DK158747B - Anodeenhed til katodisk beskyttelse med paatrykt stroem - Google Patents

Description

j DK 158747 B

Den foreliggende opfindelse angår en anodeenhed til kato-disk beskyttelse med påtrykt strøm af en neddykkelig konstruktion f.eks. en olieboreplatform til havs, hvor anodedelen omfatter en langstrakt bæreanordning, der bærer en langstrakt elektrode langs sin længde.

® Katodisk beskyttelse er hovedforsvaret ved korrosionskontrollen af stålkonstruktioner under marine betingelser. Medens offeranoder kan anvendes til dette formål, er levetider på 25 og 30 år, der er specificeret som det teoretisk maksimum for disse anoder tvivlsomme. Offeranoder har naturligvis den fordel, at de giver umiddelbar beskyttelse af konstruktionen, når den er neddykket. Påtrykt strøm til katodisk beskyttelse kræver jævn-strømskrafttilførsel, og der kan være betydelige problemer på grund af andre begrænsninger med at tilvejebringe 15 denne effektivt på en off-shore konstruktion. Yderligere er eksisterende anodeenheder med påtrykt strøm baseret på langtidsanoder med kraftig belægning af platin på f.eks. et substrat af niobium. Disse anoder er umådeligt kostbare.

20

Det er klart, at i mange tilfælde ville tilvejebringelsen af et system med forholdsvis kort middellevetid være en betydelig fordel (f.eks. fra 3 til 10 års forventet levetid ). En sådan trykt kredsløbsanode ville være forholds-vis billig og let at installere. Alle anoder med påtrykt strøm har den store fordel, at deres ydelse og effektivitet kan kontrolleres, og at de er umådelig lette at undersøge.

30 Midlertidige anodeenheder af den type, der kan hænges op mellem benene på en olierig er beskrevet i USA patentskrift nr. 3 616 418. I dette patent er beskrevet en anodeenhed til katodisk beskyttelse, der omfatter et kabel, der med sine ender er forbundet med benene på den stål-35 konstruktion, der skal beskyttes katodisk. På sin centra-

DK 158747 B

2 le del er kablet indhyllet i en forholdsvis stiv kappe af et isolerende materiale som f.eks. neopren og omkring materialets overflade er viklet flere langstrakte anoder.

De langstrakte anoder er i kontakt med en elektrisk le-5 der, der også er indlejret i kappen af isolerende materiale, hovedsageligt parallelt med kablet. For at opnå en ensartet strømfordeling beskrives, at den anodiske del af kabelanordningen omfatter omtrent den centrale trediedel af anode/kabelanordningens totale længde, således at det 10 anodiske område kan understøttes mellem benene på den konstruktion, der skal beskyttes, og tilvejebringer passende "throwing power" og ensartet strømfordeling til strukturen.

15 Opfindelsen tilvejebringer en anodeanordning med påtrykt strøm til beskyttelse af neddykkede maritime konstruktioner, der er resistente over for miljøet og velegnet til formålet, og som udviser en bedre beskyttelse af de genstande, man ønsker at beskytte, på grund af at det 20 bl.a. er muligt løbende at beregne det til formålet nødvendige strømbehov, og fordi den er fleksibel.

Dette opnås ifølge den foreliggende opfindelse med en anodeenhed af den i krav l's indledning angivne art, der 25 er ejendommelig ved det i kravets kendetegnende del angivne.

Anodeenhedens elektrode kan omfatte titan som et substrat, der har en anodisk aktiv belægning. Anodeenheden 30 er fastgjort på en sådan måde, at den anodiske del ligger langt væk fra det metal, som skal beskytte katodisk.

Elektroderne kan være i form at stålreb f.eks. platinise-ret titan- eller niobiumstålreb (fortrinsvis med en kerne 35 af kobber) af den type, der kommercielt forhandles af IMI Marston Palmer Limited.

