Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Impedanz von Salzwasser


von Wurswasser (Gast)


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Hallo,

ich habe eine Frage:
Ab welcher Frequenz muss man mit Elektrolyse rechnen, z.B. bei 
NaCl-Lösungen?

Der Hintergrund ist ein Fall von Korrosion von Aluminium.
Es wurde die Theorie geäußert, dass Ableitströme (im kHz-Bereich) dazu 
beitragen könnten.

Ich kann überhaupt nicht Einschätzen ob ein Strom mit z.B. 15kHz 
überhaupt Elektrochemische Vorgänge bei z.B. Salzwasser (Herkunft: 
Streusalz) bewirken kann.
Von der Größenordnung reden wir hier vom einstelligen mA-Bereich.

Das hier legt nahe:
http://elib.dlr.de/89946/1/DLR_Wagner_EIS_Grundlagen_und_Anwendungen.pdf
Dass das nicht so ist, bei höheren Frequenzen fließt der Strom über 
diese Doppelschichtkapazität, und es findet kein Übergang von 
Ladungsträgern (also keine Elektrolyse) statt.

Wo kann ich dazu Informationen finden?
Auch Bücher kommen in Frage. Es solte halt für einen normalen 
E-Techniker noch verständlich sein ...

von oszi40 (Gast)


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Wurswasser schrieb:
> Wo kann ich dazu Informationen finden?

Schiffsbau? Alu-Boote?

von Petra (Gast)


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Im Automotive Bereich werden Salzsprühtests ohne Elektrolyse 
durchgeführt. Dafür bei ca. 35°C. Nur die Salzlösung frisst sich über 
die Zeit auch ohne zutun durch eine Alu Legierung. Deshalb dürfen 
aluhältige KFZ Teile im Aussenbereich keine Wabenstruktur oder ähnliches 
haben, wo sich die Salzbrühe sammeln kann.

von nachtmix (Gast)


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Wurswasser schrieb:
> Der Hintergrund ist ein Fall von Korrosion von Aluminium.
> Es wurde die Theorie geäußert, dass Ableitströme (im kHz-Bereich) dazu
> beitragen könnten.

Du brauchst gar keinen externen Strom. Aluminium und Al-Legierungen sind 
auch so schon nicht gegen Salzwasser beständig.
Eine dicke Eloxalschicht kann die Situation verbessern, aber auf Dauer 
den Angriff auch nicht verhindern.

Im Übrigen trifft man nur selten reines Aluminium an, sondern es ist 
regelmäßig mit anderen Metallen wie Si, Mg, Cu,.. legiert um bestimmte 
Eigenschaften zu verbessern.

von Wurswasser (Gast)


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Petra schrieb:
> Im Automotive Bereich werden Salzsprühtests ohne Elektrolyse
> durchgeführt. Dafür bei ca. 35°C. Nur die Salzlösung frisst sich über
> die Zeit auch ohne zutun durch eine Alu Legierung. Deshalb dürfen
> aluhältige KFZ Teile im Aussenbereich keine Wabenstruktur oder ähnliches
> haben, wo sich die Salzbrühe sammeln kann.

Ich weiß, das betroffene Gerät hat diesen (soweit mir bekannt) 
bestanden. Lediglich dieses Weiße Pulverzeug war zu sehen, aber nur 
wenig.

oszi40 schrieb:
> Wurswasser schrieb:
>> Wo kann ich dazu Informationen finden?
>
> Schiffsbau? Alu-Boote?

Ok, werde ich mir ansehen. Ein paar Dinge habe ich schon gelesen, aber 
zur Frequenzabhängigkeit von Elektrolyse war nichts dabei.

Das Problem ist, dass die Korrosion schnell und durch dickes Alu geht - 
mehrere mm.

Meine laienhafte Theoroie wäre gewesen, dass ein Stromfluss Natronlauge 
produziert (aus Salz) und die die Oxydschicht auflöst. Aber dazu muss 
Elektrolyse stattfinden. Und messbaren Strom haben wir nur bei mehreren 
kHz, und da nur bei problematischen Bedingungen und nur einstellige mA.

Daher wäre die Frage, finde bei z.B. 15kHz überhaupt Elektrolyse statt, 
und kann Natronlauge produziert werden.

