Vorrichtung zum Bewuchs- und Korrosionsschutz vor Seewassereintritten in Schiffen

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Schiff mit einer Vorrichtung zum Bewuchs- und Korrosionsschutz von Seewassereintritten im Bootskörper mit angeschlossenen Rohrleitungen durch Anoden als Fremdstromanoden.

[0002] Es hat sich gezeigt, daß Bewuchs- und Korrosionsschutz bei Wassereintritten und Rohrleitungen im Schiffbau sehr bedeutsam sind, da Blockaden und Korrosionsschäden zeit- und kostenintensive Reparaturen erfordern.

[0003] Weiterhin erhöhen Bewuchs und Korrosion das Risiko, daß Seewasserventile, Rohrleitungen und andere wichtige Teile der Ausrüstung in ihrer Funktion beeinträchtigt werden und dadurch eine Gefährdung der Betriebsfähigkeit und Sicherheit des Schiffes entstehen kann.

[0004] Es hat sich gezeigt, daß eine Unterdrückung von Bewuchs und Korrosion technisch aufwendig ist. Das Seewasser beinhaltet eine große Anzahl von Mineralien, beispielsweise Chloride und Sulfide, welche auf viele metallische Werkstoffe einen korrosiven Angriff ermöglichen und zu einem Korrosionsschaden führen können. Weitere Schadchemikalien, so auch Fluor, treten ortsabhängig in unterschiedlichen Konzentrationen auf. Kommen Werkstoffoberflächen wie Rohrinnenwände ständig oder überwiegend mit Seewasser in Berührung, so führen eine Vielzahl an im Seewasser lebenden, pflanzlichen und tierischen Organismen dazu, daß sich diese an den Werkstoffoberflächen ansiedeln. Es kommt zu einem Bewuchsprozeß, welcher auch anaerob, d.h. ohne Sauerstoffzufuhr, ablaufen kann. Auf der anderen Seite spielen sulfatreduzierende Bakterien und Balaniden, wie Seepocken, eine große Rolle, da ein erzeugtes Reduktionsprodukt Sulfid als Salz des Schwefelwasserstoffes ist. Dieser reagiert direkt mit Metallen und schafft sogenannte Korrosionszellen. Sulfidhaltige Korrosionszellen reagieren mit sauerstoffhaltigen Bereichen anodisch und führen zum stetigen Zersetzungsprozeß des Metalls.

[0005] Der natürliche Sulfidgehalt des Seewassers gepaart mit sulfatreduzierenden Organismen und Bakterien sind der Grund für Korrosionsreaktionen metallischer Oberflächen in Form einer elektrochemischen Korrosion.

[0006] Es ist bekannt, diese schiffbautypischen Probleme durch unterschiedliche Bewuchs- und Korrosionsschutzkonzepte zu begegnen. Hierzu zählen kunststoffartige oder keramische Beschichtungen, Einspritzung biozider Präparate, klassische Opferanoden und Fremdstromanoden, um anfällige metallische Werkstoffe vor dem Angriff und der Zerstörung durch chemische oder elektrochemische Reaktionen zu schützen.

[0007] Sowohl im Überwasser- als auch Unterwasserschiffbau hat sich zum Schutz con Rohrleitungssystemen ein Einsatz von Fremdstromanoden als günstiges Präventivmittel herausgestellt.

[0008] Zur Eliminierung der Biosphäre hat sich gezeigt, daß in Seewasser gelöste Kupferionen zelltötend auf Organismen wirken und sich somit nicht mehr in Rohrleitungen ablagern können. Dadurch werden Querschnittsverengungen bis hin zu Verstopfung der Rohrleitungen unterbunden. Die eliminierten Kleinlebewesen sammeln sich vermehrt im angeordneten Seewasserfilter und können von hier aus routinemäßig entsorgt werden. Die Kupferanoden stellen somit einen Bewuchsschutz innerhalb des Rohrleitungssystems sicher.

[0009] Weiterhin hat sich gezeigt, daß gelöstes Aluminium (Aluminiumionen) dem Schutz vor Korrosion dienen. Dabei integriert sich das Aluminiumion in die typische Passivschicht der für seewasserführende Rohrleitungen verwendeten CuNi10Fe-Rohre und stabilisiert diese zusätzlich. Die Rohrinnenwand wird dauerhaft versiegelt.

