Schutz von metallischen Badbehältern und Einbauten bei
Vernicklung ohne Aussenstrom
Anodischer Schutz gegen unerw√ľnschte Metallabscheidung bei
Vernicklung ohne Aussenstrom

 

 

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Bedienungsanleitung Protektostat ( PDF )

 

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Das Problem:

Zur Venicklung ohne Aussenstrom ‚Äď kurz ‚Äěchemische Vernicklung genannt ‚Äď werden als Badbeh√§lter entweder solche aus Hart-Polypropylen oder aus Edelstahl verwendet. PPH ( Hart-Polypropylen ), oder bei Nieder-Temperaturb√§dern  PVC , haben zwar auf den ersten Blick den Vorteil , da selbst nichtkatalytisch , dass eine Metallabscheidung auf diesen Materialien nicht stattfindet. Die Erfahrung hat aber leider gezeigt, dass bei l√§ngerem Gebrauch sich auch auf den genannten Kunststoffen autokatalytische Keime bilden. Diese sind dann die Ursache einer sich im Laufe der Zeit verst√§rkenden unerw√ľnschten Nickelabscheidung an den Beh√§lterw√§nden. Die Metallbelegungen k√∂nnen zwar durch Behandlung mit m√§√üig starker Salpeters√§ure abgel√∂st werden. Diese Behandlung f√ľhrt aber bald zu irreversibler Sch√§digung des Wannenmaterials wie auch vorhandener Einbauten, wodurch die Keimabsorption verst√§rkt wird (Aufrauhung). Die S√§urebehandlung muss in immer k√ľrzeren Abst√§nde wiederholt werden. Im √ľbrigen k√∂nnen Wannen gr√∂sseren Inhalts aus konstruktiven Gr√ľnden d. s. Volumina √ľber 1000 bis 1500 l  sowieso nicht preiswert und betriebssicher aus Kunststoff gebaut werden, ganz abgesehen von den dementsprechenden grossen Mengen von Reinigungs-Salpeters√§ure und dem nicht angenehmen Umgang mit diesem Medium. Die konstruktive Alternative dazu ist die Verwendung von Beh√§ltern aus Edelstahl (V2A oder V4A). Es gibt dann keine Temperatur- oder Festigkeitsprobleme. Wenn man einen solchen Beh√§lter mit verd√ľnnter Salpeters√§ure passiviert, kann immerhin ca. 10 bis 30 Arbeitsstunden gearbeitet werden. Aber  dann ist eine neuerliche Passivierung mit Salpeters√§ure nicht zu umgehen. Ob Edelstahl oder Kunststoff, beide Materialien lassen W√ľnsche offen, wobei der Edelstahl zwar (konstruktive) Vorteile bietet,  aber auch die wenig umweltfreundliche regelm√§√üige Salpeters√§urebehandlung erforderlich macht. 

 

Die theoretische Lösung: Elektrochemische Passivierung

 

Diese ist m√∂glich bei Wannen und deren  Einbauten, die aus Edelstahl bestehen. Die Methode hat sich seit Jahren, vor allem bei Gro√üanlagen, bew√§hrt. Sie ist aber auf Installationen jeder Gr√∂√üenordnung mit gleichem Erfolg anwendbar. Bei diesem Verfahren wird der Beh√§lterwand und allen mit dieser elektrisch leitend verbundenen Einbauten, wie Tauchheizk√∂rper, Pumpen oder W√§rmef√ľhler ein elektrisches Potential aufgepr√§gt, das wesentlich positiver ist, als das Mischpotential , das aus elektrochemischen Gr√ľnden (1) (2) an dem zu vernickelnden Werkst√ľck unbedingt vorhanden sein muss, wenn eine Nickelabscheidung erfolgen soll. An denjenigen Metallteilen n√§mlich, die gegen√ľber der Badfl√ľssigkeit ein positives Potential  besitzen, kann eine Freisetzung von Elektronen ( anodischer Vorgang) nicht erfolgen, sondern nur an den Metallteilen, die gegen√ľber der Badfl√ľssigkeit ein gen√ľgend negatives Potential annehmen, das aber ist die Ware, die nicht in leitender Verbindung mit dem Badbeh√§lter und dessen Einbauten ist.
 

