensoren könnten grundsätzlich auch an die Steuer- und/oder Kontrolleinrichtung angeschlossen sein. Es kann hierbei aber auch ein mobiles Messgerät genutzt werden, welches völlig autark von einer z. B. fest installierten Steuer- und Kontrol- leinrichtung arbeitet. Ein solches mobiles Messgerät kann aber auch wiederum daten- technisch mit der Steuer- und Kontrolleinrichtung gekoppelt sein, ggf. auch über eine wei- tere übergeordnete Steuer- bzw. Kontrollzentrale. The use of mobile or mobile attachable measuring sensors has the advantage that the number of measuring sensors on the object can possibly be significantly reduced, since the mobile attachable or mobile measuring sensors can always be used for a more precise localization, which is only then used must be within a range finer localization is desired. In principle, these mobile or mobile measuring sensors could also be connected to the control and / or monitoring device. It can also be used here but a mobile meter, which is completely self-sufficient from a z. B. permanently installed control and control device works. However, such a mobile measuring device can in turn also be coupled to the control and monitoring device in terms of data technology, possibly also via a further higher-level control or control center.
Ganz besonders bevorzugt reicht ein einziger mobiler Messsensor aus, der frei über die Deckschicht geführt wird. Most preferably, a single mobile measuring sensor is sufficient, which is guided freely over the cover layer.
Um bei einem frei über die Deckschicht geführten mobilen Messsensor während der Mes- sung einen möglichst konstanten Abstand zur Leiterfläche einzuhalten, weist der mobiler Messsensor vorzugsweise Gleitelemente auf, mit der der mobiler Messsensor auf der Deckschicht angelegt werden kann und darauf leicht gleitend verschoben werden kann. In order to maintain as constant a distance as possible from the conductor surface in the case of a mobile measuring sensor guided freely over the cover layer during the measurement, the mobile measuring sensor preferably has sliding elements with which the mobile measuring sensor can be placed on the cover layer and easily slid on it.
Die Defektlokalisierung kann also insbesondere auch ausschließlich mit einem mobilen (kapazitiven) Feldstärkesensor erfolgen, ohne - wie bei den obigen Ausführungsbeispie- len detaillierter ausgeführt - die Ströme in bzw. an den Kontaktierungsstellen (direkt) zu messen. Hierzu kann das Minimum der Feldstärke (vorzugsweise eines Wechselfeldes) gemessen. An der Defektstelle ist die Feldstärke minimal (wegen des hier erzeugten Kurzschlusses gegen Masse). Ebenso kann die Defektlokalisierung kann auch aus- schließlich mit einem mobilen Stromdichtesensor erfolgen, ohne die Ströme in den Kon- taktierungsstellen zu messen. Hierzu wird über lokale maximale Stromdichten die Defekt- steile gesucht.
Beispielsweise kann mit einem Magnetometer, einem Handgerät mit Magnetfeldsensor, einfach die höchste Stromdichte und damit auch das größte lokale Magnetfeld an der Oberfläche gesucht werden. Es ist davon auszugehen, dass dies an der Durchbruchstelle auftritt. Besonders vorteilhaft kann das lokale Magnetfeld hierzu mit zwei oder drei ortho- gonal zueinander angeordneten Hall-Sensoren gemessen werden, um die zwei oder drei Raumebenen des Magnetfelds zu erfassen. The defect localization can therefore be carried out in particular exclusively with a mobile (capacitive) field strength sensor, without (as described in more detail in the above embodiments) measuring the currents in or at the contacting points (directly). For this purpose, the minimum of the field strength (preferably an alternating field) can be measured. At the defect location, the field strength is minimal (because of the short circuit to ground generated here). Likewise, the defect localization can also be carried out exclusively with a mobile current density sensor, without measuring the currents in the contacting points. For this purpose, the defect points are searched for via local maximum current densities. For example, with a magnetometer, a hand-held device with a magnetic field sensor, simply the highest current density and thus the largest local magnetic field at the surface can be searched. It can be assumed that this occurs at the break-through point. With particular advantage, the local magnetic field can be measured with two or three Hall sensors arranged orthogonally to one another in order to detect the two or three spatial planes of the magnetic field.
Insbesondere beim Einsatz von mobil anbringbaren bzw. mobilen anbringbaren Mess- sensoren, aber auch bei fest angebrachten Messsensoren, kann vorteilhaft zur Detektion der räumlichen Lage der Durchbruchstelle, bevorzugt nur zeitweise, ein Wechselspan- nungssignal zwischen der Objektoberfläche und der Leiterschicht angelegt werden. In particular when mobile attachable or mobile attachable measuring sensors are used, but also with permanently mounted measuring sensors, it is advantageously possible to apply an alternating voltage signal between the object surface and the conductor layer in order to detect the spatial position of the breakdown point, preferably only temporarily.
Wird ein Wechselspannungssignal angelegt, kann mit einer einfachen Spulenanordnung als induktiver Messsensor, vorzugsweise aus zwei oder drei orthogonal zueinander ange- ordneten Spulen, für zwei bzw. drei Raumebenen des Magnetfelds ein dem Stromdichte- wechsel proportionales Signal gemessen werden und hiermit eine Lokalisierung erfolgen. Dabei ist das Stromdichtewechselsignal beispielsweise deutlich höher bzw. kann deutlich höher sein als bei der einfachen Messung des Magnetfelds eines Gleichstroms. Zudem ist bei einem solchen Verfahren anders als bei einer Verwendung von Magnetfeldsensoren, beispielsweise Hall-Sensoren, keine Fremdmagnetfeldkompensation erforderlich. If an alternating voltage signal is applied, a signal proportional to the current density change can be measured with a simple coil arrangement as inductive measuring sensor, preferably two or three coils arranged orthogonally to one another, for two or three spatial planes of the magnetic field, and localization can thus be effected. The current density alternating signal, for example, is significantly higher or can be significantly higher than in the simple measurement of the magnetic field of a direct current. In addition, in such a method, unlike with the use of magnetic field sensors, such as Hall sensors, no external magnetic field compensation is required.
In Verbindung mit einem Wechselspannungssignal kann auch eine kapazitive Messung durchgeführt werden. An der Defektstelle ist davon auszugehen, dass dort die elektrische Feldstärke am geringsten ist. Entsprechend kann ein Minimum der elektrischen Feldstär- ke detektiert werden. Als Sensor kann hierzu beispielsweise eine mit einer oder mehreren Elektrodenflächen versehene flächige Sensoranordnung genutzt werden, die z. B. auf einer Elektronikplatine angeordnet ist und die mit der Leitschicht der Schichtanordnung am Objekt als Gegenelektrode und der Isolierschicht, d. h. der isolierenden Deckschicht, und ggf. einer darüber liegenden Luftschicht eine Kapazität bildet. In conjunction with an alternating voltage signal, a capacitive measurement can also be carried out. At the defect site it can be assumed that the electric field strength is lowest there. Accordingly, a minimum of the electric field strength can be detected. As a sensor, for example, a provided with one or more electrode surfaces planar sensor arrangement can be used, for. B. is arranged on an electronic board and with the conductive layer of the layer arrangement on the object as a counter electrode and the insulating layer, d. H. the insulating cover layer, and possibly an overlying layer of air forms a capacity.
Vorzugsweise wird dieses Wechselspannungssignal einer Gleichspannung zur Erzeugung des kathodischen Schutzstroms überlagert. Preferably, this AC voltage signal is superimposed on a DC voltage for generating the cathodic protective current.
Eine Lokalisierung einer Defektstelle unter Nutzung eines Wechselspannungssignals bzw. eines Wechselstroms funktioniert auch dann, wenn an der Leiterstruktur nur eine einzige Kontaktstelle vorhanden ist, über die die Spannung zwischen der Leiterschicht und der
Objektoberfläche angelegt wird, und kann somit insbesondere auch gut an Objekten ge- nutzt werden, welche bereits ein System für kathodischen Korrosionsschutz aufweisen und an denen eine Nachrüstung in der erfindungsgemäßen Weise gewünscht wird, ohne dass weitere Kontaktstellen angebracht werden müssen. A localization of a defect site using an AC signal or an AC current works even if only a single contact point is present on the conductor structure, via which the voltage between the conductor layer and the Object surface is created, and thus can be particularly well used on objects that already have a system for cathodic corrosion protection and where a retrofit in the inventive manner is desired without further contact points must be attached.
Neben der Lokalisierung des Defekts ist es prinzipiell im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens auch möglich, das Ausmaß des Defekts zu ermitteln, d. h. wie stark der Scha- den ist. Hierzu kann vorzugsweise auf Basis eines/einer zwischen Objektoberfläche und der Leiterschicht gemessenen Stroms und/oder Spannung das Defektausmaß der Durch- bruchsteile der ersten Schutzschicht zwischen der Objektoberfläche und der Leiterschicht zumindest näherungsweise detektiert werden. Besonders bevorzugt erfolgt dies durch eine Stromsummenbildung über alle Kontaktstellen, d. h. es wird ermittelt, wie viel Strom insgesamt zwischen der Objektoberfläche und der Leiterschicht fließt. Sowohl die ermittelten Ortsinformationen bzw. die hierfür benötigten Werte und/oder das Defektausmaß bzw. die hierfür benötigten Werte können auch bevorzugt in ein Frequenz- signal kodiert werden und so an entferntere bzw. übergeordnete Rechnereinheiten über- mittelt werden. Ein solches Frequenzsignal kann dann vom Auswerterechner in einfacher Weise abgezählt werden, um dann an die gewünschten Informationen zu kommen und hiermit die weitere Ermittlung der gewünschten Werte durchzuführen bzw. die bereits übermittelten Werte weiterzuverarbeiten. In addition to the localization of the defect, it is in principle also possible in the context of the method according to the invention to determine the extent of the defect, ie. H. how bad the damage is. For this purpose, the defect extent of the breakthrough parts of the first protective layer between the object surface and the conductor layer can preferably at least approximately be detected on the basis of a current and / or voltage measured between the object surface and the conductor layer. Particularly preferably, this is done by a current summation over all contact points, d. H. It is determined how much total current flows between the object surface and the conductor layer. Both the determined location information or the values required for this purpose and / or the extent of the defect or the values required therefor can also preferably be coded into a frequency signal and thus transmitted to more distant or higher-order computer units. Such a frequency signal can then be counted by the evaluation computer in a simple manner in order then to arrive at the desired information and hereby carry out the further determination of the desired values or to further process the values already transmitted.
