Kathodischer Korrosionsschutz

Der kathodische Korrosionsschutz für Stahl-Filterbehälter bewährt sich in Trinkwasser-, Schwimmbad- und Industrie-Filteranlagen, auch bei Einsatz von Ozon als Entkeimungsmittel. Diese äusserst korrosiven Oxidationsmittel zerstören Gummierungen und andere organische Korrosionsschutzschichten relativ schnell. Eine Ausbesserung vor Ort ist sehr aufwändig und weniger beständig als eine Beschichtung im Werk. Für den Einbau des kathodischen Korrosionsschutzes spielt es keine Rolle, ob die Filter neu oder schon sanierungsbedürftig sind. Ganz oder teilweise noch vorhandene Beschichtungen/Gummierungen müssen nicht entfernt werden. Rostige Flächen werden mit Hilfe von Spachtel und Stahlbürste grob gereinigt. Sandstrahlung ist nicht nötig.

Drucksandfilter mit kathodischem Korrosionsschutz

1. Automatische elektronische Regelung des Schutzstroms
2. Titan/Mischoxid-Inertanoden
3. Ag/AgCl Referenzelektroden
4. Sicherheitsniveauelektrode
5. Rohrstutzen-Innenschutz
6. Automatische Entlüftung (bauseits)

Guldager hat den kathodischen Korrosionsschutz mit einer elektronischen Regelung versehen, welche den Schutzstrom in Abhängigkeit des Potenzials automatisch regelt. Damit wird der maximale Korrosionsschutz bei optimaler Kalkschutzschicht erreicht. Die zusätzlich integrierte Niveauüberwachung garantiert maximale Sicherheit.

Funktion des kathodischen Korrosionsschutzes

Mischoxidbeschichtete Titananoden werden im Filterbehälter so eingebaut, dass eine gleichmässige Stromverteilung auf die zu schützenden wasserberührten Behälterteile erfolgt. Spezielle Stromdurchführungen, die in Bohrungen durch die Behälterwand geschraubt werden, erlauben eine von der Behälterwand isolierte Stromzuführung auf die Anoden. Der positive Pol der Gleichstromquelle wird an die Stromdurchführungen der Titanelektroden angeschlossen, die dadurch zu Anoden werden. Der negative Pol wird mit dem Behälter verbunden, er wird zur Kathode.

Die angelegten Gleichrichterspannungen liegen üblicherweise zwischen 2 und 12 Volt, die Stromdichten je nach Wasserzusammensetzung und Betriebsbedingungen zwischen 50 mA/m² und 500 mA/m² Kathodenfläche. Dabei fliesst im Wasser ein Gleichstrom von den Inert-Anoden an die Behälter-Innenwandung (Kathode). Dieser Strom ist dem aus diesen Metalloberflächen austretenden Korrosionsstrom entgegen-gerichtet und kompensiert diesen, d.h. der Behälter ist im Gleichstromfeld kathodisch geschützt.

In sauerstoffhaltigem Wasser (Trink- oder Badewasser) laufen in Abhängigkeit von der Wasserzusammensetzung und den Elektrolyse-Stromdichten an den kathodisch polarisierten Behälter-Innenwandungen vorwiegend zwei Einzelektrodenreaktionen ab.

1. Kathodische Reduktion des im Wasser gelösten Sauerstoffes

O₂ + 2H₂O + 4e⁻  →  4OH⁻

2. Kathodische Reduktion des Wassers selbst:

2H₂O + 2e⁻  →  2OH⁻ + H₂

Beide Elektroden-Reaktionen liefern Hydroxid-Ionen, die den pH-Wert des Wassers in der Diffusionsgrenzschicht in unmittelbarer Nähe der kathodisch polarisierten Metalloberfläche erhöhen, d.h. es wird eine kathodische Wandalkalität ausgebildet. Eine messbare pH-Wert Erhöhung des Wassers tritt dabei jedoch nicht auf. Die kathodische Wandalkalisierung führt in der Diffusionsgrenzschicht zur Verschiebung des Kalk-Kohlensäure-Gleichgewichts und damit zur Ausfällung von Calcium-Carbonat. Dieses bildet die kathodische Schutzschicht auf der Metalloberfläche und reduziert den Strombedarf. Der Strom wird mit der Guldager Potenzial-Regelung automatisch reduziert, weshalb die Schutzschicht optimal dünn bleibt.

Die Potenzial-Regelung

Die patentierte Referenzelektrode macht unter anderem den kleinen aber wichtigen Unterschied zu ähnlichen Produkten. Sie ermöglicht eine über Jahre unverändert zuverlässige Messung des Ausschaltpotenzials der Filter. In Verbindung mit der elektronischen Steuerung wird alle 60 Sekunden der benötigte Schutzstrom neu berechnet und automatisch geregelt. Dies bedeutet immer genügend, aber nie zuviel Strom, der zu Verkalkung führen würde.