Das allgemeine Salzproblem liegt momentan bei einem Chemielabor.

von nachtmix (Gast)


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Wurswasser schrieb:
> Meine laienhafte Theoroie wäre gewesen, dass ein Stromfluss Natronlauge
> produziert (aus Salz) und die die Oxydschicht auflöst. Aber dazu muss
> Elektrolyse stattfinden

Du liegst kilometerweit daneben.
Aluminium ist ein sehr unedles Metall, das ohne weiteres mit Wasser 
reagiert.
Der Angriff wird lediglich durch die mechanisch sehr stabile Oxidschicht 
behindert.
Säuren oder Laugen können die Oxidschicht zerstören und bei 
ausreichender Stärke auch das sich dann mit dem Wasser bildende 
Aluminiumhydroxid auflösen. Dann geht der Angriff so rasant, dass die 
ganze Geschichte ans Kochen kommen kann.



Wurswasser schrieb:
> Ich weiß, das betroffene Gerät hat diesen (soweit mir bekannt)
> bestanden. Lediglich dieses Weiße Pulverzeug war zu sehen, aber nur
> wenig.

Den Test würde ich dann als nicht bestanden bezeichnen.
Das "weisse Pulver" war mit 99%iger Sicherheit ein wasserhaltiges 
Aluminiumoxid.

von L. H. (holzkopf)


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Wurswasser schrieb:
> ich habe eine Frage:
> Ab welcher Frequenz muss man mit Elektrolyse rechnen, z.B. bei
> NaCl-Lösungen?
>
> Der Hintergrund ist ein Fall von Korrosion von Aluminium.
> Es wurde die Theorie geäußert, dass Ableitströme (im kHz-Bereich) dazu
> beitragen könnten.

Geht es Dir hauptsächlich um Elektrolyse oder Kontaktkorrosion?
https://de.wikipedia.org/wiki/Chloralkali-Elektrolyse
https://de.wikipedia.org/wiki/Korrosionselement.

Vereinfacht gesagt, liegen dazwischen nämlich "Welten", was den 
Stromfluß anbelangt.

Der übrigens Gleichstrom und kein Wechselstrom ist.
Schon von daher gesehen ist es nicht ganz richtig, nach Frequenzen zu 
fragen, bei denen mit Elektrolyse zu rechnen ist.

Ich nehme an, daß es Dir eher um Kontaktkorrosion geht, die natürlich 
durch das Vorhandensein eines Elektrolytes (z.B. Kochsalz-Lösung) 
begünstigt wird.

Der Strom wird dabei aber i.d.R. nicht extern an die beiden Elektroden 
"angelegt", sondern entsteht durch die chemische Spannungsreihe zwischen 
Metallen:
http://www.chemie.de/lexikon/Elektrochemische_Spannungsreihe.html

Dabei fließt zwar kein hoher Strom, aber über lange Zeit gesehen kann 
auch der geringe Strom Metalle "zerfressen".

Wie nachtmix ganz richtig sagte, gibt es jede Menge von Al-Legierungen.
Da genügen dann schon Legierungs-Unterschiede, um zwischen zwei 
beteiligten Al-Teilen Spannung entstehen lassen zu können.

Grüße

von Wolfgang (Gast)


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L. H. schrieb:
> Dabei fließt zwar kein hoher Strom, aber über lange Zeit gesehen kann
> auch der geringe Strom Metalle "zerfressen".

Ich finde bspw. 50A schon relativ hoch. Das ist alles eine Frage der 
Fläche und des Abstandes zwischen den beiden Metallen.

von L. H. (holzkopf)


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Wo war denn beim TE jemals die Rede von 50A Stromfluß?

Grüße

von Wurswasser (Gast)


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L. H. schrieb:
> Vereinfacht gesagt, liegen dazwischen nämlich "Welten", was den
> Stromfluß anbelangt.
>
> Der übrigens Gleichstrom und kein Wechselstrom ist.
> Schon von daher gesehen ist es nicht ganz richtig, nach Frequenzen zu
> fragen, bei denen mit Elektrolyse zu rechnen ist.

Also die Sache mit der Kontaktkorrosion ist ja bekannt. An der 
chemischen Korrosion ist ein Chemielabor dran, die kucken sich auch eine 
mögliche Kontaktkorrosion an.