Bei dem erfindungsgemäßen Leiterschicht-Beschichtungsmaterial, vorzugsweise dem Leiterschicht-Lack oder dergleichen, umfasst die leitfähige Komponente bevorzugt eines oder eine Kombination der folgenden Materialien: In the conductor layer coating material according to the invention, preferably the conductor layer lacquer or the like, the conductive component preferably comprises one or a combination of the following materials:
kohlenstoffhaltige Materialien, bevorzugt Graphit und/oder Graphen und/oder Ruß (Carbon black = Pigmentruß, Kohlenschwarz, Industrieruß) und/oder Carbo- Nanotubes; carbonaceous materials, preferably graphite and / or graphene and / or carbon black (carbon black = carbon black, carbon black, carbon black) and / or carbon nanotubes;
metallhaltige Materialien und/oder leitfähige Pigmente, bevorzugt Silberpartikel, Gold-Nanopartikel, Platin-Nanopartikel, Silber-Nanopartikel, silberbeschichtete metal-containing materials and / or conductive pigments, preferably silver particles, gold nanoparticles, platinum nanoparticles, silver nanoparticles, silver-coated
Glasflakes, silberchrombeschichtete Glasflakes, Titandioxid-Nanopartikel, Kupfer- Nanopartikel; Glass flakes, silver chromium-coated glass flakes, titanium dioxide nanoparticles, copper nanoparticles;
Polymere, bevorzugt organische leitfähige Polymere und/oder Polymermischun- gen, insbesondere PEDOT:PSS (Poly(3,4-ethylendioxythiophen) Polystyrene Sul- fonate, Polyanilin, Polypyrrol.
Eine Nutzung von Carbo-Nanotubes ist ganz besonders bevorzugt. Polymers, preferably organic conductive polymers and / or polymer blends, in particular PEDOT: PSS (poly (3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrenesulfonates, polyaniline, polypyrrole. Use of carbo-nanotubes is most preferred.
Das Leiterschicht-Beschichtungsmaterial kann z. B. als Leiterschicht-Lack aufgebracht, beispielsweise gespritzt oder aufgedruckt werden. Je nach Art des Leiterschicht- Beschichtungsmaterials kann es auch nachträglich aufgedampft werden, z. B. in einem physical-vapour-deposition-Verfahren oder Sol-Gel-Verfahren. The conductor layer coating material may, for. B. applied as a conductor layer paint, for example, sprayed or printed. Depending on the nature of the conductor layer coating material, it can also be applied by evaporation later, for. B. in a physical vapor deposition method or sol-gel method.
Ein Bindemittel des Leiterschicht-Beschichtungsmaterials kann vorzugsweise zumindest ein Polymer umfassen. A binder of the conductor layer coating material may preferably comprise at least one polymer.
Ein Dispergieradditiv des Leiterschicht-Beschichtungsmaterials kann vorzugsweise Poly- mere mit pigmentaffinen Seitenketten umfassen. A dispersing additive of the conductive layer coating material may preferably comprise polymers having pigment affinity side chains.
Bei dem erfindungsgemäßen Isolierschicht-Beschichtungsmaterial, vorzugsweise Isolier- schicht-Lack oder dergleichen, umfasst das isolierende Material bevorzugt ein Polymer, insbesondere aus Epoxidharz, Polyurethan o. Ä. In the case of the insulating-layer coating material according to the invention, preferably insulating-layer lacquer or the like, the insulating material preferably comprises a polymer, in particular of epoxy resin, polyurethane or the like.
Auch ein Bindemittel des Isolierschicht-Beschichtungsmaterials kann vorzugsweise zu- mindest ein Polymer umfassen. Also, a binder of the insulating layer coating material may preferably comprise at least one polymer.
Bei der ersten Isolierschicht kann es sich auch um eine Folie oder Ähnliches handeln. Eine solche Basisfolie kann z. B. mittels einer Haftklebeschicht oder dergleichen auf die Objektoberfläche aufgezogen werden. Ebenso kann es sich bei der zweiten Isolierschicht um eine Folie oder Ähnliches handeln. Prinzipiell wäre es auch möglich, dass sowohl die Basisschicht als auch die Deckschicht als Folie ausgebildet sind. The first insulating layer may also be a foil or the like. Such a base film may, for. B. be applied by means of a pressure-sensitive adhesive layer or the like on the object surface. Likewise, the second insulating layer may be a foil or the like. In principle, it would also be possible that both the base layer and the cover layer are formed as a film.
Sind beispielsweise die Basisschicht als Basisfolie und/oder die Deckschicht als Deckfolie ausgebildet, so kann z. B. die Leiterschicht auch auf eine dieser Folien aufgedruckt sein. For example, if the base layer as a base film and / or the cover layer formed as a cover sheet, so z. B. the conductor layer also be printed on one of these slides.
Grundsätzlich könnten Basisschicht und Deckschicht auch mit der dazwischenliegenden Leiterschicht als kompletter Verbund einer Schichtanordnung zur Verfügung gestellt wer- den, indem z. B. die beiden Folien, Basisfolie und Deckfolie, mit dazwischenliegender Leiterschicht zusammenlaminiert sind oder indem die Deckschicht ebenfalls über die auf die Basisfolie aufgebrachte Leiterschicht aufgebracht wird, beispielsweise aufgedruckt
wird oder umgekehrt die Basisschicht auf die auf der Deckfolie aufgebrachte Leiterschicht aufgebracht, beispielsweise aufgedruckt, wird. Grundsätzlich sind hierbei alle Kombinati- onsmöglichkeiten denkbar. In principle, the base layer and cover layer could also be provided with the intervening conductor layer as a complete composite of a layer arrangement, in that e.g. B. the two films, base film and cover sheet are laminated together with intervening conductor layer or by the cover layer is also applied over the applied to the base film conductor layer, for example, printed or, conversely, the base layer is applied to the conductor layer applied to the cover film, for example printed on it. In principle, all possible combinations are conceivable here.
Werden beispielsweise Folien eingesetzt, so können auch diese selbstverständlich noch weitere Schichten aufweisen bzw. wiederum selber als Laminate oder dergleichen herge- stellt sein, insbesondere beispielsweise Klebeschichten aufweisen, um die betreffende Folie auf der Objektoberfläche bzw. einer anderen Folie haftend zu verbinden. If, for example, films are used, they too may of course have further layers or in turn themselves be produced as laminates or the like, in particular have adhesive layers, for example, to adhesively bond the relevant film to the object surface or another film.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Fi- guren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen. Es zeigen schema- tisch: The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying figures with reference to embodiments. The same components are provided with identical reference numbers in the various figures. It shows schematically:
Figur 1 ein Schnitt durch ein vor Korrosion zu schützendes Objekt mit einer unbeschädig- ten Schichtanordnung mit zwei Isolierschichten und einer dazwischenliegenden Leiter- schicht sowie einer angelegten Spannung für einen kathodischen Korrosionsschutz, FIG. 1 shows a section through an object to be protected against corrosion with an undamaged layer arrangement with two insulating layers and an intervening conductor layer as well as an applied voltage for cathodic corrosion protection,
Figur 2 das Objekt wie in Figur 1 , jedoch jetzt mit einer beschädigten Schichtanordnung zur Erläuterung der Wirkung des kathodischen Korrosionsschutzes, FIG. 2 shows the object as in FIG. 1, but now with a damaged layer arrangement for explaining the effect of the cathodic corrosion protection;
Figur 3 eine Objektanordnung mit einem vor Korrosion zu schützenden Objekt und einem erfindungsgemäßen Korrosionsschutz- und -Überwachungssystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, FIG. 3 shows an object arrangement with an object to be protected from corrosion and a corrosion protection and monitoring system according to the invention according to a first exemplary embodiment,
Figur 4 ein erfindungsgemäßes Korrosionsschutz- und -Überwachungssystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit einer Draufsicht auf eine strukturierte Leiterfläche, FIG. 4 shows a corrosion protection and monitoring system according to the invention in accordance with a second exemplary embodiment with a plan view of a structured conductor surface,
Figur 5 eine Draufsicht auf eine modifizierte strukturierte Leiterfläche für ein erfindungs- gemäßes Korrosionsschutz- und -Überwachungssystem ähnlich Figur 4, FIG. 5 shows a plan view of a modified structured conductor surface for a corrosion protection and monitoring system according to the invention, similar to FIG. 4,
Figur 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßes Korrosionsschutz- und -Überwachungssystems mit einer Draufsicht auf eine Leiterfläche mit vier Kontaktstel- len,
Figur 7 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Ver- fahrens zum Korrosionsschutz und zur Korrosionsschutzüberwachung. FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of a corrosion protection and monitoring system according to the invention with a plan view of a conductor surface with four contact points, FIG. 7 shows a flow diagram of an exemplary embodiment of a method according to the invention for corrosion protection and corrosion protection monitoring.
Anhand der Figuren 1 und 2 wird zunächst das Prinzip eines„aktiven“ kathodischen Kor- rosionsschutzes eines Objekts O dargestellt. With reference to FIGS. 1 and 2, the principle of an "active" cathodic corrosion protection of an object O is first shown.
Wie aus den Figuren zu erkennen ist, ist das zu schützende Objekt O mit einer Schicht- anordnung 10 beschichtet, welche aus mehreren Schichten 1 1 , 12, 13 besteht. Zunächst ist auf die Oberfläche OF des Objekts O eine erste Isolierschicht 11 aus einem elektrisch isolierenden Material aufgebracht. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Lack handeln. Direkt darüber, d. h. auf der vom Objekt O abgewandten Seite der ersten Isolier schicht 11 , ist eine Leiterschicht 13 aufgebracht. Diese Leiterschicht 13 ist dann nach au- ßen hin, d. h. auf der von der ersten Isolierschicht 11 abgewandten Seite, mit einer zwei- ten Isolierschicht 12 aus elektrisch isolierendem Material abgedeckt. Die Leiterschicht 13 ist somit zum einen durch die erste Isolierschicht 11 von dem leitfähigen Objekt O bzw. der Objektoberfläche OF galvanisch getrennt und zum anderen auch gegenüber der Um- gebung durch die äußerste zweite Isolierschicht 12. Wie bereits eingangs erwähnt, kön- nen einige oder alle der Schichten auch als Folien ausgebildet sein. Insbesondere kann es sich bei der Schichtanordnung 10 auch um einen Folienverbund aus mehreren Folien und/oder auf Folien aufgebrachten, insbesondere aufged ruckten, Schichten handeln. As can be seen from the figures, the object to be protected O is coated with a layer arrangement 10 which consists of several layers 11, 12, 13. First, a first insulating layer 11 made of an electrically insulating material is applied to the surface OF of the object O. This may be, for example, a paint. Directly above, d. H. on the side facing away from the object O side of the first insulating layer 11, a conductor layer 13 is applied. This conductor layer 13 is then outwardly, i. H. on the side facing away from the first insulating layer 11, covered with a second insulating layer 12 made of electrically insulating material. The conductor layer 13 is thus galvanically isolated on the one hand from the conductive object O or the object surface OF by the first insulating layer 11 and, on the other hand, also with respect to the environment through the outermost second insulating layer 12. As already mentioned at the outset, some or some of them can all of the layers also be formed as films. In particular, the layer arrangement 10 may also be a film composite of a plurality of films and / or layers applied to foils, in particular pressed-on layers.