DK 158747 B

3

For fagmanden vil det være klart, at platin er det mest velegnede materiale til beskyttelse af neddykkede konstruktioner på grund af dets umådelige modstandsdygtighed over for korrosion, (Andre mulige materialer omfatter 5 alle korrosions-modstandsdygtige anodisk aktive materialer specielt metaller af platingruppen, legeringer og oxider heraf). Imidlertid er anvendelsern af massive platinanoder sædvanligvis for kostbare, hvorfor det foretrækkes at anvende anoder, der består af en platinbe-10 klædning på et substrat. Niobium og titan er udmærkede substrater, der kan anvendes sammen med platin, og som er i stand til at frembringe en oxidfilm på overfladen heraf, der beskytter metallet mod yderligere korrosion. Disse metaller har højst ønskelige elektrolytiske egenska-15 ber. (Andre filmdannende metaller som f.eks. hafnium, zirconium og tantal kan også anvendes).

Ved udtrykket "rebformet" anvendt i den foreliggende beskrivelse med krav forstås et aflangs fleksibelt mate-20 riale udformet af en hel række strenge tvundet om hinanden og som er modstandsdygtig over for korrosion og forrådnelse, og som er i stand til at bære byrder.

Polypropylen eller polyesterreb er særdeles velegnede ma-25 terialer til anvendelse som reb ved den foreliggende opfindelse, og et typisk polypropylenreb til den foreliggende opfindelse har en diameter på 20 mm. Sådanne reb, der er isolerende reb, er naturligvis særligt velegnede til anvendelse i den ovenfor omtalte anodeanordning. Me-30 talreb kan anvendes i de udførelsesformer, hvor rebet ikke behøver at være isolerende, skønt sådanne reb naturligvis må været isoleret fra den metaldel, der skal beskyttes. Faktisk har det ved opfindelsen vist sig, at i mange tilfælde er rebets art ikke af større betydning.

35 Opfindelsen omfatter anodeanordninger, hvor rebet er fuldstændigt isolerende, fuldstændigt elektrisk ledende, eller en del af rebet er isolerende og en del er elek-

DK 158747 B

4 trisk ledende. F.eks. kan i visse udførelsesformer isolerede strømtilførsler anvendes som det ene rebforlængel-sesstykke, idet forlængelsesstykket har den dobbelte funktion, at understøtte og hjælpe til at bringe den ano-5 diske del og tilføre strøm til denne. I den omtalte anodeanordning, der omfatter et isolerende reb, der går gennem den anodiske del, skal den aflange elektrode være valgt af et materiale, der er tilstrækkelig elektrisk ledende til at tilføre tilstrækkelig strøm til at opnå til-10 fredsstillende katodebeskyttelse med en beskeden spænding. Ud over materialets art til elektroden, er udformningen af den aflange elektrode (f.eks. strimmel eller trådform) af betydning i denne sammenhæng. Specielt er en trådlignende udformning mere velegnet til at tilvejebrin-15 ge de ønskede elektriske egenskaber end en tættere og mindre aflang form af elektroden. Det skal forstås således, at (hvilket vil blive beskrevet mere detaljeret i forbindelse med en særlig udformning af opfindelsen, der henviser til den medfølgende tegning) den ovenfor omtalte 20 anodeanordning, der omfatter et forholdvis letvægtsreb og en lang letvægtselektrode snoet her omkring, har adskillige praktiske fordele.

I et hvilken som helst katodisk beskyttelsessystem, 25 tilvejebringes beskyttelsen ved hjælp af strømtilførslen, og det er naturligvis nødvendigt at tilvejebringe en spænding for at "drive" strømmen. Som tidligere angivet frembringer titan og niobium (og andre filmdannende metaller) under brugen oxidfilm, der dækker metallets 30 overflade. Når et stykke af f.eks. titan først forbindes som en anode i en elektrolytcelle, vil en afbildning af strømmen over for spænding vise en begyndelsesforøgelse i strømmen med en forøgelse i spændingen efterfulgt af et hurtigt fald i strøm til en lille lækstrømsværdi. Dette 35 genspejler dannelsen af eksistensen af den beskyttende oxidfilm på metallets overflade. Imidlertid alt medens spændingen fortsætter med at forøges, nedbrydes oxidfil-

