Método y dispositivo de protección catódica anticorrosiva.

Método y dispositivo de protección catódica anticorrosiva por corriente impresa para superficies metálicas en contacto con un electrolito,

en el que se utiliza un ánodo inerte, en donde se conecta y desconecta una corriente de protección en periodos sucesivos Pa y Pd, comprendiendo cada período Pd una fase de espera Fe, y una fase de medición y regulación Fmr en la que se mide una diferencia de potencial ΔV entre el potencial Vo en el ánodo inerte y la superficie metálica, y un potencial Vrefmin, en donde en la fase Fmr se mide el tiempo Δt que transcurre entre un instante to en el que se mide el potencial Vo, y un instante t en el que se alcanza el Vrefmin y se establece la magnitud de la corriente de protección y un tiempo de activación ta del siguiente período Pa, en función de ΔV y Δt.

Método y dispositivo de protección catódica anticorrosiva SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se relaciona con métodos de protección catódica anticorrosiva por corriente impresa, para su uso en superficies metálicas en contacto con un electrolito, en particular depósitos de acumuladores de agua caliente, y dispositivos aptos para implementar dichos métodos para mantener la protección.

ESTADO ANTERIOR DE LA TÉCNICA

Son conocidos en el estado de la técnica métodos que hacen referencia a la protección catódica por corriente impresa o de ánodo electrónico, que evite la corrosión electroquímica; esta protección está relacionada con superficies metálicas que están en contacto con un electrolito o medio que es capaz de conducir electricidad, y en particular con depósitos acumuladores de agua caliente.

Dichos métodos cuentan con la ayuda de una corriente de protección externa que es impresa en la superficie metálica a proteger, y utilizan un ánodo inerte que actúa como electrodo de referencia cuando se mide el potencial de dicho ánodo respecto del potencial de la superficie a proteger, y como ánodo de la corriente impresa de protección transmitiendo dicha corriente a través del electrolito a dicha superficie; utilizan también dichos métodos una unidad de control y regulación que realiza funciones de medición, procesamiento y posterior regulación. La corriente de protección se desconecta periódicamente y se mide el potencial existente entre el ánodo inerte y la superficie metálica, comparándose con el potencial de protección de referencia de la superficie metálica.

La patente ES2020584 B3 describe un método y un dispositivo de protección catódica anticorrosiva para superficies metálicas en contacto con un electrolito, con las características arriba mencionadas. La corriente de protección se desconecta periódicamente, existiendo en cada período de desconexión una fase de espera en la cual, y tras un intervalo de tiempo muy pequeño, se mide el potencial existente entre el ánodo inerte y la superficie metálica a proteger; tras la fase de espera existe una fase de regulación, en el que el potencial medido se compara con el potencial de protección de referencia de la superficie metálica, y la diferencia se aprovecha como magnitud regulada en la fase de regulación para la corriente de protección en el siguiente período de activación.

EXPOSICIÓN DE LA INVENCIÓN

El objeto de la invención es el de proporcionar un método de protección catódica anticorrosiva por corriente impresa, para su uso en superficies metálicas en contacto con un electrolito y un dispositivo apto para implementar dicho método para mantener la protección, según se describe en las reivindicaciones. Esta invención es aplicable tanto en depósitos de acumuladores de agua caliente como en cualquier otro contexto en el que haya superficies metálicas sujetas a condiciones que puedan producir corrosión.

Un aspecto de la invención se refiere por tanto a un método de protección catódica anticorrosiva por corriente impresa, con la ayuda de una corriente de protección externa, utilizando dicho método un ánodo inerte que actúa como electrodo de referencia y como ánodo de la corriente de protección, en donde la corriente de protección se conecta en períodos de activación y se desconecta en períodos de desconexión, comprendiendo cada período de desconexión una fase de espera, y una fase de medición y regulación a continuación de la fase de espera, en la que se mide una diferencia de potencial IV entre un potencial, existente entre el ánodo inerte actuando como electrodo de referencia y la superficie metálica, y un potencial de protección de referencia mínimo de la superficie metálica; en la fase de medición y regulación , se mide el tiempo It que transcurre entre un instante en el que se mide el potencial, y un instante en el que se alcanza el potencial de protección de referencia mínimo de la superficie metálica, y se establece la magnitud de la corriente de protección y un tiempo de activación del siguiente período de activación, en función de la diferencia de potencial IV y del tiempo It.