Weiterhin kann die Schichtanordnung 10 auch noch weitere Schichten aufweisen, bei- spielsweise Klebeschichten oder noch weitere Schutzschichten oder Dekorschichten auf der äußeren Seite der zweiten Isolierschicht. Durch diese Schichtanordnung 10 ist die Oberfläche OF des Objekts O bereits passiv sehr gut gegen Korrosion geschützt, solange die Schichtanordnung 10 oder zumindest eine Schicht der Schichtanordnung 10 unbe- schädigt ist. Je nach Beanspruchung des Objekts O bzw. nach einer gewissen Zeit wird es in vielen Fällen zu einer lokalen Beschädigung einer solchen Schichtanordnung 10 kommen, wodurch dann der passive Korrosionsschutz nicht mehr hält. Aus diesem Grun- de ist, wie dies in den Figuren 1 und 2 zu sehen ist, mittels einer Spannungsquelle eine Gleichspannung U0 zwischen dem Objekt O und somit der Objektoberfläche OF und der Leiterschicht 13 angelegt, so dass das elektrische Potential der Leiterschicht 13 gegen- über der Objektoberfläche OF um die Spannung U0 erhöht ist. Hierbei kann es sich um eine relativ geringe Spannung handeln, beispielsweise um 1 V.
Der Effekt dieser Schichtanordnung 10 und der angelegten Spannung U0 wird in Figur 2 deutlich. Kommt es zu einer lokalen Beschädigung der Schichtanordnung 10, so dass sie bis auf die Objektoberfläche OF von einem äußeren Medium M, z. B. einem Elektrolyt wie Salzwasser, Nebel, Streusalz etc., durchdrungen werden kann, d. h. dass alle drei Schich- ten 1 1 , 12, 13 beschädigt sind, so wird auch die Leiterschicht 13 durch das Medium M mit der Objektoberfläche OF lokal elektrisch verbunden und es kommt über das Medium M zu einem Stromfluss lK von der als Anode wirkenden Leiterschicht 13 (da diese ja mit dem Pluspol der Spannungsquelle verbunden ist) und dem die Kathode bildenden Objekt O bzw. der Objektoberfläche OF. Dieser geringe Stromfluss lK sorgt dafür, dass genau an der Stelle, an der die Beschädigung aufgetreten ist, d. h. an der Defektstelle D, eine Auf- lösung der (in der Regel metallischen) Objektoberfläche OF verhindert oder zumindest auf ein unkritisches Maß reduziert wird, da der metallische Untergrund kathodisch polarisiert wird. Die Beschichtung mit der gezeigten Schichtanordnung 10 und der angelegten Spannung U0 heilt sich folglich zunächst einmal quasi selbst und der Korrosionsschutz wird aufrecht- erhalten, da der Verlust der intakten Beschichtung durch den aktiven Korrosionsschutz kompensiert wird. Dennoch ist es nicht unwahrscheinlich, dass sich nach und nach auch die Beschädigung der Schichten 1 1 , 12, 13 ausweitet, so dass irgendwann eine Reparatur der Schichtanordnung 10 erforderlich ist. Wird nämlich die Defektstelle D zu groß, reicht irgendwann die Wirkung des kathodischen Korrosionsschutzes nicht mehr aus. Furthermore, the layer arrangement 10 can also have further layers, for example adhesive layers or even further protective layers or decorative layers on the outer side of the second insulating layer. By means of this layer arrangement 10, the surface OF of the object O is already passively protected very well against corrosion, as long as the layer arrangement 10 or at least one layer of the layer arrangement 10 is undamaged. Depending on the load of the object O or after a certain time, local damage to such a layer arrangement 10 will occur in many cases, as a result of which passive corrosion protection no longer lasts. , As can be seen in Figures 1 and 2 of this Grun- de created by means of a voltage source a DC voltage U 0 between the O object and thus the object surface OF, and the conductor layer 13, so that the electric potential of the conductor layer 13 against - Is increased over the object surface OF by the voltage U 0 . This may be a relatively low voltage, for example 1 V. The effect of this layer arrangement 10 and the applied voltage U 0 is clear in FIG. If there is a local damage of the layer assembly 10, so that they except for the object surface OF of an outer medium M, z. As an electrolyte such as salt water, fog, road salt, etc., can be penetrated, ie that all three layers 1 1, 12, 13 are damaged, the conductor layer 13 is also locally electrically connected by the medium M with the object surface OF and, via the medium M, there is a current flow I K from the conductor layer 13 acting as an anode (since it is connected to the positive pole of the voltage source) and the object O forming the cathode or the object surface OF. This low current flow I K ensures that exactly at the point where the damage has occurred, ie at the defect point D, a dissolution of the (usually metallic) object surface OF is prevented or at least reduced to an uncritical degree, because the metallic substrate is cathodically polarized. Consequently, the coating with the illustrated layer arrangement 10 and the applied voltage U 0 initially virtually heals itself and the corrosion protection is maintained, since the loss of the intact coating is compensated by the active corrosion protection. Nevertheless, it is not unlikely that gradually the damage to the layers 1 1, 12, 13 also expands, so that at some point a repair of the layer arrangement 10 is required. If, in fact, the defect point D becomes too large, the effect of the cathodic corrosion protection will no longer be sufficient at some point.
Um solche Reparaturen möglichst effektiv durchführen zu können, wäre es wünschens- wert, den Ort der Defektstelle D möglichst einfach zu lokalisieren oder zumindest auf ei- nen bestimmten Bereich begrenzen zu können und vorzugsweise auch das Ausmaß der Defektstelle D bestimmen zu können, so dass nur dann und nur dort eine Reparatur des Schichtaufbaus 10 vorgenommen wird, wo es notwendig ist, es andererseits aber auch nicht zu einer Ausbreitung von Defektstellen kommen kann, die dann doch zu einer Kor- rosion am Objekt O führen könnten. In order to be able to carry out such repairs as effectively as possible, it would be desirable to be able to locate the location of the defect site D as simply as possible, or at least to be able to limit it to a certain area, and preferably also to be able to determine the extent of the defect site D, so that only then and only there repair of the layer structure 10 is made where it is necessary, but on the other hand, it can not come to a propagation of defects, which could lead to a corrosion on the object O then.
Figur 3 zeigt hierzu (in ähnlicher Darstellungsweise wie in den Figuren 1 und 2) ein Objekt O mit einer solchen Schichtanordnung 10 im Rahmen eines erfindungsgemäßen Korrosi- onsschutz- und -Überwachungssystems 1 , welches dies erlauben würde. Auch hier ist auf die Objektoberfläche OF zunächst eine Isolierschicht 11 der Schichtan- ordnung 10 aufgetragen, darüber dann eine Leiterschicht 13 und darauf wiederum eine
Isolierschicht 12 als äußere Deckschicht. Die Leiterschicht 13 ist so ausgebildet, dass der Flächenwiderstand über die Fläche weitgehend konstant ist, d. h. sich räumlich nicht oder zumindest nur sehr gering unterscheidet. Ebenso wird auch bei diesem Ausführungsbeispiel mittels einer Gleichspannungsquelle 25 zwischen dem Metallobjekt O und der Leiterschicht 13 eine Gleichspannung U0 ange- legt, wobei die Plusseite wieder an der Leiterschicht 13 angelegt wird, so dass diese als Anode wirkt, und das Metallobjekt O bzw. die Objektoberfläche OF als Kathode, falls es bei einer Defektstelle zu einer leitenden Verbindung zwischen Leiterschicht 13 und Ob- jektoberfläche OF kommen sollte. For this purpose, FIG. 3 shows (in a similar representation as in FIGS. 1 and 2) an object O with such a layer arrangement 10 within the scope of a corrosion protection and monitoring system 1 according to the invention, which would permit this. Here, too, an insulating layer 11 of the layer arrangement 10 is applied to the object surface OF, firstly a conductor layer 13, and then again a conductor layer 13 Insulating layer 12 as outer cover layer. The conductor layer 13 is formed so that the surface resistance over the surface is substantially constant, ie spatially not or at least only slightly different. Likewise, a DC voltage U 0 is also applied in this embodiment by means of a DC voltage source 25 between the metal object O and the conductor layer 13, wherein the plus side is again applied to the conductor layer 13 so that it acts as an anode, and the metal object O or the object surface OF as the cathode, if, in the case of a defect, a conductive connection should occur between the conductor layer 13 and the object surface OF.
Zusätzlich weist das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Korrosionsschutz- und -Überwachungssystems 1 gemäß Figur 3 auch noch eine Wechselspannungsquelle 26 in Reihenschaltung mit der Gleichspannungsquelle 25 auf, mit der der Gleichspannung U0 eine Wechselspannung LL überlagert wird. Der Vorteil einer solchen Überlagerung einer Wechselspannung LL wird später noch anhand der Figuren 6 und 7 näher erläutert. In addition, the exemplary embodiment of the corrosion protection and monitoring system 1 according to the invention according to FIG. 3 also has an AC voltage source 26 connected in series with the DC voltage source 25, with which the DC voltage U 0 is superposed by an AC voltage LL. The advantage of such a superposition of an AC voltage LL will be explained in more detail later with reference to FIGS. 6 and 7.
In dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die negative Seite bzw. die Masse der Gleichspannungsquelle 25 direkt mit einer Kontaktstelle K0 am Objekt O verbunden. Ebenso kann die Verbindung des Minuspols der Spannungsquelle 25 mit dem Objekt O auch über Masse verlaufen, d. h. sowohl das Objekt O liegt auf Masse und die Masse bildet auch den„Minuspol“ der Gleichspannungsquelle 25. Insofern ist die Kontaktstelle K0 am Objekt O willkürlich. Auch ist es unerheblich, in welcher Reihenfolge die Gleich- spannungsquelle 25 und die Wechselspannungsquelle 26 hintereinandergeschaltet sind. In the exemplary embodiment illustrated in FIG. 3, the negative side or the ground of the DC voltage source 25 is connected directly to a contact point K 0 on the object O. Likewise, the connection of the negative pole of the voltage source 25 with the object O can also be grounded, ie both the object O is grounded and the ground also forms the "negative pole" of the DC voltage source 25. In this respect, the contact point K 0 at the object O is arbitrary. It is also irrelevant in which order the DC voltage source 25 and the AC voltage source 26 are connected in series.
Sowohl die Gleichspannungsquelle 25 als auch die Wechselspannungsquelle 26 werden hier mit geeigneten Steuersignalen SG, SW von einer Steuerschnittstelle 23 einer Steuer- und Kontrolleinrichtung 20 angesteuert. Dabei wird die Gleichspannungsquelle 25 so an- gesteuert, dass eine definierte Spannung gehalten wird, beispielsweise von 1 bis 1 ,23 V, so dass der kathodische Schutzstrom auch sicher aufrechterhalten wird und nicht zu hoch und nicht zu niedrig ist. Both the DC voltage source 25 and the AC voltage source 26 are controlled here by suitable control signals SG, SW from a control interface 23 of a control and monitoring device 20. In this case, the DC voltage source 25 is controlled so that a defined voltage is maintained, for example, from 1 to 1, 23 V, so that the cathodic protection current is also reliably maintained and not too high and not too low.
Die positive Spannung wird hier an zwei voneinander räumlich getrennten Kontaktstellen K-i, K2 an die Leiterschicht 13 angelegt und es wird über geeignete Messeinrichtungen M-i, M2 jeweils der Strom gemessen, welcher vom positiven Pol der Spannungsquelle 25 zu den Kontaktstellen Ki, K2 verläuft. Dies kann beispielsweise mittels geeigneter Shunt-
Widerstände und diesen zugeordneten Differenzverstärkern erfolgen sowie ggf. nachge- schalteten Analog-Digital-Wandlern, so dass zunächst der Strom über dem Shunt- Widerstand als Spannungswert abgegriffen wird, der dann wiederum digitalisiert wird. Der digitale Ausgangswert ist dann ein Messwert, welcher proportional zum Strom \^, l2 ist, welcher vom positiven Pol der Spannungsquelle 25 zur jeweiligen Kontaktstelle K-i, K2 fließt, sobald es zu einer Defektstelle kommt. The positive voltage is applied here to two spaced apart contact points Ki, K 2 to the conductor layer 13 and it is measured by suitable measuring devices Mi, M 2 each of the current which extends from the positive pole of the voltage source 25 to the contact points Ki, K 2 , This can be done, for example, by means of suitable shunt Resistors and these associated differential amplifiers made and possibly downstream analog-to-digital converters, so that first the current across the shunt resistor is tapped as a voltage value, which is then digitized again. The digital output value is then a measured value which is proportional to the current I 2 , I 2 , which flows from the positive pole of the voltage source 25 to the respective contact point K 1 , K 2 as soon as a defect point occurs.
Diese Messwerte oder Messsignale Ml-i, Ml2 werden einer Berechnungseinheit 21 der Steuer- und Kontrolleinrichtung 20 zugeführt. In dieser Berechnungseinheit 21 kann zu- nächst detektiert werden, ob überhaupt ein Strom fließt. Solange die Schichtanordnung 10 unbeschädigt ist, ist dies normalerweise nicht der Fall. Kommt es zu einer Defektstelle D, so wird, wie zuvor anhand der Figuren 1 und 2 erläutert, ein Strom zwischen der Leiter- schicht 13 und der Oberfläche OF des Objekts O fließen, d. h. der kathodische Schutz- strom tritt auf. These measured values or measurement signals Ml-i, Ml 2 are fed to a calculation unit 21 of the control and monitoring device 20. In this calculation unit 21, it can first be detected whether any current is flowing at all. As long as the layer arrangement 10 is undamaged, this is normally not the case. If there is a defect point D, then, as explained above with reference to FIGS. 1 and 2, a current flows between the conductor layer 13 and the surface OF of the object O, ie the cathodic protective current occurs.
Dabei hängt es von dem Ort der Defektstelle D innerhalb der Leiterschicht 1 3 relativ zu den beiden Kontaktstellen K-i, K2 ab, wie groß der Strom \^, l2 an den jeweiligen Kontakt- steilen K-i , K2 ist. Dies liegt daran, da die Leiterschicht 1 3 einen, räumlich möglichst kon- stanten, bestimmten spezifischen Widerstand aufweist und, je entfernter die Defektstelle D von der Kontaktstelle Ki, K2 ist, der durch die Leiterschicht 1 3 gebildete Widerstand umso größer ist. Die Höhe der beiden Ströme h, l2 bildet somit einen Hinweis auf den Ort der Defektstelle D innerhalb der Leiterschicht in Bezug zu den Kontaktstellen Ki, K2. Die Summe der beiden Ströme h, l2, also der Gesamtstrom, der zwischen der Anode, welche durch die Leiterschicht 13 gebildet wird, und der Kathode, d. h. dem Objekt O, fließt, ist ein Maß für das Ausmaß der Defektstelle D. It depends on the location of the defect point D within the conductor layer 1 3 relative to the two contact points Ki, K 2 from how large the current \ ^, l 2 at the respective contact parts Ki, K 2 is. This is because the conductor layer 1 3 has a specific resistivity which is as constant as possible in space and, the more remote the defect point D from the contact point Ki, K 2 , the greater the resistance formed by the conductor layer 1 3. The height of the two streams h, l 2 thus forms an indication of the location of the defect point D within the conductor layer in relation to the contact points Ki, K 2 . The sum of the two currents h, l 2 , ie the total current flowing between the anode formed by the conductor layer 13 and the cathode, ie the object O, is a measure of the extent of the defect D.
Die in der Berechnungseinheit 21 ermittelten Informationen über das Ausmaß der Defekt- steile D und Ortsinformationen, wo sich diese Defektstelle D befindet oder zumindest in welchem Bereich sich diese Defektstelle D befinden könnte, können dann beispielsweise über eine Ausgabeeinheit 22 der Steuer- und Kontrolleinrichtung 20 ausgegeben werden, beispielsweise in einem Datenspeicher zur Protokollierung hinterlegt werden oder an eine zentrale Überwachungseinheit bzw. Wartungspersonal übermittelt werden etc. The information determined in the calculation unit 21 about the extent of the defect points D and location information, where this defect location D is located or at least in which area this defect location D could be located, can then be output via an output unit 22 of the control and monitoring device 20 be stored, for example, in a data storage for logging or transmitted to a central monitoring unit or maintenance personnel, etc.
Beispiele hierfür sowie ein besonders einfaches Ausführungsbeispiel für eine Lokalisie- rung der Defektstelle D werden im Folgenden anhand von Figur 4 gegeben.
Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 wird mit nur zwei Kontaktstellen K-i, K2 gearbeitet, die wiederum mit dem Pluspol der Gleichspannungsquelle 25 verbunden sind, um eine Gleichspannung U0 zwischen der hier schematisch von oben dargestellten Lei- terschicht 13‘ und dem Objekt (in Figur 4 nicht gezeigt) anzulegen. Wie erläutert, kann das Objekt ebenso wie der Minuspol der Spannungsquelle 25 mit Masse verbunden sein. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 ist keine Wechselspannungsquelle zusätzlich dargestellt. Es ist aber möglich, auch bei diesem Ausführungsbeispiel eine Wechselspan- nungsquelle vorzusehen, wenn dies gewünscht ist. Über geeignete Messeinrichtungen M-i, M2 werden auch hier - wie in der im Zusammen- hang mit Figur 3 beschriebenen Weise - die Ströme \^, l2 an den Kontaktstellen K-i, K2 gemessen, die auftreten, wenn es zu einer Defektstelle D in der Schichtanordnung kommt. Entsprechende Messwerte bzw. Messsignale Mh, Ml2 werden wieder an eine Be- rechnungseinheit 21 der Steuer- und Kontrolleinrichtung 20 übergeben, die wiederum aus der Summe der Ströme \^, l2 das Defektausmaß bestimmen kann und auf Basis der Ein- zelströme \^, l2 auf den Ort der Defektstelle D schließen kann. Examples for this and a particularly simple exemplary embodiment for a localization of the defect location D are given below with reference to FIG. 4. 4, only two contact points Ki, K 2 are used , which in turn are connected to the positive pole of the DC voltage source 25 in order to generate a DC voltage U 0 between the conductor layer 13 'shown schematically from above and the object (FIG. not shown in FIG. 4). As explained, the object as well as the negative pole of the voltage source 25 may be connected to ground. In the embodiment according to FIG. 4, no AC voltage source is additionally shown. However, it is also possible to provide an AC voltage source in this embodiment, if desired. By suitable measuring devices Mi, M 2 are also - as in the hang in connection with Figure 3 described manner - the currents \ ^ l 2 is measured at the contact points Ki, K 2, which occur when there is a defect D in the layer arrangement comes. Corresponding measured values or measurement signals Mh, Ml 2 are again transferred to a calculation unit 21 of the control and monitoring device 20, which in turn can determine the defect extent from the sum of the currents ^, ℓ 2 and based on the individual currents ^ , l 2 can close on the location of the defect D.