Mein Problem ist:
Die Sache mit der elektrochemischen Korrosion durch im Gerät erzeugte 
Ströme steht halt im Raum - man muss allen möglichen Ursachen nachgehen. 
Und Aufgrunddessen wurde der Strom recht genauer gemessen.

Was ich festzustellen versuche ist, ob das die kleinen Ströme Korrosion 
befördern kann oder nicht. Schön wäre ein Ausschluss dieser Sache.

Natürlich kann man das nur ausschließen, wenn man fundiert sagen kann 
z.B. "Ab 5kHz finden kaum noch elektrochemische Vorgänge statt, 
weil...". Eine fundiert Aussage in einem Buch oder Application-Note wäre 
perfekt.

Das im oberen Post verlinkte pdf deutet etwas an, dass bei einigen 
hundert Hz nur noch ein Verschiebungsstrom fließen könnten. Dann würde 
keine Elektrolyse auftreten.

von Rabesam (Gast)


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Kann man bei so stark leitenden Substanzen einen Verlustfaktor 
bestimmen? Habe dies mal mit einem LCR-Meter versucht und es ist mir 
nicht gelungen. Oder muss ich dieses Salzwasser erst als "Dielektrikum" 
zwischen zwei platten schieben um das zu messen?

von Sebastian L. (sebastian_l72)


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Wurswasser schrieb:
> Hallo,
>
> ich habe eine Frage:
> Ab welcher Frequenz muss man mit Elektrolyse rechnen, z.B. bei
> NaCl-Lösungen?
>
> Der Hintergrund ist ein Fall von Korrosion von Aluminium.
> Es wurde die Theorie geäußert, dass Ableitströme (im kHz-Bereich) dazu
> beitragen könnten.
>
> Ich kann überhaupt nicht Einschätzen ob ein Strom mit z.B. 15kHz
> überhaupt Elektrochemische Vorgänge bei z.B. Salzwasser (Herkunft:
> Streusalz) bewirken kann.
> Von der Größenordnung reden wir hier vom einstelligen mA-Bereich.

Wenn es um das "überhaupt" geht, ist die Antwort recht einfach:
Jeder noch so geringe Strom noch so hoher Frequenz wird elektrochemische 
Vorgänge bewirken.

Haben die elektrochemeischen Vorgänge jedoch wesentlich zur Korrosion 
beigetragen?
War Kontakkorrosion (wenn auch nur rumfliegende Eisenpartikel) 
wesentlich?
Wenn da Streusatzspritzer ankommen dann auch Eisenpartikel.

Schlimmer als offensichtliche Lochfrasskorrosion ist die 
interkristalline Korrosion von z.B. AlMgSi-Legierungen - Da hast du das 
unvermittelte "knack und ab".

von L. H. (holzkopf)


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Wurswasser schrieb:
> Was ich festzustellen versuche ist, ob das die kleinen Ströme Korrosion
> befördern kann oder nicht. Schön wäre ein Ausschluss dieser Sache.

Ja, sicher können auch kleine Ströme die Kontaktkorrosion befördern.

Ausschließen kannst Du sie nur dadurch, daß:

1) Du dafür sorgst, daß keinerlei Feuchtigkeit vorhanden ist, bzw. 
besser

2) Du metallische Kontaktstellen "entschärfst". Und zwar durch 
mechanische Verbindungen, die zwar tragfähig sind, aber zueinander auch 
isoliert sind.
Z.B. durch Keramik- oder Kunststoff-Isolatoren.

1) ist sehr sehr schwierig machbar, weil auch Kondenswasser leitend ist.
Hier eine Übersicht zur Leitfähigkeit:
http://www.chemie-master.de/FrameHandler.php?loc=http://www.chemie-master.de/lex/begriffe/l06.html

Wurswasser schrieb:
> Natürlich kann man das nur ausschließen, wenn man fundiert sagen kann
> z.B. "Ab 5kHz finden kaum noch elektrochemische Vorgänge statt,
> weil...". Eine fundiert Aussage in einem Buch oder Application-Note wäre
> perfekt.

So eine Aussage wirst Du vergeblich suchen.
Nochmal:
Diese elektrochemischen Vorgänge basieren auf DC-Stromfluß!