Otro aspecto de la invención se refiere a un dispositivo apto para implementar un método de protección catódica anticorrosiva por corriente impresa, con la ayuda de una corriente de protección externa, que comprende el ánodo inerte que actúa como electrodo de referencia y como ánodo de la corriente de protección, y una unidad de control y regulación que mide la diferencia de potencial IV que se produce entre el potencial existente entre el ánodo inerte actuando como electrodo de referencia y la superficie metálica, cuando se interrumpe la corriente de protección, y un potencial de protección de referencia mínimo de la superficie metálica ajustado en la unidad de control y regulación; dicho dispositivo se adapta progresivamente a las causas que producen la corrosión, midiendo la unidad de control y regulación el tiempo It que transcurre entre el instante en el que se mide el potencial, y el instante en el que se alcanza el potencial de protección de referencia mínimo de la superficie metálica, y estableciendo la magnitud de la corriente de protección y el tiempo de activación del siguiente período de activación, en función de la diferencia de potencial IV y del tiempo It.

Se obtiene un método y un dispositivo que implementa dicho método, que permiten mantener la protección catódica anticorrosiva de una superficie metálica en contacto con un electrolito, como es el caso de un acumulador de agua caliente, regulando de forma automática el potencial de protección de dicha superficie, manteniéndolo en una zona ideal de protección, sin ningún ajuste manual previo del potencial de protección de referencia mínimo de la superficie metálica. Debido a que en el proceso de medición del potencial a que está sometida la superficie a proteger, también se mide el tiempo It que transcurre hasta alcanzar el potencial de protección de referencia mínimo de la superficie metálica, la relación de valores de la diferencia de potencial IV y del tiempo It permite conocer periódicamente su evolución; esta información refleja la evolución de las causas de corrosión externas en el que se encuentra la superficie a proteger, y que pueden sufrir cambios inesperados debido a múltiples factores no controlables. La unidad de control y regulación, en función de los valores de IV y de It medidos en cada período de desconexión de la corriente de protección, define para el siguiente período de activación la corriente de protección adecuada para mantener la superficie en una zona ideal de protección, y el tiempo de activación de dicha corriente, de forma que impida a lo largo del tiempo tanto una baja protección como una sobreprotección de dicha superficie, regulando automáticamente dichos valores.

Estas y otras ventajas y características de la invención se harán evidentes a la vista de las figuras y de la descripción detallada de la invención.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La Figura 1 muestra un gráfico que representa la evolución del potencial V en voltios (v) respecto del tiempo t en segundos (s) , de una superficie metálica en dos situaciones con causas de corrosión diferentes, partiendo ambas del mismo valor de potencial de protección V y con el mismo tiempo de activación ta, e interrumpiéndose la corriente de protección I.

La Figura 2 muestra un diagrama de flujo de una realización del método de protección catódica anticorrosiva por corriente impresa de la invención.

La Figura 3 muestra un gráfico que representa un ejemplo de funcionamiento de la realización del método de protección catódica anticorrosiva por corriente impresa de la invención representado en la Figura 2, mostrando de forma relacionada diferentes períodos de activación Pa y de desconexión Pd con la evolución del potencial V en voltios (v) respecto del tiempo t en segundos (s) en un gráfico superior, y la evolución de la corriente de protección I en miliamperios (mA) respecto del tiempo t en segundos (s) en un gráfico inferior.

La Figura 4 muestra una vista esquemática de las partes principales de una realización de un dispositivo de protección catódica anticorrosiva por corriente impresa de la invención.

EXPOSICIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Se conoce desde hace tiempo el proceso de corrosión electroquímica, en el que un material metálico pierde parte de la energía adquirida en los procesos de transformación, y vuelve a su estado original en la naturaleza oxidándose. Por tanto la corrosión electroquímica es el deterioro de un material metálico en el que se produce un transporte simultáneo...