Um die Lokalisierung der Defektstelle D möglichst einfach zu machen, ist hier keine durchgehende, sondern eine mäanderförmig strukturierte Leiterschicht 13‘ aufgebracht, welche eine Art schlingenförmig angeordnete Leiterbahn 14 umfasst, die von der ersten Kontaktstelle K-i zur zweiten Kontaktstelle K2 führt. In dem dargestellten Ausführungsbei- spiel gemäß Figur 4 wird dies erreicht, indem die Leiterschicht auf die Oberfläche gleich- mäßig und vollflächig aufgebracht ist, bis auf jeweils von gegenüberliegenden Seiten in die Oberfläche hineinragende, parallel laufende Schlitze 15. Zwischen den Schlitzen 15 verläuft dann die Leiterbahn 14 mit einer definierten Streifenbreite b. Eine solche Struktu- rierung kann beispielsweise durch Abkleben der Schlitze 15 auf der Basisschicht, d. h. der ersten isolierenden Schicht 1 1 , erfolgen. Nach dem gleichmäßigen Aufbringen der elektri schen Leiterschicht 13‘ können dann die Streifen mit dem darauf aufgebrachten Leitlack wieder entfernt werden, so dass die mäanderförmige Struktur gebildet wird. In order to make the localization of the defect D as simple as possible, there is no continuous, but a meander-shaped structured conductor layer 13 'applied, which comprises a kind of loop-shaped conductor 14, which leads from the first contact Ki to the second contact K 2 . In the illustrated exemplary embodiment according to FIG. 4, this is achieved by applying the conductor layer uniformly and over the whole surface to the surface, except for parallel running slots 15 extending from opposite sides into the surface. The slot 15 then extends between the slots 15 Printed circuit 14 with a defined strip width b. Such a structuring can be effected, for example, by masking the slits 15 on the base layer, ie the first insulating layer 11. After the uniform application of the electrical rule conductor layer 13 'then the strips can be removed with the applied thereon Leitlack again, so that the meandering structure is formed.
Mit dieser mäanderförmig strukturierten Leiterfläche kann besonders vorteilhaft mit nur zwei Messeinrichtungen M-i, M2, jeweils einer am Anfang und einer am Ende der mäan- derförmigen Leiterbahnstruktur 13‘, die Position der Defektstelle D in der Korrosions- schutzschicht wie folgt ermittelt werden.
Der aufgrund der Gleichspannung U0 auftretende Gesamtstrom, der über die Defektstelle D abfließt, teilt sich über die Kontaktstellen K-i, K2 auf und fließt jeweils über die Teilstre- cken von der jeweiligen Kontaktstelle K-i, K2 zur Defektstelle D durch die mäanderförmige Struktur 13‘. Dabei gilt prinzipiell: With this meander-shaped structured conductor surface, the position of the defect point D in the corrosion protection layer can be determined particularly advantageously with only two measuring devices Mi, M 2 , one at the beginning and one at the end of the meander-shaped conductor track structure 13 ', as follows. The total current which occurs due to the DC voltage U 0 and which flows off via the defect point D divides via the contact points Ki, K 2 and flows through the meander-shaped structure 13 over the partial stretches from the respective contact point Ki, K 2 to the defect point D '. In principle:
U0 = Ir R1 = · R2 U 0 = Ir R 1 = · R 2
RI und R2 sind dabei die Widerstände der beiden Teilstrecken von den Kontaktstellen K-i, K2 bis zur Defektstelle D. Da näherungsweise davon ausgegangen werden kann, dass ein konstanter Flächenwiderstand über die Leiterbahn vorliegt, sind die Widerstände Ri, R2 proportional zu den Längen a-i, a2 der beiden Teilstrecken: k · U0— IJ · EJ — 12 · a2 k ist dabei eine Proportionalitätskonstante, die für die weitere Berechnung unerheblich ist. Somit gilt weiter:
RI and R 2 are the resistances of the two sections from the contact points Ki, K 2 to the defect point D. Since it can be approximately assumed that there is a constant sheet resistance over the trace, the resistors Ri, R 2 are proportional to the lengths ai, a 2 of the two sections: k · U 0 - I J · E J - 1 2 · a 2 k is a proportionality constant which is irrelevant for the further calculation. Thus, the following applies:
Die Ströme h, l2 in den beiden Anschlussleitungen verhalten sich also umgekehrt propor- tional zu den Längen a-i, a2 der Teilstücke der mäanderförmigen Leiterbahn jeweils von den Kontaktstellen K-i, K2 zur Defektstelle D. Mit der Gesamtlänge L = n a der Leiterbahn zwischen den Kontaktstellen K-i, K2, wobei n die Anzahl der Mäander und a die Streifen- länge der elektrisch leitenden Bahnen ist, folgt für die Position der Defektstelle D: The currents h, l 2 in the two connection lines thus behave inversely proportional to the lengths ai, a 2 of the sections of the meander-shaped track in each case from the contact points Ki, K 2 to the defect point D. With the total length L = na of the track between The contact points Ki, K 2 , where n is the number of meanders and a is the strip length of the electrically conductive paths, follows for the position of the defect point D:
Bei dieser einfachen Berechnung wird davon ausgegangen, dass die Widerstände von der Spannungsquelle zu den Kontaktstellen K-i, K2 vernachlässigbar klein sind, d. h. dass es hier keine Leitungswiderstände gibt oder diese durch entsprechende Maßnahmen ausgeglichen werden.
Um möglichst einfach gleiche Wege und damit Leitungswiderstände zur Verfügung zu stellen und beide Anschlüsse, wenn möglich, über einen Stecker mit zwei Kontaktbahnen kontaktieren zu können, kann auch das Ende der Leiterbahn in die Nähe des Anfangs zurückgeführt werden. Ein Beispiel hierfür ist in Figur 5 dargestellt. Hier liegen die Kon- taktstellen K-i, K2 der mäanderförmigen Leiterstruktur 13‘ unmittelbar nebeneinander. In this simple calculation, it is assumed that the resistances from the voltage source to the contact points Ki, K 2 are negligibly small, ie that there are no line resistances or that these are compensated by appropriate measures. In order to provide as simple as possible the same way and thus line resistances and to be able to contact both connections, if possible, via a plug with two contact paths, and the end of the conductor can be returned to the vicinity of the beginning. An example of this is shown in FIG. Here, the contact points Ki, K 2 of the meander-shaped conductor structure 13 'lie directly next to each other.
Wie diese Beispiele zeigen, kann auf einfache Weise mit Hilfe von zwei Kontaktstellen K-i, K2 und einer geeigneten Strukturierung der Leiterfläche 13‘ der Ort der Defektstelle D rela- tiv gut bestimmt werden. Ist beispielsweise ein Plan über die Lage der Kontaktstellen K-i, K2 bzw. der Strukturierung bekannt, so kann die Suche mit Hilfe der erhaltenen Informati- onen über den Abstand der Defektstelle D von einer der Kontaktstellen K-i, K2 auch hän- disch erfolgen. Vorzugsweise erfolgt dies aber rein rechnerisch, beispielsweise an einem virtuellen Modell des Objekts, und es kann dann komfortabel eine geeignete Ausgabe des virtuellen Modells, beispielsweise auf einem Bildschirm oder einem Ausdruck, erfolgen, in der die Kontaktstelle am Modell markiert ist. As these examples show, the location of the defect point D can be determined relatively well in a simple manner with the aid of two contact points Ki, K 2 and a suitable structuring of the conductor surface 13 '. If, for example, a plan is known about the position of the contact points Ki, K 2 or the structuring, the search can also be performed manually using the information obtained about the distance of the defect point D from one of the contact points Ki, K 2 . Preferably, however, this is done purely mathematically, for example on a virtual model of the object, and it can then conveniently be a suitable output of the virtual model, for example on a screen or a print done in which the contact point is marked on the model.
An dem Beispiel von Figur 4 ist auch schematisch dargestellt, wie eine Ausgabe und/oder Überwachung und/oder Steuerung der Steuer- und Kontrolleinrichtung 20 aus der Ferne erfolgen könnte. So ist die Steuer- und Kontrolleinrichtung 20 hier mit einer Schnittstelle zum Internet WEB versehen (Internet der Dinge), weiterhin gibt es eine serielle Schnitt- steile RS232 für den direkten Anschluss eines Rechners, ebenso gibt es für eine drahtlo- se Kommunikation zu einem Rechner oder Smartphone eine WLAN-Schnittstellen sowie eine BLE-Schnittstelle (Bluetooth Low Energy). Die gesamte Elektronik, beispielsweise die Steuer- und Kontrolleinrichtung, kann auch bevorzugt als Einplatinencomputer mit einem Cape (eine aufgesteckte Messelektronikpla- tine mit der erforderlichen Analogelektronik) realisiert sein. Dieser Einplatinencomputer kann, wie zuvor erwähnt, die Messdatenübertragung und Präsentation im Internet der Dinge übernehmen. Weiterhin kann er als Webserver für das Monitoring und die Paramet- risierung des Sensorsystems dienen. Vorteilhaft kann dies über eine bidirektionale Ver- bindung zwischen Client und Server, z. B. Websocket Protocol, erfolgen. Es könnte aber auch ein übliches Hypertext Transfer Protocol (http) eingesetzt werden, in diesem Fall würde der Client den Server über Polling abfragen, um so die Informationen von dem Ein- platinencomputer vor Ort am Objekt an eine zentrale Steuereinheit zu liefern.
Beispielsweise können so die Kontrollinformationen einer bezüglich des Korrosionszu- standes zu schützenden und zu überwachenden Brücke an eine zentrale Steuereinheit einer Straßenmeisterei oder dergleichen übermittelt werden. The example of FIG. 4 also shows schematically how an output and / or monitoring and / or control of the control and monitoring device 20 could be carried out remotely. Thus, the control and monitoring device 20 is here provided with an interface to the Internet WEB (Internet of Things), there is also a serial interface RS232 for the direct connection of a computer, there is also for a wireless communication to a computer or smartphone, a WLAN interfaces and a BLE interface (Bluetooth Low Energy). The entire electronics, for example the control and monitoring device, can also be preferably realized as a single-board computer with a cape (a plugged-on measuring electronics board with the required analog electronics). As mentioned before, this single-board computer can take over the measurement data transmission and presentation in the Internet of Things. Furthermore, it can serve as a web server for the monitoring and parameterization of the sensor system. This can advantageously be achieved via a bidirectional connection between client and server, eg. B. Websocket Protocol. However, it would also be possible to use a conventional hypertext transfer protocol (http), in which case the client would query the server via polling so as to deliver the information from the on-site single-chip computer to a central control unit. For example, the control information of a bridge to be protected and monitored with regard to the corrosion state can thus be transmitted to a central control unit of a road maintenance or the like.