Lösungsansatz zur Vermeidung von

unerw√ľnschte Nickelabscheidung

 

Anodischer Wannenschutz


Zur Erzeugung des positiven Passivierungsschutzpotentials schickt man einen schwachen Polarisationsstrom durch die Badfl√ľssigkeit. Dabei ist die Wanne der positive Pol ( Anode) und ein von der Wanne sehr gut isoliertes Edelstahlblech der negative Pol ( Katode).Allerdings kann, wiederum aus elektrochemischen Gr√ľnden, keine einfache Gleichstromquelle benutzt werden, denn die Methode ist nur erfolgreich, wenn man das Potential der Wannenwand am Strom-Minimum exakt und reaktionsschnell konstant h√§lt. Sonst besteht die Gefahr, in das Gebiet des Transpassiv-Potentials (3) zu kommen. Dies muss unter allen Unterst√§nden vermieden werden.

1.

C.Wagner und W. Traud, Z. f. Elektrochemie 44, 391 (1938)

2.

K. M√ľller, Elektrochemische Thermodynamik der stromlosen Metallabscheidung. M. O. 14.Jg. 1960, Nr. 3, S. 68

3.

H. Kaesche, Die Korrision der Metalle, Springer ‚Äď Verlag, Berlin, Heidelberg,  New York, 2. Aufl. 1979, S. 192 .



 

 Die praktische L√∂sung: Protektostat ( = anodisches Wannenschutzger√§t)
 

 

Der ‚ÄěProtektostat ist ein elektronisch geregelter Potentialkonstanthalter, der gleichzeitig ein Stromverst√§rker ist. Das Ger√§t ist also in der Lage , das vorgew√§hlte Potential der Wanne nebst Einbauten, das anodische Schutzpotential konstant im Passivbereich zu halten und zwar durch entsprechende Erh√∂hung oder Erniedrigung des ‚ÄěSchutzstroms, der zwischen wenigen Milliamp√®res ( Normalfall) und einigen Amp√®res    (max. Schutzfall)  liegen kann. Dabei kann das Gebiet der  ‚ÄěTranspassivit√§t nicht erreicht werden.

Verfahrenstechnische Vorteile:

Der ‚ÄěProtektostat gestattet die Verwendung von elektrischen Edelstahl-Tauchheizk√∂rpern oder auch von Oel- oder Dampfbeheizten aus Edelstahl gefertigten Elementen zur W√§rme√ľbertragung, wodurch bekanntlich ungleich bessere W√§rme√ľbertragung m√∂glich ist, als durch Porzellantauchheizk√∂rper oder Doppelmantelheizung, die aus einer Reihe von Gr√ľnden im Zusammenhang mit chemischen Nickelb√§dern als unzweckm√§ssig erkannt worden sind. 

A. Der ‚Äě Protektostat  sch√ľtzt demnach den Badbeh√§lter und alle mit diesem elektrisch leitend verbundenen Einbauten vor Abscheidung unerw√ľnschten Nickels auf ihren Oberfl√§chen.

B. Durch ständige, momentan wirksam werdende elektronische Regelung des Polarisations-(Schutz)stroms bei strenger Konstanthaltung des anodischen (Schutz)potentials werden Materialschäden durch Erreichen der Trans-Passivität mit Sicherheit vermieden.

 

Gerät zum anodischen Anlagenschutz bei Metallabscheidung ohne Aussenstrom

 

Merkmale:

    *Schutzstrom bis max. 20 A.
    * Leistungsaufnahme dabei bis max  250 W
    * Sensorleitungen zur Kompensation  von Spannungsverlusten zum Bad
    *max. Umgebungstemperatur 35¬į C
    *Spannungsversorgung 230 V/50 Hz       Optional: 110 V/60 Hz 
    *Analoge Me√üinstrumente f√ľr Soll und Ist-Spannung sowie Schutzstrom 
    *Analog einstellbares Schutzpotential
    *Analog einstellbare Schutzstrom-Alarmschwelle
    *Modulares Gerätekonzept

 

 

 

Bedienungsanleitung Protektostat Serie 3 im PDF-Format

 

Bedienungsanleitung Protektostat Serie 4 im PDF-Format

 

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