1. Método de protección catódica anticorrosiva por corriente impresa para superficies metálicas (2) en contacto con un electrolito (3) , con la ayuda de una corriente de protección (I) externa, en particular para depósitos de acumuladores de agua caliente, en el que se utiliza un ánodo inerte (4) que actúa como electrodo de referencia y como ánodo de la corriente de protección (I) , en donde la corriente de protección (I) se conecta en períodos de activación (Pa) y se desconecta en períodos de desconexión (Pd) , comprendiendo cada período de desconexión (Pd) :

una fase de espera (Fe) , y una fase de medición y regulación (Fmr) a continuación de la fase de espera (Fe) , en la que se mide una diferencia de potencial IV entre un potencial (Vo) existente entre el ánodo inerte (4) , actuando como electrodo de referencia, y la superficie metálica (2) , y un potencial (Vrefmin) de protección de referencia mínimo de la superficie metálica (2) , caracterizado porque en la fase de medición y regulación (Fmr) , se mide el tiempo It que transcurre entre un instante (to) en el que se mide el potencial (Vo) , y un instante (t) en el que se alcanza el potencial (Vrefmin) de protección de referencia mínimo de la superficie metálica (2) , y se establece la magnitud de la corriente de protección (I) y un tiempo de activación (ta) del siguiente período de activación (Pa) , en función de la diferencia de potencial IV y del tiempo It, en donde:

• si IV>0, se establece un incremento de la corriente de protección (I) y un tiempo de activación (ta) mínimo predefinido, y

• si IV<0, y el It<t1 tiempo umbral inferior predefinido, se establece un incremento de la corriente de protección

(I) y un tiempo de activación (ta) mínimo predefinido, y

• si IV<0, y el It>t2 tiempo umbral superior predefinido, se establece una reducción de la corriente de protección

(I) y un tiempo de activación (ta) mínimo predefinido, y

• si IV<0, y el t1<It<t2 tiempos umbral inferior y superior predefinidos, siendo It<tr tiempo de referencia predefinido, se establece un mantenimiento de la corriente de protección (I) y un incremento del tiempo de activación (ta) , y

• si IV<0, y el t1<It<t2 tiempos umbral inferior y superior predefinidos, siendo It>tr tiempo de referencia predefinido, se establece una reducción de la corriente de protección (I) y un mantenimiento del tiempo de activación (ta) .

2. Método según la reivindicación 1, en donde se utiliza la temperatura medida en el electrolito (3) para corregir el potencial (Vrefmin) de protección de referencia mínimo de la superficie metálica (2) en las fases de medición y regulación (Fmr) , en función de unos datos almacenados que relacionan valores de potencial (Vrefmin) correspondientes a diferentes temperaturas del electrolito (3) para cada material.

3. Dispositivo apto para implementar un método de protección catódica anticorrosiva por corriente impresa como los definidos por las reivindicaciones anteriores, que comprende un ánodo inerte (4) que actúa como electrodo de referencia y como ánodo de la corriente de protección (I) , y una unidad de control y regulación (5) , caracterizado porque la unidad de control y regulación (5) comprende una unidad de control y proceso (CPU) , una interfaz de medición de potencial (PMI) que recibe unas señales (8) de potencial del ánodo inerte (4) , cuando actúa como electrodo de referencia, y envía unas señales de entrada (6) a la unidad de control y proceso (CPU) , un generador de corriente continua (CCG) que recibe unas señales de salida (7) de la unidad de control y proceso (CPU) , y genera la corriente de protección (I) enviándola al ánodo inerte (4) , y un gestor de potencia (9) que comprende una interfaz de energía eléctrica (EEI) conectada a la red eléctrica (10) , que suministra energía a la unidad de control y proceso (CPU) , ejecutando la unidad de control y regulación (5) el método según las reivindicaciones 1 o 2.

4. Dispositivo según la reivindicación anterior, en donde el gestor de potencia (9) comprende también una batería (BAT) recargable, alimentada por la interfaz de energía eléctrica (EEI) y que puede sustituir a dicha interfaz.

5. Dispositivo según las reivindicaciones 3 o 4, que comprende al menos un sensor de temperatura (11) , preferentemente de tipo NTC, para medir la temperatura del electrolito (3) , enviando dicho sensor (11) unas señales de temperatura (13) a una interfaz de medición de temperatura (TMI) , la cual envía unas señales (12) a la unidad de control y proceso (CPU) , comprendiendo dicha unidad de control y proceso (CPU) una memoria que almacena al menos valores del potencial (Vrefmin) correspondientes a diferentes temperaturas del electrolito (3) para cada material, calculando la unidad de control y proceso (CPU) el valor del potencial (Vrefmin) de protección de referencia mínimo de la superficie metálica (2) en función de las señales de temperatura (12) recibidas.

6. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en donde el ánodo inerte (4) es preferentemente de titanio con un recubrimiento de metales nobles.