[0010] Die Bildung einer Passivschicht ist ein Korrosionsschutz und Grund, weshalb CuNi10Fe auf Spezialschiffen eingesetzt wird. Eine ausgebildete Passivschicht hat in ihrer Festigkeit keramikartige Eigenschaften. Dennoch können komplexe Sachverhalte aus der Hydrodynamik des Seewassers die Schutzwirkung stellenweise aufheben und Korrosion begünstigen.

[0011] Aufgrund dieser Erkenntnisse werden Fremdstromanoden in einer entfernten Einbaulage vom Seewassereintritt in die Rohrabschnitte eingebaut. Der Mangel hierbei ist es, daß sich ein kritischer Rohrabschnitt mit einem ungeschützten Bereich zwischen dem Seewassereintritt und der Korrosionsschutzeinheit befindet.

[0012] Diese Mängel treten insbesondere bei U-Booten und Schiffen ohne zentrale Seewasserentnahme auf. Hierbei sind direkt nach Seewassereintritt auf einer Innenseite des Schiffs-/Bootskörpers sicherheitsrelevante Bordabsperrungen montiert.

[0013] Opferanoden-Anwendungen sind nach der DE 25 20 948 A1 auch bei Wellendichtungen von Schiffsschrauben gegen Korrosionen, oder nach US-A-3066090 bekannt.

[0014] Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Anordnung im Bereich des Seewassereintritts zum Schutz der angeschlossenen Rohrleitungen zu schaffen, die bei U-Booten auch einem zu erwartenden Tauchdruck standhalten und einen einfachen Anodenaustausch gewährleisten.

[0015] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die Anode in Ringform flanschartig ausgebildet und am Seewassereintritt festsetzbar ist und die Ringform aus Halbringen unterschiedlicher Werkstoffe zum Freisetzen von Ionen gebildet und die Halbringe als Anodenring durch Kunststoff gegeneinander sowie gegenüber einem Aufnahmebereich am Seewassereintritt durch eine Umhüllung teilweise isoliert sind, wobei eine dem Seewasser zugewandter Innenbereich des Anodenringes als Durchtrittsbereich ohne Isolierung ausgebildet ist.

[0016] Hierdurch wird mit den Werkstoffen der Anode unter Beachtung der zur ausreichenden Freisetzung von Ionen benötigten Masse eine einfache Anordnung geschaffen, der in einem Seewassereintritt als kompakte Einheit einsetzbar und austauschbar ist. Weiterhin sind nur kleine Kontaktflächen zwischen den Anoden zu isolieren.

[0017] Eine gute Werkstoffauswahl der Anoden besteht darin, daß die Werkstoffe der Halbringe durch Kupfer und Aluminium gebildet sind.

[0018] Die Auswahl des zu opfernden Werkstoffes zum Korrosionsschutz hängt von vielen chemischen und elektrochemischen Randbedingungen ab, z.B. eingesetzte Materialpaarungen im Bau des Schiffes, verwendetes Rohrmaterial (Cu, CuNi10Fe, verzinkter Stahl usw.), Seewasserzusammensetzung. Aluminium ist vielfach im Einsatz, wobei auch Eisen als Korrosionsschutz innerhalb dieser Anordnung einsetzbar ist.

[0019] Eine robuste wasserundurchlässige Umhüllung wird dadurch geschaffen, daß der Kunststoff zur isolierenden Umhüllung durch Polyurethan gebildet ist.

[0020] Um eine gleichmäßige Stromversorgung zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, daß die elektrischen Anschlüsse der Halbringe über Leitbleche, wie aus Kupfer, am äußeren Umfang des Anodenringes angeordnet sind.

[0021] Ferner ist zur Isolierung der Anoden und Vermeidung von Spannungen durch Volumenveränderung vorgesehen, daß der Anodenring Durchgangsbohrungen zur Festsetzung über Schrauben aufweist, wobei die Durchgangsbohrungen Isolierbuchsen aufnehmen.

[0022] Zur Halterung des Anodenringes durch Verschrauben ist vorgesehen, daß der Außenbereich des Seewassereintritts mit dem Anodenring durch ein Grobschmutzgitter mit einem außenliegenden Ringelement abgedeckt ist und das Ringelement auf den isolierten Anodenring zur Halterung aufsetzbar ist.