DK 158747 B

5 men, og herefter er en afbildning af strømmen i forhold til stigende spænding lineær, idet en forøgelse i spænding giver en forøgelse i strømmen. Fysisk set vil et stykke af f.eks. titan, når det udsættes for en spænding, 5 der ligger over nedbrydningsspændingen, bevirke en nedbrydning af det beskyttende oxidlag og hurtig opløsning af metallet. Dette er naturligvis yderst uheldigt set ud fra et stabilt elektrodesystem. Med titan synes nedbrydningsspændingen at være af størrelsesordenen 8 til 10 10 volt, medens det for niobiums vedkommende er af størrelsesordenen 100 volt.

Da en platiniseret titananode (f.eks.) i praksis kan omfatte et stykke titan, der kun delvis er dækket med et 15 lag platin, er det vigtigt at begrænse spændingen, der bliver mellem den nøgne titan og den tilstødende elektrolyt til en værdi under nedbrydningsspændingen, ellers vil titanet korrodere. Heraf fremgår, at jo højere driftsspænding, der kan tilføres, jo større strømtilførsel og 20 jo mere effektiv katodebeskyttelse vil der opnås. En metode til at undgå korrosion frembragt af nedbrydningsspænding er at anvende niobium som substrat, skønt det er betydeligt kostbarere.

25 Hvor en platiniseret f.eks. titananode er anbragt tæt ved f.eks. en stålkonstruktion, som man ønsker at beskytte, har det fremkomne elektriske felt, når anoden arbejder, en spændingsgradient, der er sådan, at driftsspændinger, der er nær ved nedbrydningsspændingen, er farlige, derfor 30 er der en større risiko for nedbrydning af den beskyttende oxidfilm på de dele af f.eks. titan, der ikke er belagt med platin og heraf følgende ødelæggelse af anodekonstruktionen. I modsætning hertil har det vist sig, at den samme anode anbragt i betydelig afstand fra den kon-35 struktion, som man ønsker at beskytte, kan arbejde med en systemspænding i overkanten af nedbrydningsspændingen, da spændingsgradienten rundt om anoden, når anoden er i

DK 158747 B

6 brug, er meget mindre kraftig. Yderligere fås der en bedre strømfordeling med en sådan konstruktion, og som følge heraf en bedre og mere ensartet totalbeskyttelse af den konstruktion, der skal beskyttes. Med et koncentreret 5 felt af den type, der fremkommer med en anode anbragt meget tæt ved den konstruktion, der skal beskyttes, fås der meget høje beskyttelsesstrømme tæt ved anoden, med heraf følgende mulighed for problemer med f.eks. hydrogenskørhed og store katodeaflejringer samtidigt med, at det 10 er vanskeligt at opnå tilstrækkelig strømstyrke i en vis afstand fra anoden. Hvis derimod den anvendte anode i et katodisk beskyttelsessystem kan anbringes i betydelig afstand fra den konstruktion, der skal beskyttes, vil den overleve en højere driftsspænding og kan give højere 15 strømydelse med en mere tilfredsstillende beskyttelse.

Under sådanne omstændigheder er den platiniserede anodes levetid afhængig af den påførte platins tykkelse. I praksis er den minimale praktiske tykkelse af platin påført titan- eller niobiumoverflader 2,5 mikron. Længere leve-20 tider kan opnås ved at påføre tykkere platinbelægninger.

En passende tykkelse er fra 5 til 20 mikron.

Ved den foreliggende opfindelse muliggør inkorporeringen af reb i anodeanordningen, hvilket reb udstrækker sig i 25 mindst to forskellige retninger fra anodeanordningen, at anoderne kan ophænges inden i skelettet af f.eks. en havkonstruktion, idet den anodiske del af denne er forholdsvis langt fra eventuelt stål. Dette muliggør, at en titanbaseret anode kan anvendes med en driftsspænding i 30 overkanten af nedbrydningsspændingen. Når det drejer sig om en titanbaseret elektrode, er afstandsforholdet mellen den anodiske anordning af den konstruktion, der skal beskyttes, og anodelængden sædvanligvis fra 0,4 til ca. 4, fortrinsvis 0,5 til 2.