Grüße

von Mike B. (mike_b97) Benutzerseite


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Sebastian L. schrieb:

> Jeder noch so geringe Strom noch so hoher Frequenz wird elektrochemische
> Vorgänge bewirken.

Soweit ich weiss ist der DC-Anteil entscheidend.
Aufgrund der eingeschränkten Beweglichkeit der Ionen in der Lösung kann 
man wohl davon ausgehen, dass AC ohne DC-Anteil nur bis zu einer 
gewissen Frequenz die Elektrolyse auslöst.
Ansonsten werden die gebildeten Ionen den Abstand zwischen Anode und 
Kathode innerhalb der Dauer einer Halbwelle wohl nicht "zurücklegen" 
können, solange der Abstand nicht nur minimal ist, also nicht im unteren 
µm-Bereich.

Sämtliche Werte wie Abstand der Elektroden, Spannung, Strom, Frequenz 
usw. sind dabei natürlich abhängig von der Lösung, Temparatur etc.
So würde ich dies herleiten.

Korrigiert mich wenn ich schief liege.

: Bearbeitet durch User
von nachtmix (Gast)


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Mike B. schrieb:
> Soweit ich weiss ist der DC-Anteil entscheidend.

Und der entsteht ganz von selbst. Aluminium gehört zu den so genannten 
Ventilmetallen. Bevor es Gleichrichter auf Halbleiterbasis gab 
("Trockengleichrichter" mit Selen oder Kupfer(I)oxid) hat man damit 
elektrolytische "nasse" Gleichrichter gebaut.
https://de.wikipedia.org/wiki/Ventilmetall

von L. H. (holzkopf)


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Ich denke hier liegt von Anfang an durch den DLR-Link ein Mißverständnis 
vor. :)

Mike B. schrieb:
> Aufgrund der eingeschränkten Beweglich der Ionen in der Lösung kann man
> wohl davon ausgehen, dass AC ohne DC-Anteil nur bis zu einer gewissen
> Frequenz die Elektrolyse auslöst.

Normalerweise hat AC keinen DC-Anteil, weshalb er generell keine 
Elektrolyse auslösen kann.
Mit der f von AC hat das rein gar nichts zu tun.
Sondern nur damit, daß AC halt nun mal kein DC ist. :)

Man kann aber AC dazu verwenden, um Messungen an Batterien oder auch 
Elektrolyseuren vornehmen zu können, die anders nur sehr schwierig 
machbar sind.
https://www.brs-messtechnik.de/deutsch/grundlagen.html

Im DLR-Link dürfte es auch hauptsächlich darum gehen, durch Messungen 
Rückschlüsse auf die Beschaffenheit bzw. Effizienz von Elektroden ziehen 
zu können.

Egal, ob die nun in Brennstoff-Zellen oder Elektrolyseuren verbaut sind.
Ist ja technisch jeweils eh nur der "umgekehrte" Vorgang.

@ Wurswasser:

Orientier Dich am besten an der elektrochem. Spannungsreihe.
Wenn es Korrosionsprobleme bei Deinen Al-Verbindungen gibt, versuch am 
besten, die mechanisch zu eliminieren.

Wenn das nicht geht, kannst Du alternativ evtl. auf salzwasserbeständige 
Al-Legierungen zurückgreifen.

Die sind z.B. in LLK oder auch stinknormalen Autokühlern verbaut.
Das sind relativ weiche, gut umformbare und sehr gut lötbare 
Al-Legierungen.
Wenn Du z.B. Al-Legierungen verlöten kannst, läuft das im Endeffekt 
darauf hinaus, daß Spalte komplett "abgeschottet" sind; d.h. in sie kann 
nicht mal mehr Wasserdampf eindringen.

Womit das ganze Problem auch todsicher eliminierbar ist.

