Katodisk beskyttelse gjennom tilført strøm

Vi kan ofte sikre store konstruksjoner mer kostnadseffektivt mot korrosjon om vi tilfører strøm i stedet for å bruke offeranoder. Denne formen for korrosjonsbeskyttelse kalles ICCP (Impressed Current Cathodic Protection). ICCP-systemer bruker permanente anoder som er kopla til en strømkilde, f.eks. en AC-likeretter eller et DC-solcellepanel).

Permanente anoder for ICCP-systemer er tilgjengelige i mange former og størrelser. De er ofte forma som rør eller stenger. De kan også være kontinuerlige band av forskjellige edle materialer, for eksempel høysilisium-støpejern, grafitt eller blanda metalloksid (MMO, Mixed Metal Oxide). Disse banda er festa til rørsystemet hele veien, og de er flate fordi de da får større anleggsflate mot materialet de skal beskytte.

ICCP-systemet på et skip består av disse komponentene: likeretter, referanseelektroder, permanente anoder, anodebeskyttelse, jordingsutstyr for aksel og eventuelt kontrollpanel.

Likeretter (og kontrollpanel)

En likeretter kan konvertere en vekselstrøm fra ei strømforsyning til en likestrøm. Likeretteren leverer likestrøm til de permanente anodene. Likerettere er tilgjengelige i mange størrelser (f.eks. fra 50 ampere til 1200 ampere), og de har måleinstrumenter som viser strømutgangen til hver anode.

Likeretterne kan også utstyres med over- og underbeskyttelsesalarmer og koples til en sentral kontrollenhet ved behov. Kontroll er særlig viktig ved bruk av ICCP-systemer i omgivelser der elektrolytt (fuktighet) kan forandre seg. I kjente omgivelser er det ofte ikke nødvendig med kontrollpanel fordi elektrolytten er lik hele tida, og beskyttelsesstrømmen er utregna og justert til en fast verdi i likeretteren.

Referanseelektroder

Referanseelektroder er elektroder som er innfelt i skroget, og som måler det elektriske potensialet (forskjellen i spenning) i grensesnittet mellom skrog og sjøvann. Signalene fra elektrodene overføres til kontrollpanelet, som øker eller reduserer strømtilførselen til anoden slik at vi unngår under- og overbeskyttelse.

Permanente anoder

De permanente anodene tilfører elektrisk strøm (elektroner) som beskytter stålet mot korrosjon. Anodene kan være langsgående og montert på skrogets overflate, eller de kan være sirkulære og innfelt i skroget for å minimere motstand ved framdrift.

Disse anodene består av edle materialer som blanda metalloksid (MMO), grafitt, platina osv. En typisk installasjon kan ha to sirkulære anoder i baugområdet (en på hver side) og to lineære anoder i akterområdet (en på hver side).

Anodebeskyttelse

Strømmen som frigjøres av de permanente anodene, kan skade beskyttelsesbeleggene i det omkringliggende området. Derfor påføres det et tjukt kittlignende belegg rundt anodene for å redusere skadevirkningene.

Jordingsutstyr for aksel

Jordingsutstyr øker den katodiske beskyttelsen til propell- og propellakseloverflater. Utstyret består av høyeffektive sølvbelagte glideringer og sølvgrafittbørster som er festa til propellakselen. Dette utstyret reduserer reduserer også faren for gnist-erosjonsskader på aksellagre.

Effektiviteten kan overvåkes med en valgfri akseltilstandsmonitor. Også ror- og stabilisatorbindingskabler leveres i samme system. Dette er spesielle kabler som tilfører strømmen til systemet. Her benyttes ikke skroget som en strømførende leder.

ICCP-systemer kan også brukes til nedgravde rørledninger. Rørledninger for farlige produkter leveres fra fabrikk med et beskyttende belegg, supplert med katodisk beskyttelse. Et system for katodisk beskyttelse med tilført strøm for ei rørledning består av to slags elementer: en likestrømskilde, for eksempel en AC-drevet transformator eller likeretter, og en eller flere anoder som er gravd ned i bakken.

Det er flere faktorer som avgjør styrken på den tilførte strømmen, blant annet størrelsen på rørledninga og beleggkvaliteten. Den positive DC-utgangsterminalen blir kopla til anodeområdet via kabler. En annen kabel kopler den negative terminalen fra likeretteren til rørledninga, helst gjennom koplingsbokser slik at det blir mulig å måle både spenning og strømstyrke.

Installasjon

Anodene kan installeres i ei jordseng som består av et vertikalt hull fylt med strømførende kull. Anodene kan også legges i ei forberedt grøft, omgitt av strømførende (grafittholdig) kull. Grøfta fylles so med jord. Strømførende kull er et materiale som forbedrer ytelsen og levetida til anodene.

Anodestørrelsen og nedgravingsmetoden avhenger av bruksområde, plassering og jordresistivitet. Vi må blant annet måle spenningspotensialet mellom røranlegg og omgivelser (rør-til-jord) og mellom rør og anoder. Ut fra resultatene må vi regulere strømmen som skal tilføres, til det optimale nivået.

Ei rørledning kan påvirkes av alt som fins i jorda, fra andre rørledninger og nedgravde kabler til mineraler og vann. Vi må derfor ta hensyn til slike påvirkningskilder i nærheten av ledninga.

Om vi bruker en strømkilde som kan reguleres, sikrer vi oss kontroll over hvor sterk beskyttelse et CCCP-system skal gi, slik at vi unngår for rask korrosjon. I et ubeskytta system derimot kan krypstrømmer øke korrosjonshastigheten.

Begge metodene for korrosjonsvern har fordeler og ulemper.

Fordeler

Ulemper