Den omhandlede opfindelse er umådelig fleksibel, fordi et "skræddersyet" katodisk beskyttelsessystem kan opbyg- 35

DK 158747 B

7 ges til en hvilken som helst speciel konstruktion, der skal beskyttes, og systemet kan anvendes som en "tilbagevirkende" installation til at tilvejebringe beskyttelse af en konstruktion, der allerede lider af korrosions-5 angreb. Således kan f.eks. et antal rebanodeanordninger i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse udspændes på hvert niveau i et off-shore olieboringsudstyr for at tilvejebringe på hvert niveau et kegleformet helt anodisk system, hvortil man kan tilføre en passende strøm.

10

Et antal omhandlede anodeanordninger kan sammen med vilkårligt tilhørende kabler (om ønsket) og/eller med understøttelser fremstilles og oprulles på en tromle, således at de er lette at transportere og håndtere på 15 stedet til havs eller andet sted.

Den foretrukne opbygning for den omhandlede anodeanordning er et polyester- eller polypropylenreb, der om sig har vundet tre kobber-kerneplatiniserede titantråde af 20 f.eks. 4 mm's diameter, der spiralformet er snoet rundt om rebet i overensstemmelse med selve rebets stigning.

Rebet kan være beskyttet mod nedbrydningsprodukter frembragt elektrolytisk ved anodeoverfladen ved at beklæde rebet med et beskyttende lag, f.eks. en varmekrympet kap-25 pe af det materiale, der sælges under handelsnavnet "Kynar". Det samme materiale kan også anvendes til at fastgøre elektroderne til rebet med passende mellemrum ved at tilvejebringe en række fra hinanden adskilte ydre Kynarkapper rundt om elektrodevindingerne langs hele 30 rebet.

Med den ovenfor nævnte opbygning kan krafttilslutningerne udføres ved hjælp af fleksible isolerede ledere i lighed med svejsekabler. Elektrisk kabeltilslutning kan udføres 35 med den ene ende af anoden på en sådan måde, at havvands opløsningsprodukter ikke kommer i berøring med forbindelsen. Yderligere kan forankringsarrangementer (der natur-

DK 158747 B

8 ligvis afhænger af den konstruktion, som man ønsker at beskytte) for hver ende af rebet fremstilles ud af ikke-metallisk materiale bortset fra, hvor der kræves bolte.

5 Det er vigtigt at forstå, at ved den foreliggende opfindelse er længden af rebet og ophængningsarrangementerne til hele konstruktionen uafhængig af længden af elektroderne, og den kan tilpasses til det enkelte anvendelsesformålo Et ydre beklædningssystem kan opbygges til et an-10 tal anordninger for at give beskyttelse til en større konstruktion.

Idet man anvender den foretrukne titan-baserede rebanode-anordning beskrevet ovenfor, har man beregnet, at den 15 maksimale økonomiske ydelse er 250 ampere pr. anode. Med denne opbygning fås, dersom anodeanordningen på rebet er længere end 10 meter, en reduceret ydelse pr. længdeenhed, og et større spændingstab forekommer, hvilket gør sådanne lange anodeanordninger uønskede. Det er heller 20 ikke ønskeligt (af de ovenfor beskrevne grunde), at have den anodiske del nærmere til den stålkonstruktion, der skal beskyttes, end ca. 10 meter. Stigningen på anodevindingerne er fortrinsvis afhængig af stigningen på rebets tvinding. Af praktiske grunde antages det, at fra 12 til 25 18 meters længde af platiniseret titantråd er foretruk- kent til at tilvejebringe (i opvundet form) den 10 meter lange anodeanordning, fortrinsvis fra 12 til 14 meter platiniseret titantråd. I praksis tilføres fra 5 til 15 volt til anoderne.

