Projekt 06352/01

Kathodische Korrosionsschutz-Technik mit solarelektrischer autarker Energieversorgung und spezieller Steuerelektronik für Stahlbetonbauwerke und gefährdete Objekte

Projektträger

SET selected electronic technologies GmbH
Am Marienhof 10
22880 Wedel
Telefon: (04103) 91239-0

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Das Ziel unseres Vorhabens war es, ein modulares, angepasstes und betriebssicheres System mit einer optimierten Gerätetechnik für den kathodischen Korrosionsschutz von Stahlbewehrungen in Beton zu entwickeln und am Ende des Vorhabens ein funktionstüchtiges Schutzsystem vorzustellen. Die Energieversorgung sollte auf der Basis adaptierter solarelektrischer Stromversorgungen realisiert werden, da sie besonders für dezentrale Anwendungen mit geringem Energiebedarf prädestiniert sind und eine wirtschaftliche Alternative zu der konventionellen Versorgung darstellen. In einer Reihe von Anwendungsfällen ist sie die einzige Möglichkeit, das Schutzsystem zu versorgen. Im Rahmen des Vorhabens mussten besonders auch im Hinblick auf die Stromversorgung die Besonderheiten der Schutzobjekte berücksichtigt werden. Es handelte sich hierbei um die Montagemöglichkeiten und um die optimale Ausrichtung der Solarmodule, um die Energiespeicherung und um die Möglichkeit zur Anlagenüberwachung.
Die Korrosion von Stahl-Bewehrungen in Stahl-Betonbauwerken führt zum Teil zu erheblichen materielen Schäden und gefährdet die allgemeine Sicherheit. Als technische Lösung zur Vermeidung von Korrosion bietet sich hier grundsätzlich der kathodische Korrosionsschutz als elektrochemisches Schutzverfahren an.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Vorhaben wurde in enger Zusammenarbeit mit der BAM, der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung Berlin als wissenschaftliche Begleitung zur Korrosionsschutztechnik KKSB und zur Planung und Dimensionierung der Forschungsplattform durchgeführt. Durch die Firma De Nora wurden wir im Hinblick auf die Auswahl der Anoden und des Aufbaus der Plattform beraten. Die SET GmbH hatte die Gesamtverantwortung und war für die Konstruktion und die Entwicklung der Geräte und des Gesamtsystems zuständig.
Zu den Schwerpunkten der Geräteentwicklung zählte die Entwicklung der Schutzstrom- und Ladegeräte.
Bei der Entwicklung konnten wir auf das vorhandene know-how, das wir uns in den letzten 15 Jahren auf den Fachgebieten Korrosionsschutz und Solartechnik erarbeitet hatten, zurückgreifen.
Dieses galt auch für die Auswahl und Anwendung der Solarmodule und der Montagetechniken für die Module. Im Fall der Messelektroden haben wir versucht, kostengünstigere Varianten auf der Basis von CuCuSO4 mit und ohne Diaphragmamantel zu entwickeln. Die Bewährungsprobe müssen diese Bezugs-Elektroden erst im rauen Alltag in der Forschungsplattform bestehen; sie werden dort mit den MNO2-Elektroden verglichen. Als Energiespeicher wurden handelsübliche wartungsfreie Akkumulatoren eingesetzt, die sich in den vergangenen Jahren für Korrosionsschutzanlagen für Rohrleitungssysteme bewährt hatten.


Ergebnisse und Diskussion

Die im Rahmen dieses Vorhabens entwickelten solarelektrisch versorgten Schutzsysteme sind nach Abschluss des Vorhabens als einsatzfähig zu betrachten. Energetische Optimierungen des Gesamtsystems sind erst im Verlauf des weiteren Betriebes und nach weitern Untersuchungen möglich. Die entwickelten Laderegler und Schutzstromgeräte haben bereits im Verlauf des Vorhabens ihre Zuverlässigkeit und Betriebsfähigkeit im Labor und bei artverwandten Einsätzen unter realen Bedingungen bewiesen. Sie wurden im SET-Prüflabor im Klimaschrank und auf dem EMC Prüfplatz eingehend gestresst und vermessen. Auf Grund der vorliegenden, erfreulichen Ergebnisse können die Systeme bereits jetzt in realen Anwendungen an Schutzobjekten eingesetzt werden. Die vorgesehenen eigenfinanzierten Langzeitversuche an der Forschungsplattform stehen noch aus; hierfür ist die ca. 5-jährige Test-, Optimierungs- und Demonstrationsphase ab dem 01.01.2000 vorgesehen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Vorhabensergebnisse werden die beteiligten Firmen durch Veröffentlichungen in Fachzeitschriften, durch Vorträge auf Fachverbandstagungen und z. B. durch Vorort-Präsentationen an der Forschungsplattform sicherstellen.


Fazit

Durch das technische know-how der beteiligten Firmen und durch die Fachkompetenz der beteiligten Mitarbeiter konnte das Vorhaben erfolgreich abgeschlossen werden.

Es wurden energetisch und gerätetechnisch optimierte Gesamtsysteme entwickelt und an der Forschungsplattform auf dem Betriebsgelände der SET GmbH eingesetzt. Durch die firmengebundene Plattform ist auch zukünftig eine weitere freie Erprobung und Weiterentwicklung sichergestellt. Da die Plattform keine bautechnischen Aufgaben zu erfüllen hat - sie dient lediglich als Parkplatz -, können auch zerstörend wirkende Versuche gefahren werden, um die Grenzen der angewandten Technik zu erforschen.

Nach unserem Kenntnisstand stehen jetzt erstmalig, nach Abschluss des Vorhabens KASTELLO, optimierte solarelektrisch versorgte KKSB Systeme für reale Anwendungen zur Verfügung.