[0023] Weiterhin wird vorgeschlagen, daß das Ringelement durch einen Zinkring gebildet ist, der leitend mit dem Bootskörper verbunden ist.

[0024] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig.1

eine Fremdstromanode als Anodenring aus Halbringen, wobei eine Hälfte eine gemeinsame isolierende Umhüllung aufweist;

Fig. 2

einen Seewassereintritt mit einer Druckkörperdurchführung und eingesetzte Anordnung, der durch ein aufgesetztes Ringelement eines Grobschmutzgitters gehalten ist;

Fig. 3

einen isolierten Anodenring mit freier Innenmantelfläche und

Fig. 4

eine Schnittdarstellung einer Druckkörperdurchführung mit aufgesetztem Anodenring gemäß Fig. 2

[0025] Der dargestellte Anodenring 1 ist aus einzelnen Halbringen 2, 3 als Kupferanode und Aluminiumanode gebildet. Es sind in Anpassung an die Randbedingungen auch andere Werkstoffe möglich. Die beiden Halbringe 2, 3 sind durch einen Kunststoff gegeneinander isoliert und teilweise gemeinsam umhüllt, so daß ein vergossener Ring gebildet wird. Die gebildete Umhüllung 4 und Isolierung aus Polyeurethan als Kunststoff gibt die Halbringe 2, 3 als Anoden im innenliegenden Mantelbereich 5 zum Durchtritt des Seewassers frei.

[0026] Zur Ausbildung elektrischer Anschlüsse der Halbringe 2, 3 und Bildung einer Fremdstromanode sind im äußeren Mantelbereich des Anodenringes 1 an jedem Halbring 2, 3 Leitbleche 6 aus Kupfer aufgebracht, die mit nach außen geführten Kabeln 7 verbunden sind. Diese Leitbleche 6 sind ebenfalls in der Umhüllung 4 aus Kunststoff mit eingeschlossen.

[0027] Ein derartig ausgebildeter Anodenring 1 ist in dieser Ausbildung am Seewassereintritt 8 über Befestigungsschrauben 9 in einer Aufnahme 10 einer Druckkörperdurchführung 11 eines U-Bootes eingesetzt. Zur Befestigung besitzt der Anodenring 1 Durchgangsbohrungen 12, in die entsprechende Isolierhülsen 13 eingesetzt sind.

[0028] In diesem Ausführungsbeispiel ist der Seewassereintritt 8 oberhalb des eingesetzten Anodenringes 1 durch ein Ringelement 14 mit einem Grobschmutzgitter 15 abgedeckt und wird gemeinsam mit der Druckkörperdurchführung 11 über die Befestigungsschrauben 9 verbunden.

[0029] Die angeschlossenen Kabel 7 sind in bekannter Weise über Kabelquetschverschraubungen oder dergleichen durch die Druckkörperdurchführung 11 über eine Schraubbuchse 16 zur Versorgung in das Bootsinnere geführt.

Ansprüche

1. Schiff mit einer Vorrichtung zum Bewuchs- und Korrosionsschutz von Seewassereintritten im Bootskörper mit angeschlossenen Rohrleitungen durch Anoden als Fremdstromanoden, wobei die Anode (1) in Ringform flanschartig ausgebildet und am Seewassereintritt (8) festgesetzt ist und die Ringform aus Halbringen (2, 3) unterschiedlicher Werkstoffe zum Freisetzen von Ionen gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbringe (2, 3) als Anodenring durch Kunststoff gegeneinander sowie gegenüber einem Aufnahmebereich am Seewassereintritt (8) durch eine Umhüllung (4) teilweise isoliert sind,
wobei eine dem Seewasser zugewandter Innenbereich (5) des Anodenringes (1) als Durchtrittsbereich ohne Isolierung ausgebildet ist.

2. Schiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstoffe der Halbringe (2, 3) durch Kupfer und Aluminium gebildet sind.

3. Schiff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff zur isolierenden Umhüllung (4) durch Polyurethan gebildet ist.

4. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse (7) der Halbringe (2, 3) über Leitbleche (6), wie aus Kupfer, am äußeren Umfang des Anodenringes (1) angeordnet sind.

5. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenring (1) Durchgangsbohrungen (12) zur Festsetzung über Schrauben (9) aufweist, wobei die Durchgangsbohrungen (12) Isolierbuchsen (13) aufnehmen.

6. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenbereich des Seewassereintritts (8) mit dem Anodenring (1) durch ein Grobschmutzgitter (15) mit einem außenliegenden Ringelement (14) abgedeckt ist und das Ringelement (14) auf den isolierten Anodenring (1) zur Halterung aufsetzbar ist.

7. Schiff nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement (1) durch einen Zinkring gebildet ist, der leitend mit dem Bootskörper verbunden ist.

Claims

1. Ship having a device for fouling protection and corrosion protection of seawater inlets in the hull with connected piping by means of anodes as impressed-current anodes, the anode (1) being designed flange-like in a ring shape and fixed to the seawater inlet (8) and the ring shape being formed from half rings (2, 3) of different materials for releasing ions, characterised in that the half rings (2, 3) as an anode ring are partially insulated by plastic with respect to one another and with respect to a receiving area at the seawater inlet (8) by a casing (4), an inner area (5), facing the seawater, of the anode ring (1) being designed as a passage area without insulation.

2. Ship according to Claim 1, characterised in that the materials of the half rings (2, 3) are formed by copper and aluminium.

3. Ship according to Claim 1 or 2, characterised in that the plastic for the insulating casing (4) is formed by polyurethane.

4. Ship according to one of Claims 1 to 3, characterised in that the electrical connections (7) of the half rings (2, 3) are arranged via conducting plates (6), such as ones made of copper, at the outer circumference of the anode ring (1).

5. Ship according to one of Claims 1 to 4, characterised in that the anode ring (1) has through-bores (12) for
fixing it by means of screws (9), the through-bores (12) receiving insulating bushes (13).

6. Ship according to one of Claims 1 to 5, characterised in that the outer area of the seawater inlet (8) with the anode ring (1) is covered by a coarse dirt grating (15) having an outer ring element (14) and the ring element (14) can be placed onto the insulated anode ring (1) in order to retain the latter.

7. Ship according to Claim 6, characterised in that the ring element (1) is formed by a zinc ring which is conductively connected to the hull.

Revendications

1. Bateau doté d'un dispositif de protection contre les salissures et la corrosion de prises d'eau de mer dans les coques de bateaux, avec des conduites tubulaires raccordées, en utilisant des anodes an tant qu'anodes à courant imposé, sachant que ladite anode (1) est réalisée en forme de bague, genre bride, et est fixée sur la prise d'eau de mer (8), et que la bague est composée de demi-bagues (2, 3) en matériaux différents, qui sont destinées à dégager des ions, caractérisé en ce que les demi-bagues (2, 3), en tant qu'anode annulaire sont isolées l'une de l'autre par une matière plastique de même que, partiellement, par rapport à une région de réception sur la prise d'eau de mer (8), par une enveloppe (4), sachant qu'une région intérieure (5) de l'anode annulaire (1), orientée vers l'eau de mer, est réalisée sans isolation, en tant que zone de passage.

2. Bateau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les matériaux des demi-bagues (2, 3) consistent en cuivre et en aluminium.

3. Bateau selon revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la matière plastique employée pour l'enveloppe isolante (4) est du polyuréthane.

4. Bateau selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les raccords électriques (7) des demi-bagues (2, 3) sont disposés sur la périphérie extérieur de l'anode annulaire (1), par l'intermédiaire de tôles conductrices (6), par exemple en cuivre.

5. Bateau selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'anode annulaire (1) est dotée de trous de passage (12) pour la fixation au moyen de vis (9), sachant que les trous de passage (12) reçoivent des douilles d'isolation (13).

6. Bateau selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la zone extérieure de la prise d'eau de mer (8), avec l'anode annulaire (1), est recouverte d'une grille de protection (15) contre les salissures grossières, avec un élément annulaire (14), qui est situé à l'extérieur, et que, pour la fixation, l'élément annulaire (14) peut être placé sur l'anode annulaire isolée (1).

7. Bateau selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément annulaire (1) est formé par une bague en zinc, qui est reliée à conduction à la coque du bateau.

Zeichnung