30

Overfor er omtalt anvendelsen af "Kynar" som materialet til den varmekrympede kappe til beskyttelse af rebet og til at holde elektrodevindingerne til rebet. Dette materiale er udmærket, fordi det er ekstremt kemisk inert.

35 Det skal imidlertid bemærkes, at hver af anodetrådene, hvor de dukker op ved enderne af f.eks. den 10 meter lange anodedel, kan beskyttes med en varmekrympet kappe (f.eks. "Atum" varmekrympet kappe fremstillet af Raychem

Limited), eller enderne af anodetrådene kan forsegles med titan.

DK 158747 B

9 5 Ophængning af en anodeanordning i overensstemmelse med den foreliggende opfindelsen kan foretages ved at anvende øjer for hver ende af rebet og anvende standardreb- og netstropper ved forankringspunkterne. En forbelastning kan påføres anordningen, når den opsættes for at modvirke 10 for store bevægelser under storm (f.eks. særligt vigtigt ved off-shore konstruktioner).

En referenceelektrode kan tilknyttes den omhandlede anordning eller inkorporeres i den omhandlede del med en 15 hel række passende midler for at muliggøre måling af potentialet af den konstruktion, der skal beskyttes. Således kan en referenceelektrode være forbundet til den ene eller begge (eller hver) af rebets forlængelsesstykker i nærheden af enden, for at potentialet af den konstruk-20 tion, der skal beskyttes, i umiddelbar nærhed af referenceelektroden /elektroderne kan registreres. En passende form for referenceelektrode omfatter en i det væsentlige cylindrisk blok af zink med høj renhed med en galvaniseret ståltrådskerne inden i, idet den galvaniserede 25 ståltråd leder fra kernen for at tilvejebringe elektrisk forbindelse. Idet den er cylindrisk, kan en elektrode anbringes på rebforlængelsesstykkerne af de omhandlede anodeanordninger ved simpelt hen at skyde den langs det ønskede reb. Elektroden kan anbringes, hvor det ønskes, 30 under anvendelse af en varmekrympet kappe som omtalt ovenfor, og kabler og elektriske samlinger i forbindelse hermed kan beskyttes på lignende måde ved anvendelse af en varmekrympet kappe. På denne måde kan potentialet på ønskede steder af den konstruktion, der skal beskyttes, 35 kontrolleres, og eventuelt kan arrangeres tilbagekobling af det målte potentiale til en automatisk ensretter for at sikre, at den strøm, der tilføres gennem anodean

DK 158747 B

10 ordningen af den/de omhandlede anoder, der anvendes til beskyttelse af den pågældende konstruktion, er tilstrækkelig til at opretholde potentialeniveauer i konstruktionen, der er nødvendige til katodisk beskyttelse.

5 Referenceelektroden kan sammen med anodeanordningen kombinerer midler til automatisk justering af strømtilførslen til den anodiske del af anodeenheden som respons på forandringer i potentialet kontrolleret ved hjælp af referenceelektroden .

10

Som et alternativ til anbringelse af referenceelektroden på rebet af den omhandlede anodeanordning kan en eller flere af disse referenceelektroder anbringes på et løst reb helt adskilt fra anodeanordningen. Når en række 15 referenceelektroder anvendes således, kan de være anbragt i forudbestemt mønster langs et reb for at måle potentialet af en neddykket konstruktion på visse steder, når referenceelektroderne hænges nær ved den neddykkede konstruktion (passende nedholdt). Denne type montering 20 kan opvindes på en tromle ligesom den omhandlede anode. Referenceelektrodeanordningen kan naturligvis anvendes helt adskilt fra den omhandlede anodeanordning, og den kan anvendes i situationer, hvor det enten ikke er muligt eller nødvendigt at anvende anodeanordningen.

