Konzept des kathodischen Schutzes
- KATHODISCHER SCHUTZ
Unter nassen Korrosionsbedingungen ist es aus wirtschaftlichen Gründen nur selten möglich, Beschichtungen mit Edelmetallen zu verwenden, die nicht korrodieren.
Eine der am weitesten verbreiteten Methoden ist der kathodische Schutz, der in der Regel kostengünstig und über einen langen Zeitraum hinweg wirksam ist, wenn diese Technik beherrscht wird und mit einer guten Kenntnis der Umweltbedingungen einhergeht.
Industrielle Anwendungen des kathodischen Schutzes betreffen hauptsächlich:
- erdverlegte oder untergetauchte Rohrleitungen
- unterirdische Tanks, Innenräume von Behältern, in Kombination mit passivem Schutz
- Schutz von Schiffen und Bojen
- Schutz von Hafenanlagen und Offshore-Plattformen
Diese Technik entwickelt sich in neuen Sektoren wie Stahl- oder Spannbetonkonstruktionen (Brückendecks, Pfeiler) und Offshore-Windkraftanlagen.
- PRINZIP DES KATHODISCHEN SCHUTZES
Die Korrosion von Metallen in Kontakt mit wässrigen Medien (Wasser, Boden, Beton) ist elektrochemischer Natur. In diesen Medien zielt die Anwendung der kathodischen Schutztechnik darauf ab, das Polarisationspotential des Metalls auf ein Niveau zu reduzieren, bei dem die Korrosionsrate des Metalls deutlich verringert wird. Die kathodische Schutzschwelle kann thermodynamisch bestimmt werden. Sie entspricht der in den Pourbaix-Diagrammen (Abbildung 2) dargestellten Immunitätsschwelle, die einem Zustand entspricht, ab dem eine Korrosion theoretisch unmöglich wird.
Um das Potenzial des kathodisch zu schützenden Metalls zu verändern, wird eine Anode verwendet, die in demselben Elektrolyten installiert ist. Es gibt zwei Arten von Anoden:
- entweder Anoden mit einem elektronegativeren Potenzial als das zu schützende Metall (galvanische Anode oder Opferanode)
- oder Anoden, die mit einem Stromgenerator gekoppelt sind, der eine Potentialdifferenz zwischen den beiden Metallen erzeugt (Fremdstromverfahren).
Bei der Entscheidung für ein bestimmtes System müssen technische Vergleiche (siehe Tabelle 6) und wirtschaftliche Kriterien (Konstruktion, Ausrüstung, Installation, Wartung, Material- und Energieverbrauch) berücksichtigt werden.
Tabelle kathodischer Schutzsysteme
Der Zweck des kathodischen Schutzes durch Opferanoden besteht darin, die Wirkung des galvanischen Paares (Batterie) zu nutzen, das durch die Verbindung zweier verschiedener Metalle im selben Elektrolyten entsteht: das zu schützende Metall und ein weniger edles Metall, das die Anode bildet. Bei dieser Art von Schutz wird die Anode durch Auflösung verbraucht, indem sie die Oberfläche des zu schützenden Metalls über ihr Immunitätspotential hinaus trägt.
Damit ein Schutz besteht, ist es erforderlich, dass :
- die Batterie fließt, so dass die Anode elektrisch mit dem Metall verbunden ist,
- die zu schützende Oberfläche und die Anode in dieselbe elektrolytische Umgebung eingetaucht sind,
- die Anlage an die zu schützende Oberfläche angepasst ist (Abmessungen, Anzahl, Verteilung der Anoden).
Der Schutz durch Opferanoden hält nicht unbegrenzt an. Er endet mit dem Verschwinden des Opfermaterials oder durch elektrochemische Blockierung. Die Lebensdauer wird durch die Berechnung der Anodendimensionierung und durch Erfahrungswerte (von einigen Monaten bis zu mehreren Jahrzehnten) abgeschätzt.
Es gibt mehrere Opferanodenlegierungen mit unterschiedlichen Eigenschaften und Anwendungen. Für den Schutz von Stahl werden Anoden auf der Basis von Zink-, Aluminium- oder Magnesiumlegierungen verwendet. Aufgrund von Studien und Erfahrungen konnten für jede Legierung die zulässigen Verunreinigungsgrenzen sowie die zur Erzielung der besten Leistung erforderlichen Zusatzelemente bestimmt werden.
AMPERE stellt diese Opferanoden aus Zinklegierung GALVA PROCAT® oder Aluminiumlegierung HYDRAL 2C® seit über 25 Jahren in Frankreich her.
Zwischen 1995 und 2001 übernahm AMPERE die kathodischen Schutzaktivitäten der Unternehmen VIEILLE MONTAGNE für Zinklegierungen und PECHINEY für Aluminiumlegierungen und profitierte so von den Studien und Experimenten dieser beiden großen Industriegruppen.
Wir haben unser Opferanodenwerk in der Mitte Frankreichs aufgebaut und entwickelt. Wir verfügen über moderne und leistungsstarke Produktionsmittel, die eine perfekte Gleichmäßigkeit und ausgezeichnete Qualität unserer Zink-Galva PROCAT®- oder Aluminium HYDRAL 2C®-Legierungen gewährleisten. Unser Angebot an Opferanoden ermöglicht es uns, Anoden von wenigen Gramm bis zu mehr als 300 kg zu liefern.