Um den sehr unterschiedlichen, konstruktiven und betriebsspezifischen Filter- und Wasserverhältnissen gerecht zu werden, verwendet Guldager für kathodische Filterschutzanlagen potenzialabhängige elektronische Regelungen.

Der für den kathodischen Korrosionsschutz notwendige Strom wird in einer vollelektronischen Guldager Regelung, die nach Euronorm geprüft ist, jede Minute geregelt und über eine Mischoxid beschichtete Titananoden- Konstruktion (DVGW-geprüft) in den Behälter eingespeist. Diese Regelung besteht im Wesentlichen aus:

• Ringkerntransformator mit Langsamstarter und Netzgeräuschfilter
• Silizium-Doppelt-Gleichrichter
• Kurzschlusssichere, Switschmode regulierte Gleichstrom-Leistungsmodule für die Zuführung des notwendigen Schutzstroms aufgrund wahlweise konstanter Einschaltpotenzial- oder zyklischer Ausschaltpotenzial-Messungen über je eine Silber/ Silberchlorid-Bezugselektrode pro Anodengruppe. Diese wird an einer Stelle der Behälterwand eingesetzt, wo auf-grund der Anodenplatzierung die geringste Stromdichte herrschen wird. Abhängig vom Messwert der Bezugselektrode wird die Höhe des Schutzstromes so geregelt, dass das Ist-Potenzial an der Filterwand jederzeit mit dem Soll-Potenzial übereinstimmt.
• Betriebszustandsanzeige, digital ablesbar, Spannung, Strom, Soll- und Messpotenzial der verschiedenen Anodengruppen.
• Anzeige, wenn das Messpotenzial mehr als 10% vom Sollpotenzial abweicht (z.B. bei beschädigtem Stromkreis)
• Alarm bei Überschreitung der maximalen Sollwerte für Strom und Potenzialspannung gegenüber den individuell eingestellten Maximal- und Minimalwerten
• Sicherheits-Niveaustand-Überwachung mit Hilfe einer Titanelektrode und vom Gleichstrom-Leistungsmodul galvanisch getrenntem Wechselstrom-Messkreis. Automatische Abschaltung des Schutzstroms bei Vorhandensein von Luft, Ozon oder anderen Gasen, und automatische Wiedereinschaltung nach deren Abführung.
• Alarmanzeige visuell durch Blinken eines roten Alarmpunktes und Anzeige der betroffenen Anodengruppe sowie Anzeige mit Leuchtdioden auf den Modulen. Zusätzlich kann ein Sammelalarm über potenzialfreie Kontakte für Fernmeldung angeschlossen werden.

Die Vorteile der elektronischen Guldager-Potenzial-Regelungen:

• Über 30 Jahre Guldager Erfahrung mit über 2000 Filtern
• Zuverlässiger Dauerschutz
• Sicherheit dank Niveauüberwachung
• Genaue automatische Schutzstrom-Regulierung
• Längere Lebensdauer der Titananoden
• Optimierter Stromverbrauch
• Minimale Kathodenablagerungen
• Einfache und sichere Überwachung
• DVGW-geprüft

Die Wartung der Anlage

Die Wartung der Anlage beschränkt sich auf die wöchentliche Ablesung der Kontrollinstrumente durch den Betreiber. Die Schutzanlage wird zudem von Guldager aufgrund eines Service-Vertrages jährlich kontrolliert und, wenn nötig, revidiert.

Bei den ordentlichen Revisionen des Filters wird dieser jeweils durch einen Guldager Techniker inspiziert und begutachtet. Die Guldager Gruppe hat umfassende Erfahrungen mit dem kathodischen Schutz von Behältern und Filterkesseln.

Fazit

Die Guldager Gruppe hat mit Erfolg das Problem der Korrosion in Wasserbehältern aus Stahl gelöst, seien es Drucksandfilter, Reaktions- und Ausgasebehälter oder Aktivkohlefilter. Effektiver und kontrollierbarer Korrosionsschutz, Wirtschaftlichkeit im Unterhalt und eine einfache Montage sind die hervorstechenden Eigenschaften dieses Systems. Dabei werden sowohl neue wie alte, beschichtete oder aus legierten Stählen bestehende Filter mit Garantie geschützt. Die Montage der Anoden kann in besonderen Fällen ohne Entfernung der Filtermasse ausgeführt werden Wo mit herkömmlichen Methoden ein alter Filterbehälter ersetzt wird, kann mit einer kathodischen Korrosionsschutz anlage in vielen Fällen der alte Filter noch gerettet werden.

Kleiner Unterschied – grosse Wirkung Silber / Silberchlorid Referenzelektrode

Langzeitgarantie

In Abhängigkeit von dem Zustand des Behälters gewähren wir eine Langzeitgarantie von 10 Jahren und mehr. Voraussetzung für die Garantieleistung ist die Einhaltung der Betriebsvorschriften sowie ein Wartungsvertrag mit Guldager (Schweiz) AG.