25

Som det vil fremgå, kan man for en given konstruktion, som man ønsker at beskytte ved katodisk beskyttelse, forud beregne det nødvendige strømbehov til forskellige punkter på konstruktionen og på den måde tilvejebringe, 30 hvad der kan betegnes et "katodisk beskyttelsesbelast-nihgscenter" for hele konstruktionen, i nogen grad analogt med tyngdepunktet (for at anvende en mekanisk analogi) . Et katodisk beskyttelsessystem kan herefter udarbej-des, idet man anvender de omhandlede anoder, der tager 35 højde for denne information. Det er allerede påpeget, at de omhandlede anodeanordninger muliggør, at den anodiske del kan anbringes langt fra den konstruktion, der skal

DK 158747 B

11 beskyttes, hvilket giver bedre strømfordeling rundt om konstruktionen og muliggør anvendelsen af arbejdsspændin-ger, der er højere end nedbrydningsspændingen.

5 En omhandlet anordning kan ophænges gennem et rør anbragt blandt delene af en konstruktion, som man ønsker at beskytte, f.eks. et olierig, idet en rebforlængelsesdel af anodeanordningen skydes gennem røret og fæstnes til konstruktionen ved den ene ende af røret, medens anodedelen 10 af den omhandlede anode er uden for røret ved den anden ende heraf, og idet en anden rebforlængelsesdel er fæstnet til en anden del af konstruktionen. Med en sådan udformning kan de kabler, der er nødvendige, føres til de øvre dele af den konstruktion, der skal beskyttes, gennem 15 røret. Røret kan være udstyret ved den ende, der støder op til den anodiske del af den omhandlede anode, med en muffefitting for at lette fastgørelsen til anodeanordningen herigennem. Velegnede rør, der kan anvendes med de omhandlede anodeanordninger, findes somme tider i kato-20 disk beskyttede konstruktioner, der anvender mere almindelige fastgjorte anoder, i stedet for de omhandlede fleksible anoder.

Som det vil fremgå, er de omhandlede anoder særdeles vel-25 egnede til katodisk beskyttelse af olieboringsudstyr og lignende, og opfindelsen har umådelig store anvendelsesmuligheder, hvor man ønsker beskyttelse af neddykkede konstruktioner, og det er det omhandlede systems store tilpasningsevne, der udgør de store fordele i forhold til 30 tidligere kendte systemer.

Den foreliggende opfindelse tilvejebringer også et katodisk beskyttelsessystem med trykt kredsløb der omfatter en hel række anodeanordninger i overensstemmelse med op-35 findelsen præfabrikeret ind i et fast hylster. Et passende antal omhandlede anodeanordninger til inkorporering i hylsteret er fra 3 til 10, f.eks. 5 eller 6.

DK 158747 B

12

Opfindelsen beskrives nærmere med henvisning til tegninger, hvor fig. 1 viser en skematisk afbildning af en omhandlet ano-5 deanordning, fig. 2 viser detaljen ved afslutningen af elektrovindin-gerne i anodeanordningen fra fig. 1; 10 fig. 3 viser en detalje af en mellemliggende del af elektrodevindingerne af anodeanordningen fra fig. 1; fig. 4a og 4b viser en detalje ved elektrisk kabelforbindelse til elektrodevindingerne af anodeanordningen på 15 fig. 1; fig. 5 viser et tværsnit gennem fig. 4a ved linien A-A; fig. 6 viser en olieboringskonstruktion, der har katodisk 20 beskyttelse på et niveau heraf ved anbringelse af de omhandlede anodeanordninger; fig. 7 viser et snit af en del af fig. 6 set fra linien 7-7; 25 fig. 8 er et snit langs linien 8-8 i fig. 7, der viser anodeanordningerne kun set i snitplanet; og fig. 9 er et snit af en referenceelektrode, der er 30 anbragt på rebet af en omhandlet anode.