Grüße

von Mike B. (mike_b97) Benutzerseite


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L. H. schrieb:
> Mike B. schrieb:
>> Aufgrund der eingeschränkten Beweglich der Ionen in der Lösung kann man
>> wohl davon ausgehen, dass AC ohne DC-Anteil nur bis zu einer gewissen
>> Frequenz die Elektrolyse auslöst.
>
> Normalerweise hat AC keinen DC-Anteil, weshalb er generell keine
> Elektrolyse auslösen kann.
innerhalb einer Halbwelle besteht eine Spannung zwischen den Elektroden, 
während der Halbwelle mit der richtigen Polung zwischen Anode und 
Kathode und innerhalb der Dauer mit der für die Elektrolyse notwendigen 
Spannung kann es schon Elektrolyse geben

> Mit der f von AC hat das rein gar nichts zu tun.
umso niedriger f ist umso länger haben die Elektrolyse Zeit um während 
oben beschriebenen Zeitspanne "tätig" zu werden, je höher f umso kürzer 
diese Zeit

> Sondern nur damit, daß AC halt nun mal kein DC ist. :)
richtig, ich meinte einen DC mit AC-Anteil, also eine Mischspannung

von Mani W. (e-doc)


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Ein einfaches Experiment:

Glas Wasser und ein 230 V Kabel, Enden abisolieren und in das
Wasser stecken mit einigen Zentimetern Abstand - dann erst anstecken
und beobachten, dass winzige Luftbläschen sichtbar werden auf beiden
Elektroden...

Einen Salzstreuer nehmen und ein paar Salzkörner einstreuen und noch
einige dazu...


Nach dem Experiment, bei dem man auch den Strom durch das Wasser messen
kann, den Netzstecker ziehen nicht vergessen...

Vorsicht beim Anfassen, das Wasser ist siedend heiß!

Es hängt vom Salzgehalt ab, wie Leitfähig Wasser ist...


PS: Interessant ist auch ein kleiner Schuss Bier obendrauf, es entsteht
dann ein Schaum, in dem blaue Blitze erscheinen, und man hört auch
deutlich das Netzbrummen im Gemisch...

Hinweis: Dieser Versuch kann durch Unachtsamkeit Leben gefährden!

Beitrag #5336861 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Mani W. (e-doc)


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Wurswasser schrieb im Beitrag #5336861:
> Ok,
>
> aber welche Frequenz hat das Energienetz der Steckdose?

Echt lustige Frage!

von Mani W. (e-doc)


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Wurswasser schrieb:
> Ab welcher Frequenz muss man mit Elektrolyse rechnen

Würde mal sagen, bei Null Frequenz, also DC...

von L. H. (holzkopf)


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Mike B. schrieb:
>> Normalerweise hat AC keinen DC-Anteil, weshalb er generell keine
>> Elektrolyse auslösen kann.
> innerhalb einer Halbwelle besteht eine Spannung zwischen den Elektroden,
> während der Halbwelle mit der richtigen Polung zwischen Anode und
> Kathode und innerhalb der Dauer mit der für die Elektrolyse notwendigen
> Spannung kann es schon Elektrolyse geben

Rein theoretisch ja.
Aber inwieweit das überhaupt möglich sein könnte, hängt dann auch sehr 
stark von der Leitfähigkeit des Elektrolytes, dem Spaltmaß, der f und 
der Stromstärke ab.

Selbst bei geringer f ist die bei AC ständig wechselnde Polarisation an 
den Elektroden 
http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/11/aac/vorlesung/kap_11/vlus/polarisation.vlu.html
äußerst hinderlich, daß überhaupt vollständige Elektrolyse stattfinden 
kann.

Bei höheren f dürfte es nur darauf hinauslaufen, daß die Ionen im 
Elektrolyt hin- und herzucken.

Bei Stromstärken im mA-Bereich rührt sich da bei AC kaum Nennenswertes.

Mani W. schrieb:
> Glas Wasser und ein 230 V Kabel, Enden abisolieren und in das
> Wasser stecken mit einigen Zentimetern Abstand -

Mach das besser mit DC.
Aber ja nicht mit 230V!
Vielleicht mal mit 2 bis 3V anfangen. :)

Grüße

von Mani W. (e-doc)


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L. H. schrieb:
> Mach das besser mit DC.
> Aber ja nicht mit 230V!
> Vielleicht mal mit 2 bis 3V anfangen. :)

Danke für die Hinweise...:-)

von Wurswasser (Gast)


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So, ich habe weiter nachgeforscht, und noch ein paar Dinge gefunden.