Entsprechende Schnittstellen und Vorgehensweisen bzw. technische Realisierungen, wie sie im Vorhergehenden für die Steuer- und Kontrolleinrichtung 20 im Zusammenhang mit Figur 4 erläutert wurden, können ebenso bei den anderen Ausführungsbeispielen genutzt werden, auch wenn sie dort nicht explizit dargestellt sind. Corresponding interfaces and procedures or technical implementations, as explained above for the control and monitoring device 20 in connection with FIG. 4, can likewise be used in the other exemplary embodiments, even if they are not explicitly shown there.
Anhand von Figur 6 wird jetzt grob vereinfacht erläutert, wie eine entsprechende Lokali- sierung einer Defektstelle D auf einer unstrukturierten Leiterfläche 13 erfolgen könnte. With reference to FIG. 6, it will now be explained in a largely simplified manner how a corresponding localization of a defect location D on an unstructured conductor surface 13 could take place.
Hierzu ist die Spannungsquelle, welche hier wieder eine Gleichspannungsquelle 25 und eine in Serie geschaltete Wechselspannungsquelle 26 umfasst, über hier z. B. vier Kon- taktstellen K-i, K2, K3, K4 mit der Leiterfläche 13 verbunden. Dementsprechend gibt es auch hier vier separate Strom-Messeinrichtungen M-i, M2, M3, M4, um die Ströme h, l2, l3, l , die jeweils im Falle eines Defekts über die Kontaktstellen K-i, K2, K3, K4 vom positiven Pol der Gleichspannungsquelle 25 aus durch die Defektstelle D zur Objektoberfläche OF laufen, separat messen zu können. Diese Messeinrichtungen M-i, M2, M3, M4 können wie- der in der gleichen Weise wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen aufgebaut sein. Sie liefern die Messwerte Ml-i, Ml2, Ml3, Ml4 wieder an eine Berechnungseinheit 21 der Steuer- und Kontrolleinrichtung 20. Wie in den zuvor genannten Ausführungsbeispielen weist diese auch eine Ausgabeeinheit 22 auf, um die ermittelten Werte bzw. die daraus gewonnenen Werte über das Ausmaß und die Position der Defektstelle D ausgeben und/oder speichern bzw. versenden zu können. Über eine Steuerschnittstelle 23 können wiederum die Gleichspannungsquelle 25 und die Wechselspannungsquelle 26 angesteu- ert werden. For this purpose, the voltage source, which here again comprises a DC voltage source 25 and a series-connected AC voltage source 26, over here z. B. four contact points Ki, K 2 , K 3 , K 4 connected to the conductor surface 13. Accordingly, there are also four separate current measuring devices Mi, M 2 , M 3 , M 4 to the currents h, l 2 , l 3 , l, each in the event of a defect on the contact points Ki, K 2 , K 3rd , K 4 run from the positive pole of the DC voltage source 25 through the defect point D to the object surface OF, to be able to measure separately. These measuring devices Mi, M 2 , M 3 , M 4 can again be constructed in the same way as in the previous exemplary embodiments. They deliver the measured values Ml-i, Ml 2 , Ml 3 , Ml 4 back to a calculation unit 21 of the control and monitoring device 20. As in the aforementioned embodiments, this also has an output unit 22 to the determined values or the thereof The values obtained can be output and / or stored or sent via the extent and the position of the defect site D. The DC voltage source 25 and the AC voltage source 26 can in turn be controlled via a control interface 23.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist prinzipiell der Strom \^, l2, l3, l4, der über eine Kontaktstelle Ki, K2, K3, K4 fließt, abhängig von dem Widerstand zwischen der Kontakt- steile K-i, K2, K3, K4 und der jeweiligen Defektstelle D. Analog zu dem Vorgehen gemäß Figur 4 kann also auch hier aus dem Verhältnis der Ströme h, l2, l3, l die Defektstelle D lokalisiert werden. In this exemplary embodiment, too, in principle, the current I 2 , I 2 , I 3 , I 4 , which flows via a contact point K 1 , K 2 , K 3 , K 4 , depends on the resistance between the contact points K 1 , K 2 , K 3 , K 4 and the respective defect site D. Analogous to the procedure according to FIG. 4, therefore, the defect location D can also be located from the ratio of the currents h, l 2 , l 3 , l.
Beispielsweise könnte aus der Summe der Gruppe der beiden Ströme l2, l3 an den beiden linken Kontaktstellen K2, K3 einerseits und der Summe der Gruppe der beiden Ströme h, l
an den rechten Kontaktstellen K-i, K4 andererseits die horizontale Lage der Defektstelle D in Figur 6 eingegrenzt werden. For example, from the sum of the group of the two currents l 2 , l 3 at the two left contact points K 2 , K 3 on the one hand and the sum of the group of the two currents h, l On the other hand, the horizontal position of the defect point D in FIG. 6 can be delimited at the right contact points Ki, K 4 .
Mit der Summe der Gruppe der Ströme \^, l2 an den beiden oberen Kontaktstellen K-i, K2 und der Summe der Gruppe der Ströme l4, l3 an den beiden unteren Kontaktstellen K4, K3 lässt sich wiederum die vertikale Position der Defektstelle D eingrenzen. With the sum of the group of currents \ ^, l 2 at the two upper contact points Ki, K 2 and the sum of the group of currents l 4 , l 3 at the two lower contact points K 4 , K 3 can in turn be the vertical position of Restrict defect D.
Durch Inhomogenitäten der elektrischen Strömungsfelder und unter Umständen Toleran- zen in der Homogenität der elektrischen Leiterschicht kann die Genauigkeit der Defektpo- sitionsermittlung begrenzt sein. Grundsätzlich kann auf diese Weise aber zumindest zu- nächst ein Defektbereich DB festgestellt werden, in dem sich mit höchster Wahrschein- lichkeit die Defektstelle D befindet. Due to inhomogeneities of the electric flow fields and possibly tolerances in the homogeneity of the electrical conductor layer, the accuracy of the determination of the defect position can be limited. In principle, however, at least initially a defect region DB can be determined in this way, in which the defect point D is most likely to be located.
Um dann eine genauere Defektlokalisation zu erlauben, kann in einer weiteren Stufe eine genauere Suche erfolgen, wobei die Lokalisierung dann auf den bereits in der ersten Stu- fe ermittelten Defektbereich DB beschränkt werden kann. In order then to allow a more precise defect localization, a more precise search can be carried out in a further stage, wherein the localization can then be limited to the defect region DB already determined in the first stage.
Hierzu könnte dann beispielsweise ein Handgerät mit einem Magnetfeldsensor, bei- spielsweise mit zwei oder drei orthogonal angeordneten Hall-Sensoren, verwendet wer- den, um das Magnetfeld zu bestimmen. Die höchste Stromdichte und damit auch das größte lokale Magnetfeld sollte an der Defektstelle D auftreten. For this purpose, for example, a handheld device with a magnetic field sensor, for example with two or three orthogonally arranged Hall sensors, could be used to determine the magnetic field. The highest current density and thus also the largest local magnetic field should occur at the defect point D.
Bei einer bevorzugten Variante wird für die Suche, insbesondere für die Weitersuche in einer nächsten Stufe, nachdem bereits ein Defektbereich DB eingegrenzt wurde, dem Gleichspannungssignal U0 mittels der Wechselspannungsquelle 26 ein Wechselspan- nungssignal U~ überlagert. In diesem Fall können auch mobile Sensoren 30 in Form von induktiven Sensoren oder kapazitiv arbeitenden Sensoren eingesetzt werden, welche in der Lage sind, ein Maß bzw. Messsignal für die (lokale) Stärke des Wechselstroms in der Leiterschicht 13 unter der äußersten Deckschicht 12 zu ermitteln. In a preferred variant, an alternating voltage signal U ~ is superimposed on the DC voltage signal U 0 by means of the AC voltage source 26 for the search, in particular for the further search in a next stage, after a defect area DB has already been limited. In this case, it is also possible to use mobile sensors 30 in the form of inductive sensors or capacitively operating sensors which are able to determine a measurement signal for the (local) strength of the alternating current in the conductor layer 13 under the outermost cover layer 12 ,
Dabei kann die Suche wiederum mit einem mobilen oder mehreren solcher mobil an- bringbaren bzw. mobilen Sensoren 30 erfolgen, die ihre Ergebnisse bzw. die Wechsel- stromdichtemesswerte (Messsignale), z. B. über flexible Kabel, an ein mobiles Gerät 31 weiterleiten.
Anschließend können die mobilen Sensoren 30 versetzt werden, um das Gebiet noch weiter einzugrenzen, bis schließlich die Defektstelle D ausreichend genau lokalisiert wor- den ist. Die Prozessschritte bzw. Verfahrensschritte in einem solchen mehrstufigen Ablauf wird noch einmal anhand von Figur 7 erläutert. In this case, the search can in turn be carried out with a mobile or a plurality of such mobile or mobile sensors 30, which transmit their results or the alternating current density measured values (measurement signals), eg, the sensor. B. via flexible cables, to a mobile device 31 forward. Subsequently, the mobile sensors 30 can be displaced in order to narrow the area even further, until finally the defect location D has been localized sufficiently precisely. The process steps or method steps in such a multi-stage sequence will be explained again with reference to FIG.
In einem ersten Schritt PA wird zunächst eine Gleichspannung angelegt. In einem Schritt PB wird dann der Stromfluss über die Kontaktstellen gemessen und im Schritt PC ausge- wertet, in welchem Defektbereich DB sich die Defektstelle D befinden könnte. In a first step PA, a DC voltage is first applied. In a step PB, the current flow via the contact points is then measured and evaluated in step PC in which defect region DB the defect point D could be located.
In einem weiteren Schritt PD wird dann mittels der Wechselspannungsquelle 26 eine Wechselspannung angelegt, wobei diese Wechselspannung der Gleichspannung überla- gert wird, so dass nach wie vor der kathodische Schutzstrom aufrechterhalten bleibt. In einem Schritt PE wird dann mit den mobilen Sensoren 30 der Wechselstrom detektiert, um so den Defektbereich DB weiter einzugrenzen bzw. die Defektstelle D möglichst ge- nau zu lokalisieren. In a further step PD, an alternating voltage is then applied by means of the alternating voltage source 26, wherein this alternating voltage is superimposed on the direct voltage, so that the cathodic protection current is still maintained. In a step PE, the alternating current is then detected with the mobile sensors 30 so as to further narrow down the defect area DB or to locate the defect location D as accurately as possible.