Idet de henvises til fig. 1 vil man se, at den specielle anodeanordning, der er afbildet, omfatter et reb 5 fremstillet af polyesterfibre og beskyttet med en "Kynar" 35 varmekrympet kappe. Rebet er passende af 20 mm*s diameter. Rebet 5 har elektrodevindinger (fig. 2 og 3), der består af 4 mm diameter kobber-kerne platiniseret

DK 158747 B

13 titantråd vundet heromkring. Der er tre af disse platiniserede titantråde vundet i spiralformet om rebet 5.

5 Med visse mellemrum er rebet 5 udstyret med en varmekrym-pet kappe 7 af "Kynar" for at sikre elektrodevindingerne 6 til rebet. En yderligere "Kynar" kappe findes for den ene ende 2 af hele (den anodiske) del (betegnet med det almene nummer 8), der ligger væk fra den elektriske 10 kabelforbindelse til elektrodedelen (selv betegnet med 4).

Øjer 9 findes for enderne af rebet 5 for at fastgøre anodeanordningen til konstruktionen, som man ønsker at be-15 skytte.

Man vil bemærke, at et yderligere øje findes på rebet 5 for enden af dette, der ligger væk fra den elektriske kabelforbindelse 4 for at lette udstramningen og neddyk-20 ningen af anodeanordningen. Rebet er fortrinsvis udstyret med en forbelastning på mellem 0,5 til 1 ton under installationen for at forhindre for store bevægelser af dette også under storme.

25 Fig. 2 viser enden af elektrodedelen betegnet med 2 i fig. 1. Det vil fremgå, at rebet 5 er beskyttet med "Kynar" kappen 10 fra elektrodevindingerne 6. Enderne af elektroderne 11 er forseglet i den "Atum” varmekrympede kappe 12 (forhandlet af Raychem Limited), skønt titan-30 forsegling kan anvendes som alternativ. Enderne 11 er yderligere dækket med "Kynar" kappe 13.

Af fig. 3 fremgår det, at elektroderne 6 yderligere er dækket med "Kynar" kappen 7, og på denne måde holdes den 35 på plads på "Kynar" kappen 10, der dækker rebet 5.

DK 158747B

14 I figurerne 4a, 4b og 5 er elektrodevindingerne 6 ved den elektriske kabelforbindelse 4's ende af anodeanordningen udstyret med afdækninger af "Atum" varmekrympet kappe 14. Afdækningerne 14 går netop under en "Kynar" kappe 15, 5 der holder elektrodevindingerne 6 på plads på "Kynar" kappen 10, der beskytter rebet 5. Elektrodevindingerne 6 går ind en i kabel/elektrodesamlingsdel, der er betegnet med 19, og som er fastgjort til rebet 5 med en yderligere varmekrympet kappe 16. Delen 19 omfatter et poly-10 ethylenrør 17, der har et epoxyfyld 18 med vindinger 6 (idet hver er en platiniseret titantråd, som beskrevet ovenfor, i en varmekrympet kappe) nedlagt heri. Et en-keltkernet kabel 20 fører fra kabelpakningsbøsningen 21 til en kabelforbinder 22 af krympetypen, for at der 15 herved kan tilvejebringes elektrisk forbindelse med vindingerne 6. Forbindelsen 22 er udstyret med en varmekrympet kappe 23. Det enkeltkernede kabel 20 er passende 2 med et tværsnit på 50 mm og en passende størrelse for 2 polyethylenrøret 17 er 50 mm indre diameter og 300 mm*s 20 længde.

Området af samlingen fra "Kynar" kappen 15 til lige under den øvre del af røret 17 er fortrinsvis hyldet ind i gummitape for at beskytte samlingen under tranporten.

25

Idet der atter henvises til fig. 2 kan et areal fra netop under "Kynar" kappen 13 til noget højere oppe på denne beskyttes ved hjælp af én eller flere (f.eks. tre) lag af halv-overlappende "Scotch 23" elektrisk tape, der overalt 30 er afdækket med en passende størrelse varmekrympet kappe.

Kappen 13 er noget længere end de forskellige kapper 7 og kappen 15, fortrinsvis ca. dobbelt så langt som kapperne 7 og 15. Kappen 13 kan f.eks. være 150 mm eller deromkring i længden, og kapperne 7 og 15 kan f.eks. være 75 35 mm lange.