Dieses Buch:
https://books.google.de/books?id=6X1ogIzqa8oC&pg=PA79&hl=de&source=gbs_toc_r&cad=3#v=onepage&q=frequency&f=false

Behauptet auf S347 folgendes:
"anodic corrosion is very frequency-dependend and at 16 2/3 Hz or 50Hz 
only occures with high current densities"

Naja, bei <10mA kann man vermutlich nicht von hohen Stromdichten 
sprechen. DC-frei sind die Ströme, mehr als 1µA haben wir niemals 
gemessen, meist weniger.

Ich habe noch ein paar weitere Quellen gefunden, wo solche Dinge 
getestet wurden, und man scheint sich einig zu ein, dass für Korrosion 
hauptsächlich DC-Anteile oder Anteile mit niedriger Frequenz eine Rolle 
spielen.

Leider kann man dadurch auch nicht definitiv ausschließen, dass es nicht 
doch Effeekte gibt. Für mich ist es aber wegen dieser Quellen 
unplausibel, dass  die genannten Ableitströme das Problem verursachen.

Ich tippe eher auf irgenwelche Verkabelungsfehler, oder chemischen 
Vorgänge. Die Anlagen werden jetzt eh alle besucht und begutachtet, dann 
werden wir weitersehen.

von Mike B. (mike_b97) Benutzerseite


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L. H. schrieb:

> Mach das besser mit DC.
> Aber ja nicht mit 230V!
> Vielleicht mal mit 2 bis 3V anfangen. :)

Stichwort Elektrochemische Spannungsreihe
https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrochemische_Spannungsreihe

Schmelzflusselektrolysen zur Gewinnung reiner Metalle wie Alu werden 
ebenfalls mit Spannungen von vielleicht 5-50V gefahren
Aber an Strom kann es gar nicht genug sein, Stromstärken von mehreren 
A/m² Elektrodenfläche braucht man schon damit sich da was in einer 
überschaubaren Zeit tut

von L. H. (holzkopf)


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Wurswasser schrieb:
> DC-frei sind die Ströme, mehr als 1µA haben wir niemals
> gemessen, meist weniger.

Wenn die Ströme DC-frei sind, kannst Du m.E. bei den lächerlichen 
Stromstärken Frequenzen als Ursache von Korrosion schlicht und einfach 
vergessen.
Hohe f sowieso aus den gen. Gründen.
Und niedrige eben so, weil es hinten und vorne nicht ausreicht, damit es 
überhaupt zu zerstörender Elektrolyse kommen kann.

Denn, was die elektrochem. Spannungsreihe anbelangt, sollte man auch 
hier versuchen, "auf dem Teppich zu bleiben":
Wir reden hier von Al/Al-Materialpaarung.

Dabei mag es schon Unterschiede bzgl. der Al-Legierungen geben, doch was 
dabei lt. el.chem. Spannungsreihe überhaupt an Volt auftreten KANN, 
dürfte eher geringfügig sein.

Wir haben also weder DC, noch nennenswerte Spannung oder Strom.
Da muß dann schon die Frage erlaubt sein:
Was sollte denn dann die Elektrolyse überhaupt antreiben können.

Unbenommen:
Trotz alledem ist nicht auszuschließen, daß dennoch zerstörende 
Elektrolyse stattfinden könnte.
Aber nur innerhalb langer Zeiträume.

Wurswasser schrieb:
> Ich tippe eher auf irgenwelche Verkabelungsfehler, oder chemischen
> Vorgänge. Die Anlagen werden jetzt eh alle besucht und begutachtet, dann
> werden wir weitersehen.

Denke auch, Du solltest eine evtl. Fehlerquelle wo anders suchen.
Innerhalb welcher Zeit traten Merkwürdigkeiten auf?

Wie sind die äußeren Umstände der Anlagen?
Dampf vorhanden?
Und v.a. welche Schäden traten denn auf?
Wie sind die Al-Verbindungen beschaffen?
Verschraubt?
Evtl. Foto von Schadens-Stellen möglich?

Grüße

von Schlucker (Gast)


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Aluminium, Resp Aluminiumoxid sind nicht gegen Chlorid stabil.

von Mani W. (e-doc)



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Wurswasser schrieb:
> Behauptet auf S347 folgendes:
> "anodic corrosion is very frequency-dependend and at 16 2/3 Hz or 50Hz
> only occures with high current densities"

Ich hatte bereits Ende der 80er für ein Gasversorgungsunternehmen einige
Prototypen gebaut für kathodischen Korrosionsschutz, insbesondere bei
Leitungen, die durch 16 2/3 Hz bzw. Gleichspannung von Straßenbahnen
gekreuzt wurden...