Der Vorteil der Nutzung eines überlagerten Wechselspannungssignals besteht darin, dass dann mit einer einfachen Spulenanordnung, beispielsweise einer aus zwei oder drei or- thogonalen Spulen aufgebauten Messanordnung, ein dem Stromdichtewechsel proportio- nales Signal gemessen werden kann. Bei einer kapazitiven Messung wird dagegen be- rücksichtigt, dass an der Defektstelle die elektrische Feldstärke am geringsten ist. Ent- sprechend wird hier ein Minimum der elektrischen Feldstärke detektiert. The advantage of using a superimposed alternating voltage signal is that a signal proportional to the current density change can then be measured with a simple coil arrangement, for example a measuring arrangement constructed from two or three orthogonal coils. In the case of a capacitive measurement, on the other hand, it is taken into account that the electric field strength is lowest at the defect location. Accordingly, a minimum of the electric field strength is detected here.
Beispiele möglicher Einsatzgebiete der Erfindung sind, wie bereits erwähnt, der Automo- bilbau oder beliebige Stahlkonstruktionen wie beispielsweise Brücken oder dergleichen. Insbesondere die Zerstörung von Schutzschichten z. B. durch Steinschläge stellt ein po- tentiell vielversprechendes Einsatzgebiet dar. So unterliegen Automobile und Brücken einer ständigen Nutzung, aber auch regelmäßigen Inspektionen. Unkritische Schadstellen brauchen dann nicht ausgebessert zu werden, sofern mittels des erfindungsgemäßen Korrosionsschutz- und -Überwachungssystems (durch Auswertung des Gesamtstroms) festgestellt wird, dass das Ausmaß der Defektstelle nicht besonders groß ist. Werden da- gegen kritische Schadstellen identifiziert, können sie einfacher ausgebessert werden, da sie einfach zu lokalisieren sind. Ganz besondere Vorteile bietet ein solches Korrosions- schutz- und -Überwachungssystem in Wasserwechselzonen, bei denen zum einen eine
stark korrosive Umgebung gegeben ist und zum anderen auch eine ständige mechani- sche Belastung wie beispielsweise im Bereich von Spundwänden oder Offshore- Landungsplattformen. Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorherge- hend detailliert beschriebenen Verfahren und Systemen lediglich um Ausführungsbeispie- le handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel„ein“ bzw.„eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit“ nicht aus, dass diese aus mehreren zusammenwirkenden Teil-Komponenten besteht, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.
Examples of possible fields of application of the invention are, as already mentioned, the automotive or any steel structures such as bridges or the like. In particular, the destruction of protective layers z. Rockfall, for example, represents a potentially promising field of application. Automobiles and bridges, for example, are subject to constant use as well as regular inspections. Uncritical damaged areas need then not be repaired, if it is determined by means of the corrosion protection and monitoring system according to the invention (by evaluation of the total current) that the extent of the defect is not particularly large. On the other hand, if critical defects are identified, they can be repaired more easily because they are easy to localize. Such a corrosion protection and monitoring system offers particular advantages in water change zones, where on the one hand a On the other hand, there is also constant mechanical stress, for example in the area of sheet piling or offshore landing platforms. It is finally pointed out once again that the methods and systems described in detail above are merely exemplary embodiments which can be modified by the person skilled in the art in many different ways without departing from the scope of the invention. Furthermore, the use of the indefinite article "on" or "one" does not exclude that the characteristics in question may also be present multiple times. Likewise, the term "unit" does not exclude that it consists of several interacting sub-components, which may also be spatially distributed if necessary.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
I Korrosionsschutz- und -Überwachungssystem 10 Schichtanordnung I Corrosion protection and monitoring system 10 Layer arrangement
I I erste Isolierschicht I I first insulating layer
12 zweite Isolierschicht 12 second insulating layer
13 Leiterschicht 13 conductor layer
13‘ strukturierte Leiterschicht 13 'structured conductor layer
14 Leiterbahn 14 trace
15 Schlitze 15 slots
20 Steuer- und Kontrolleinrichtung 20 control and monitoring device
21 Berechnungseinheit 21 calculation unit
22 Ausgabeeinheit 22 output unit
23 Steuerschnittstelle 23 control interface
25 Gleichspannungsquelle 25 DC voltage source
26 Wechselspannungsquelle 26 alternating voltage source
30 mobiler Sensor 30 mobile sensor
31 mobiles Gerät 31 mobile device
a Streifenlänge a strip length
a-i, a2 Längen der Teilstrecken ai, a 2 lengths of the sections
b Streifen breite b strip width
D Defektstelle D defect site
DB Defektbereich DB defect area
lK Stromfluss l K current flow
l-i, l2, I3, L Strom li, l 2 , I3, L Electricity
K0 Kontaktstelle K 0 contact point
K1, K2, K3, K4 Kontaktstellen K1, K 2 , K 3 , K 4 contact points
M Medium M medium
M-i, M2, M3, M4 Messeinrichtungen Mi, M 2 , M 3 , M 4 measuring equipment
MI1, Ml2, Ml3, Ml4 Messwerte / MessignaleMI1, Ml 2 , Ml 3 , Ml 4 Measured values / measuring signals
O Objekt O object
OF Oberfläche OF surface
SG Steuersignal SG control signal
SG Steuersignal SG control signal
Uo Gleichspannung Uo DC voltage
U~ Wechselspannung
PA, PB, PC, PD, PE Prozessschritte WEB Schnittstelle U ~ AC voltage PA, PB, PC, PD, PE Process steps WEB interface
RS232 serielle Schnittstelle RS232 serial interface
WLAN Schnittstelle WLAN interface
BLE Schnittstelle
BLE interface
Claims
1. Verfahren zum Korrosionsschutz und zur Korrosionsschutzüberwachung eines leitfähi gen Objekts (O), welches auf einer Objektoberfläche (OF) zumindest eine Schichtanord- nung (10) aufweist, die zumindest 1. A method for corrosion protection and corrosion protection monitoring of a leitfähi gene object (O), which on an object surface (OF) at least one layer arrangement (10), at least
- eine der Objektoberfläche (OF) zugewandte erste Isolierschicht (11 ) aus elektrisch isolierendem Material, a first insulating layer (11) of electrically insulating material facing the object surface (OF),
- eine, optional strukturierte, Leiterschicht (13, 13‘), welche sich auf der von der Objekt- oberfläche (OF) abgewandten Seite der ersten Isolierschicht (11 ) befindet, und an optionally structured conductor layer (13, 13 '), which is located on the side of the first insulating layer (11) facing away from the object surface (OF), and
- eine zweite Isolierschicht (12) aus elektrisch isolierendem Material, welche sich auf der von der ersten Isolierschicht (1 1 ) abgewandten Seite der Leiterschicht (13, 13‘) befin- det, a second insulating layer (12) of electrically insulating material, which is located on the side of the conductor layer (13, 13 ') remote from the first insulating layer (11),
umfasst, wobei includes, where
- zumindest zeitweise eine Spannung (U0, U~) zwischen der Objektoberfläche (OF) und der Leiterschicht (13, 13‘) angelegt wird und - At least temporarily, a voltage (U 0 , U ~ ) between the object surface (OF) and the conductor layer (13, 13 ') is applied and
- zumindest zeitweise ein Auftreten eines Stroms (h, l2, I3, L) zwischen der Objektober- fläche (OF) und der Leiterschicht (13, 13‘) geprüft wird, at least temporarily, an occurrence of a current (h, l 2 , I 3 , L) between the object surface (OF) and the conductor layer (13, 13 ') is checked,
und wobei bei einem Auftreten eines solchen Stroms (h, l2, I3, L), auf Basis zumindest eines Messsignals, welches einen entlang eines Bereichs der Leiterschicht (13, 13‘) flie- ßenden Strom (h, l2, l3, l4) und/oder eine über einen Bereich der Leiterschicht (13, 13‘) abfallende Spannung repräsentiert, eine räumliche Lage einer Durchbruchstelle (D) der ersten Schutzschicht (11 ) zwischen der Objektoberfläche (OF) und der Leiterschicht (13, 13‘) ermittelt wird. and wherein upon occurrence of such a current (h, l 2 , I3, L), on the basis of at least one measuring signal which has a current (h, l 2 , l 3 ) flowing along a region of the conductor layer (13, 13 ') , l 4 ) and / or a voltage dropping over a region of the conductor layer (13, 13 ') represents a spatial position of a breakdown point (D) of the first protective layer (11) between the object surface (OF) and the conductor layer (13, 13 ') is determined.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei bei Auftreten eines Stroms (h, l2, l3, L) zwischen der Objektoberfläche (OF) und der Leiterschicht (13, 13‘) eine definierte Spannung (U0) zwischen der Objektoberfläche (OF) und der Leiterschicht (13, 13‘) gehalten wird. 2. The method of claim 1, wherein upon occurrence of a current (h, l 2 , l 3 , L) between the object surface (OF) and the conductor layer (13, 13 '), a defined voltage (U 0 ) between the object surface (OF ) and the conductor layer (13, 13 ') is held.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die räumliche Lage der Durchbruchstelle (D) auf Basis einer Strom- und/oder Spannungsverteilung, vorzugsweise auf Basis der Ver- hältnisse von Strömen (h, l2, l3, l4) und/oder Spannungen zwischen der Objektoberfläche (OF) und verschiedenen Kontaktstellen (K1, K2, K3, K4) der Leiterschicht, besonders be- vorzugt von Summenströmen von verschiedenen Gruppen (G1, G2, G3, G ) von Kontakt- steilen (K-i, K2, K3, K4) der Leiterschicht (13, 13‘), ermittelt wird.
