192976. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fémtárgyak védelmére kóboráramok és/vagy elektrokémiai korrózió ellen elektrolitokban
3 192976 4 A találmány tárgya eljárás fémtárgyak (pl. csővezetékek vagy kábelek) védelmére kóboráramok és/vagy elektrokémiai korrózió ellen elektrolitokban. A kóboráramokat a legtöbb esetben egyenáramú villamos berendezések, alacsony frekvenciájú árammal üzemelő berendezések és egyenáramú vasúti berendezések okozzák. Fémtárgyak kóboráramok elleni védelmére a kővetkező módszerek ismeretesek (lásd .Handbuch des kathodischen Korrosionsschutzes", Verlag Chemie GmbH, 1971., Baeckmann): Kóboráramelvezetés (drenázs): A közvetlen kóboráramelvezetést akkor alkalmazzák, ha a kóboráram okozójához való csatlakozás helyének potenciálja negatívabb, mint a veszélyeztetett tárgyé. Hátránya ennek a módszernek, hogy csak abban az esetben alkalmazható, ha a kóboráram forrása behatárolható, és a veszélyeztetett tárgy közelében van. Ugyanakkor nem biztosít védelmet az ugyancsak meglevő elektrokémiai korrózió veszélye ellen. Irányított kóboráramelvezetés (irányított drenázs): Abban az esetben alkalmazzák, ha a kóboráram okozójához való csatlakozás potenciálja a földhöz és a veszélyeztetett tárgyhoz képest erősen negatív. Ennek a megoldásnak az a legnagyobb hiányossága, hogy a dióda zárófeszültsége a védő funkció ellen hat. Ezen túlmenően a védelembe be nem vont tárgyakat az irányított drenázs fokozott mértékben veszélyezteti. Kóboráramelszívás (szutirázs): Ott alkalmazzák, ahol a kóboráramelvezetés vagy az irányított kóboráramelvezetés nern nyújt kielégítő védelmet a fémtárgynak. A kóboráramokat egyenáramú áramforrás segítségével kényszerítetten kompenzálják. Hiányossága ennek a megoldásnak, hogy csak akkor alkalmazható, ha a kóboi'áram okozója behatárolható, és a veszélyeztetett tárgy közelében van, ugyanakkor az elektrokémiai korrózió elleni védelem nem biztosított. Az egyenárambetáplálás energiaigénye igen nagy, és szekunder kóboráramokat okoz. A kóboráramokat nem vezetik el. A szutirázs károsítja a kóboráram forrását (vasúti berendezések esetében a síneket) A szutirázs által biztosított védelem egy igen kis tartományra korlátozódik, és energiafelhasználás szempontjából gyakran nincs arányban a ráfordítás az elérhető eredménnyel. A hatósugáron belül levő, de a védelembe be nem vont fémtárgyak és vasbetontárgyak igen erős veszélyeztetésnek vannak kitéve. Másodlagos hatásként a vezérelt szutirázs zavaró módon befolyásolja a hírközlési és adatátviteli berendezéseket. Katódos korrózióvédelem: Ha a kóboráram okozójához való villamos csatlakozás gazdaságtalan vagy technikailag lehetetlen, katódos korrózióvédelmet alkalmaznak. Hiányossága ennek a megoldásnak, hogy a kóboráram okozója által előidézett potenciálingadozások nem küszöbölhetők ki, a betáplált védőáram pedig mindig nagyobb a tulajdonképpen szükségesnél. Ezenkívül túlpolarizálás következik be, ami a védendő fémtárgy számára járulékos veszélyeztetést jelent, és az érvényes előírások szerint tilos. Ezek a hiányosságok érvényesek mind a szabályozott, mind a szabályozatlan katódos védőberendezésekre. Összefoglalva a fentieket, azt kell megállapítani, hogy a jelenlegi technikai szintnek megfelelő eljárások minden esetben csak részmegoldást jelentenek, és csak meghatározott feltételek mellett alkalmazhatók, illetve csak kedvező viszonyok esetében vezethetnek a probléma megoldásához. A gyakorlatban azonban a kóborárampi'oblémák általában komplex módon együtt jelentkeznek másfajta korróziós problémákkal (pl. talajkorrózió) Ezek a ténylegesen fenálló problémák a jelenleg ismert módszerekkel nem oldhatók meg. A leírt eljárások ugyanakkor mindig egy adott konkrét helyzethez vannak kötve. Ezen helyzet megváltozása (pl. kóboráram okozója, és/vagy a védendő tárgyak geometriai elrendezésének megváltozása) esetén teljesen új koncepció alapján kell az elektrolitban elhelyezkedő fémtárgy védelmét biztosítani, ami a legtöbbször járulékos beruházást is igényel. Alapvetően mindig abból indulnak ki, hogy a korrózió korlátozása érdekében a csővezetékek hibátlan szigetélését kell biztosítani. A találmány célja olyan eljárás létrehozása elektrolitokban elrendezett fémtárgyak korrózió elleni védelmére, amely lehetővé teszi általános kóboráram- és/vagy elektrokémiai korróziós problémák megoldását, ugyanakkor kiküszöböli a meglevő eljárások beruházási, üzemeltetési,karbantartási és fenntartási költségeivel kapcsolatos hátrányokat, valamint a működésmódjukból eredő hiányosságokat. A találmány feladata fémtárgyak kóboráram és/vagy elektrokémiai korróziós viszonyok által meghatározott korróziósebességének komplex védőrendszert eredményező eljárás útján történő csökkentése. A feladat megoldása olyan eljárás, amelynek során a korróziós folyamatokat irányított villamos energia segítségével lassítjuk, a fémtárgyon megjelenő kóboráramok hatására bekövetkező elektrolitikus oldódást pedig a kóboráramok elektronvezetés útján történő elvezetésével csökkentjük, és amelynél a találmány értelmében a védendő fémtárgy mentén meghatározzuk a legpozitivabb potenciálcsúcsokkal rendelkező helyeket, ezeken a helyeken a védendő fémtárgyon áramcserepontokat alakítunk ki, célszerűen sekélyföldelők alkalmazásával, és az ily módon kiegyenlített rendszert átfogó - célszerűen mélyföldelős - katódvédelemmel látjuk el. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