Auf das Rohr wird Minus angelegt und auf eine Magnesiumelektrode in
einigen Zig Metern Entfernung der Pluspol, die Potentialspannung sollte
ca. 2,5 VDC betragen, je nach Isolierung wurde dann ein Strom im Bereich
von Null bis einigen zig mA notwendig...

https://www.google.at/search?q=kathodischer+korrosionsschutz+gasleitung&sa=X&biw=1264&bih=685&tbm=isch&tbo=u&source=univ&ved=0ahUKEwiJhrX0qNHZAhWDbVAKHR9vCUgQsAQIOg


Für Interessierte habe ich den Schaltplan angehängt, der obere Teil ist
ein temperaturgeführter Laderegler für Bleiakkus, der untere Teil zeigt
links einen Taktgenerator und rechts die Konstantstromregelung...

Mit dem zuschaltbaren Taktgenerator wurde damit eine Aus-Zeit von 5 sec
und eine Ein-Zeit von 25 sec vorgegeben, das war dann zum Testen, wie
schnell die Ladung am Rohr zusammenbricht (ist ja ein Kondensator)
durch die Isolierung zum Erdreich...

PS: Urheberrecht liegt bei mir, deshalb hier für Interessierte...

von L. H. (holzkopf)


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Mani W. schrieb:
> Ich hatte bereits Ende der 80er für ein Gasversorgungsunternehmen einige
> Prototypen gebaut für kathodischen Korrosionsschutz, insbesondere bei
> Leitungen, die durch 16 2/3 Hz bzw. Gleichspannung von Straßenbahnen
> gekreuzt wurden...

Danke für den interessanten Hinweis und den Schaltplan. :)
Weißt Du noch, wie sich damals:
- 16 2/3 Hz sowie
- DC
auswirkten?
Gab es da unterschiedliche Schäden/Schadenserscheinungen?
V.a. auch bei welchen Material-Paarungen?

Grüße

von Mani W. (e-doc)


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L. H. schrieb:
> Weißt Du noch, wie sich damals:
> - 16 2/3 Hz sowie
> - DC
> auswirkten?
> Gab es da unterschiedliche Schäden/Schadenserscheinungen?
> V.a. auch bei welchen Material-Paarungen?

Es hat sich gezeigt, dass durch kapazitive und induktive Kopplung
eine Spannung von mehreren mV bis mehreren hundert mV eingekoppelt
wurde, aber fast immer im positven Bereich am Rohr - also genau
verkehrt...

Wahrscheinlich durch irgend welche Gleichrichtereffekte des Bodens
und des isolierten Stahlrohres war das Rohr positiv geladen...

Und dann ist im Falle eines Isolationsdefektes je nach positivem Strom
Richtung Erdreich der Fall, dass dieser kleine Strom über Jahre hindurch
das Rohr schädigt, bis ein Loch entsteht...

Versuche damals zeigten, dass ein Rohr mit 3 mm Wandstärke bei einem
Strom von 1 A in 24 Stunden ein Loch hat...

Jetzt kann man dann nachrechnen, wie lange das bei einem 10 - 15 mm
starkwandigem Rohr verhält, da genügen einige Milliampere - nur eine
Frage der Zeit...

: Bearbeitet durch User
von Mani W. (e-doc)


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Ein Wort noch zur Elektrolyse:

Sinuswechselstrom hat sehr wohl im Medium eine Gleichstromwirkung,
aber nur kurz, dafür regelmäßig...

Einmal ist die Polung so, ein anderes Mal anders, schön langsam steigend
und fallend mit Spannung und Strom...

von Mani W. (e-doc)



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Der erste Schaltplan ist etwas begrenzt auf der linken Seite, deshalb
noch mal...

Der OPV ist ein 324 (mein Liebling meist in Kombi mit 4093),
die Referenzspannungen werden über eine Kombi mit ZD 5V6 und daran
einer grünen Led gewonnen...

von L. H. (holzkopf)


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Mani W. schrieb:
> Ich hatte bereits Ende der 80er für ein Gasversorgungsunternehmen einige
> Prototypen gebaut für kathodischen Korrosionsschutz, insbesondere bei
> Leitungen, die durch 16 2/3 Hz bzw. Gleichspannung von Straßenbahnen
> gekreuzt wurden...