3. The method of claim 1 or 2, wherein the spatial position of the breakdown point (D) on the basis of a current and / or voltage distribution, preferably based on the ratios of currents (h, l 2 , l 3 , l 4 ) and / or voltages between the object surface (OF) and different contact points (K1, K 2 , K 3 , K 4 ) of the conductor layer, especially of sum currents of different groups (G1, G 2 , G 3 , G) of contact steep (Ki, K 2 , K 3 , K 4 ) of the conductor layer (13, 13 '), is determined.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei verschiedene Ströme (h, l2, I3, I4) und/oder Spannungen zeitlich sequenziell gemessen werden. 4. The method according to any one of the preceding claims, wherein different currents (h, l 2 , I 3 , I 4 ) and / or voltages are measured sequentially in time.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Ermittlung der räumlichen Lage der Durchbruchstelle (D) stufenweise erfolgt, wobei in einer ersten Stufe5. The method according to any one of the preceding claims, wherein a determination of the spatial position of the breakdown point (D) takes place stepwise, wherein in a first stage
Informationen darüber ermittelt werden, ob die Durchbruchstelle in einem ersten räumli- chen Bereich liegt, und in zumindest einer weiteren Stufe eine genauere Verödung der Durchbruchstelle in dem ersten räumlichen Bereich erfolgt. Information can be determined as to whether the break-through point lies in a first spatial area, and in at least one further step, a more precise sclerosing of the break-through point in the first spatial area takes place.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Ermittlung der räumlichen Lage der Durchbruchstelle (D) unter Nutzung zumindest eines mobilen bzw. mobil anbringbaren Messsensors erfolgt, vorzugsweise zumindest einer induktiv und/oder kapazitiv arbeitenden Messelektrode (M-i, M2, M3, M4). 6. The method according to any one of the preceding claims, wherein a determination of the spatial position of the breakdown point (D) using at least one mobile or mobile attachable measuring sensor, preferably at least one inductively and / or capacitively operating measuring electrode (Mi, M 2 , M 3 , M 4 ).
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Ermittlung der räum- lichen Lage der Durchbruchstelle (D) ein Wechselspannungssignal (U~) zwischen der Ob- jektoberfläche (OF) und der Leiterschicht (13, 13‘) angelegt wird, vorzugsweise einer Gleichspannung (U0) überlagert wird. 7. The method according to any one of the preceding claims, wherein an alternating voltage signal (U ~ ) between the Objektoberfläche (OF) and the conductor layer (13, 13 ') is applied, preferably one for determining the spatial position of the breakdown point (D) DC voltage (U 0 ) is superimposed.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf Basis eines/einer zwischen Objektoberfläche (OF) und der Leiterschicht (13, 13‘) gemessenen Stroms (h, l2, l3, l4), vorzugsweise durch eine Stromsummenbildung, und/oder Spannung ein Defekt- ausmaß der Durchbruchstelle (D) der ersten Schutzschicht (11 ) zwischen der Objektober- fläche (OF) und der Leiterschicht (13, 13‘) detektiert wird. 8. The method according to any one of the preceding claims, wherein based on a / between object surface (OF) and the conductor layer (13, 13 ') measured current (h, l 2 , l 3 , l 4 ), preferably by a current summation, and or a defect extent of the breakdown point (D) of the first protective layer (11) between the object surface (OF) and the conductor layer (13, 13 ') is detected.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einem ersten Schritt zunächst auf die Objektoberfläche (OF) eine Schichtanordnung (10) aufgebracht wird, die zumindest 9. The method according to any one of the preceding claims, wherein in a first step, first on the object surface (OF) a layer arrangement (10) is applied, the at least
- eine der Objektoberfläche (OF) zugewandte erste Isolierschicht (11 ) aus elektrisch isolierendem Material, a first insulating layer (11) of electrically insulating material facing the object surface (OF),
- eine, optional strukturierte, Leiterschicht (13, 13‘), welche sich auf der von der Objekt- oberfläche (OF) abgewandten Seite der ersten Isolierschicht (11 ) befindet, und an optionally structured conductor layer (13, 13 '), which is located on the side of the first insulating layer (11) facing away from the object surface (OF), and
- eine zweite Isolierschicht (12) aus elektrisch isolierendem Material, welche sich auf der von der ersten Isolierschicht (1 1 ) abgewandten Seite der Leiterschicht (13, 13‘) befin- det, a second insulating layer (12) of electrically insulating material, which is located on the side of the conductor layer (13, 13 ') remote from the first insulating layer (11),
aufweist.
having.
10. Korrosionsschutz- und -Überwachungssystem (1 ) für ein leitfähiges Objekt (O), wel- ches Korrosionsschutz- und -Überwachungssystem (1 ) zumindest folgende Komponenten umfasst: 10. Corrosion protection and monitoring system (1) for a conductive object (O), which corrosion protection and monitoring system (1) comprises at least the following components:
eine auf einer Objektoberfläche (OF) des Objekts (O) aufzubringende oder aufge- brachte Schichtanordnung (10), welche zumindest a layer arrangement (10) to be applied or applied to an object surface (OF) of the object (O), which at least
- eine der Objektoberfläche (OF) zugewandte erste Isolierschicht (11 ) aus elektrisch isolierendem Material, a first insulating layer (11) of electrically insulating material facing the object surface (OF),
- eine, optional strukturierte, Leiterschicht (13, 13‘), welche sich auf der von der Ob- jektoberfläche (OF) abgewandten Seite der ersten Isolierschicht (1 1 ) befindet, und a, optionally structured, conductor layer (13, 13 ') which is located on the side of the first insulating layer (11) remote from the surface of the object (OF), and
- eine zweite Isolierschicht (12) aus elektrisch isolierendem Material, welche sich auf der von der ersten Isolierschicht (11 ) abgewandten Seite der Leiterschicht (13, 13‘) befindet, a second insulating layer (12) of electrically insulating material, which is located on the side of the conductor layer (13, 13 ') remote from the first insulating layer (11),
aufweist, having,
eine Steuer- und Kontrolleinrichtung (20), welche ausgebildet ist, um zumindest zeit- weise eine Spannung (U0, U~) zwischen der Objektoberfläche (OF) und der Leiter- schicht (13, 13‘) anzulegen und um zumindest zeitweise ein Auftreten eines Stroms (h, l2, I3, L) zu detektieren, a control and monitoring device (20), which is designed to at least temporarily apply a voltage (U 0 , U ~ ) between the object surface (OF) and the conductor layer (13, 13 ') and at least temporarily Occurrence of a current (h, l 2 , I3, L) to detect
wobei die Steuer- und Kontrolleinrichtung (20), dazu ausgebildet ist, um bei einem Auftre- ten eines solchen Stroms (h, l2, I3, L), auf Basis zumindest eines Messsignals, welches einen entlang eines Bereichs der Leiterschicht (13, 13‘) fließenden Strom (h, l2, l3, l4) und/oder eine über einen Bereich der Leiterschicht (13, 13‘) abfallende Spannung reprä- sentiert, eine räumliche Lage einer Durchbruchstelle (D) der ersten Schutzschicht (1 1 ) zwischen der Objektoberfläche (OF) und der Leiterschicht (13, 13‘) zu ermitteln. wherein the control and monitoring device (20) is designed to detect, upon occurrence of such a current (h, l 2 , I 3 , L), on the basis of at least one measurement signal which extends along a region of the conductor layer (13 , 13 ') flowing current (h, l 2 , l 3 , l 4 ) and / or a voltage drop over a region of the conductor layer (13, 13') represented voltage, a spatial position of a breakthrough point (D) of the first protective layer (1 1) between the object surface (OF) and the conductor layer (13, 13 ') to determine.
1 1. Korrosionsschutz- und -Überwachungssystem nach Anspruch 10, wobei die Leiter- schicht (13‘) zumindest eine schlingenförmig angeordnete Leiterbahn (14) umfasst. 1 1. corrosion protection and monitoring system according to claim 10, wherein the conductor layer (13 ') at least one loop-shaped arranged conductor track (14).
12. Objektanordnung (100) umfassend zumindest ein vor Korrosion zu schützendes Ob- jekt (O) und ein Korrosionsschutz- und -Überwachungssystem (1 ) nach Anspruch 10 oder 1 1 . 12. object arrangement (100) comprising at least one object to be protected against corrosion (O) and a corrosion protection and monitoring system (1) according to claim 10 or 11.
13. Leiterschicht-Beschichtungsmaterial, vorzugsweise Leiterschicht-Lack, insbesondere für eine Leiterschicht (13, 13‘) zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der An- sprüche 1 bis 9 und/oder mit einem Korrosionsschutz- und -Überwachungssystem (1 ) nach Anspruch 10 oder 1 1 , welcher zumindest folgende Komponenten umfasst:
(i) zumindest eine leitfähige Komponente, wobei die leitfähige Komponente vorzugsweise Carbon-Nanotubes umfasst; 13, conductor layer coating material, preferably conductor layer paint, in particular for a conductor layer (13, 13 ') for use in a method according to any one of claims 1 to 9 and / or with a corrosion protection and monitoring system (1) according to claim 10 or 11, which comprises at least the following components: (i) at least one conductive component, wherein the conductive component preferably comprises carbon nanotubes;
(ii) optional zumindest ein Lösemittel; (ii) optionally at least one solvent;
(iii) optional zumindest ein Bindemittel; (iii) optionally at least one binder;
(iv) optional zumindest ein Dispergieradditiv. (iv) optionally at least one dispersing additive.
14. Isolierschicht-Beschichtungsmaterial, vorzugsweise Isolierschicht-Lack, insbesondere für eine erste Isolierschicht (11 ) und/oder zweite Isolierschicht (12) zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder mit einem Korrosions- schütz- und -Überwachungssystem (1 ) nach Anspruch 10 oder 1 1 , welcher zumindest folgende Komponenten umfasst: 14. Insulating layer coating material, preferably insulating layer lacquer, in particular for a first insulating layer (11) and / or second insulating layer (12) for use in a method according to one of claims 1 to 9 and / or with a corrosion protection and Monitoring system (1) according to claim 10 or 11, which comprises at least the following components:
(i) Substanz, welche ausgewählt ist aus einem isolierenden Material, bevorzugt aus einem Polymer; (i) a substance selected from an insulating material, preferably a polymer;
(ii) optional zumindest ein Lösemittel; (ii) optionally at least one solvent;
(iii) optional zumindest ein Bindemittel; (iii) optionally at least one binder;
(iv) optional zumindest ein Farbpigment; (iv) optionally at least one colored pigment;
(v) optional zumindest ein Dispergieradditiv; (v) optionally at least one dispersing additive;
(vi) optional zumindest ein Rheologieadditiv. (vi) optionally at least one rheology additive.
15. Verwendung eines Leiterschicht-Beschichtungsmaterials nach Anspruch 13 und/oder eines Isolierschicht-Beschichtungsmaterials nach Anspruch 14 in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder in einem Korrosionsschutz- und -überwachungs- system (1 ) nach Anspruch 10 oder 1 1.
15. Use of a conductor layer coating material according to claim 13 and / or an insulating layer coating material according to claim 14 in a method according to one of claims 1 to 9 and / or in a corrosion protection and monitoring system (1) according to claim 10 or 1 1.
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