Was meinst - Du aus Deinen Erfahrungen damit - dazu:
Die Ursache für das Auftreten von Korrosionen können doch an sich nur 
unerwünschte Induktionen gewesen sein.

Hervorgerufen z.B. durch DC (ca. 500 bis 600V) von Trambahnen oder AC 
(ca. 5 bis 15kV) von sonstigen Oberleitungsbahnen (Fernbahnen).

Weshalb ich so meine Zweifel habe, ob wir das so ohne weiteres auf die 
Verhältnisse beim TE übertragen können.

Denn er benannte ja seine Stromstärke als im einstelligen mA-Bereich 
liegend. Bei AC.

Aus der Materialpaarung (Al/Al) kommende Spannung können wir an sich 
vergessen, weil die bestensfalls geringfügig sein kann.
Insoweit kann eine Dauereinwirkung durch permanenten Stromfluß (selbst 
unter Anwesenheit leitenden Wassers im Spalt zwischen den Al-Teilen) 
nahezu ausgeschlossen werden.

Zumal es sich bei dem Wasser i.d.R. nur um kondensierten Wasserdampf 
handeln kann.
Was identisch mit dest. Wasser ist, das die schlechteste Leitfähigkeit 
von allen Wassern hat und nahezu in den Bereich von Isolatoren 
eingeordnet werden kann.

Auch wenn wir das von nachtmix Angeführte mit einer evtl. 
"Diodenbildung" heranziehen, braucht man dazu zunächst mal DC.
Und selbst, wenn wir annehmen, wir hätten eine Diodenbildung (durch den 
AC beim TE erzeugt), bliebe dabei davon NUR eine E1-Gleichrichtung 
übrig.
https://de.wikipedia.org/wiki/Gleichrichter#/media/File:Einweggleichrichter_ani.gif

Diese E1-Gleichrichtung würde aber gleichzeitig auch ständigen 
Polaritätswechsel an den beiden Al-Teilen bedeuten.

Versuchen wir, das alles einigermaßen richtig für den Fall des TE 
einzuordnen - was bleibt dann übrig?

Denke nach wie vor, es ist lohnender, nach anderen Ursachen zu suchen.
Oder noch besser:
Sich gar nicht lange damit "aufzuhalten", sondern von vornherein die 
Dinge so zu konstruieren, daß man sich über elektrisch bedingte oder 
geförderte Korrosion gar nicht "den Kopf zerbrechen" muß. :D

Grüße

von Mani W. (e-doc)


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L. H. schrieb:
> Denn er benannte ja seine Stromstärke als im einstelligen mA-Bereich
> liegend. Bei AC.

Dann dauert es eben länger, bis der Lochfrass durchbeißt!

Mani W. schrieb:
> Sinuswechselstrom hat sehr wohl im Medium eine Gleichstromwirkung,
> aber nur kurz, dafür regelmäßig...
>
> Einmal ist die Polung so, ein anderes Mal anders, schön langsam steigend
> und fallend mit Spannung und Strom...

Und die Elektroden lösen sich auf, siehe Glas Wasser mit 230 V/50 Hz
und etwas Salz - ohne Salz dauert es dann länger...


Mehr ist nicht zu sagen...

von L. H. (holzkopf)


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Mani W. schrieb:
> Und die Elektroden lösen sich auf, siehe Glas Wasser mit 230 V/50 Hz
> und etwas Salz - ohne Salz dauert es dann länger...
>
> Mehr ist nicht zu sagen...

Denke schon, daß etwas mehr dabei berücksichtigt werden muß. ;)

a) Leitfähigkeit des Elektrolytes, sowie
b) Stromfluß dabei, sowie
c) Material der beteiligten Elektroden

Der direkteste Zusammenhang bei Redox-Reaktionen zwischen c) 
Anoden-Verschleiß und a) Leitfähigkeit ergibt sich natürlich durch b) 
den Stromfluß dabei.

Das meinte ich w.o. damit, was man denn beim TE großartig erwarten 
sollte.
- kaum Strom vorhanden
- kaum Leitfähigkeit vorhanden (oder doch??)
- und dann auch noch AC

Grüße

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