DK 158747 B

15

Det skal bemærkes, at den beskyttende "Kynar" kappe 10 strækker sig fra netop toppen af røret 17 (fig. 4b) til noget forbi kappen 13 ved den anden ende af elektrodedelen 8. Elektrodedelen 8 er bekvemt ca. 10 m lang, og 5 "Kynar" kappen 10 kan f.eks. være ca. 11,5 m lang og derved fuldstændigt dække elektrodedelen 8.

I fig. 4b er kablet 20 sædvanligvis forholdvis fleksibelt og kan være armeret og isoleret med EPR og belagt med 10 CSP. Det skal også bemærkes, at en elektrisk kabelforbindelse af typen vist i fig. 4b kan erstattes af en simpel kabel-elektrodesamling, hvor en beskyttende kappe (f.eks. vulkaniseret gummi) er anbragt over samlingen. En beskyttende ydre kappe kan således f.eks. afdække hele vejen 15 omkring det elektriske kabel og over enden af elektroden, således at samlingen dækkes.

Den omhandlede anodeanordning beskrevet ovenfor med henvisning til tegningen har følgende særlige træk til kato-20 disk beskyttelse af metalliske marine konstruktioner, (skønt den naturligvis også kan beskytte andre neddykkede konstruktioner): (a) elektroden selv er lang og tynd, hvilket ikke kun re-25 ducerer den nødvendige "drifts" spænding, men også giver økonomi med hensyn til materiale; (b) anordningen er fleksibel og kan oprulles, og flere omhandlede anodeanordninger kan være oprullet på en trom- 30 le til senere anvendelse; (c) dersom der forefindes passende forankringsarrangementer, vil anodeanordningen ikke lide af slid eller udmattelse ved brugen og er en naturlig hvirveldanner; 35 (d) anodeanordningen har typisk en strømkapacitet på indtil 200 ampere, og kan samles i et omgivende hylster til

DK 158747 B

16 et helt system til en særlig installation med en kapacitet på f.eks. 1500 ampere (dvs. seks anodeanordninger); (e) den minimum teoretiske levetid af platinlaget er 3 5 år, og den kan forlænges dersom det ønskes; (f) påmontering af anodeanordningen på en konstruktion, som man ønsker at beskytte, kan opnås særdeles enkelt, og ophængningsretningen af anodeanordningen kan tilpasses 10 særlige krav.

Som man vil forstå, kan mange detaljer ved anodeanordningen beskrevet ovenfor varieres afhængigt af de enkelte krav og de mulige materialer. Således kan forskellige me-15 toder til at fastgøre elektroderne på rebet anvendes ud over, hvad der er nævnt ved anvendelsen af varmekrympede kapper. Imidlertid er varmekrympet kappe en enkel og effektiv måde til at opnå fastgøring.

20 Under henvisning til tegningen fig. 6, 7 og 8 er fig. 6 en olieboringskonstruktion set fra siden med anodeanordningerne betegnet A anbragt på plads på et specielt niveau i riggen, idet hver anodeanordning A er forbundet til et mellemled M midt i boreudstyret. Af fig. 7 kan det 25 ses, at der er fem anodeanordninger anbragt i en halvkonisk form, og fig. 8 viser fastgørelsesarrangementet for to anodeanordninger i plan med snittet angivet med linien 8-8 i fig. 7.

30 Når man anbringer de omhandlede anodeanordninger i f.eks. et olieboringsudstyr, kan komponenter som f.eks. spændskiver fremstilles af en passende grad "Tufnol", og eventuelle bolte kan fremstilles af titan, der er upåvirket af vand eller elektrolytisk indvirkning.

Når man ved den foreliggende opfindelse skal tilvejebringe katodisk beskyttelse af et olieboringsudstyr kan 35

DK 158747 B

17 alle kabler til en gruppe af de onhandlede anodeanordninger (f.eks. som illustreret i fig. 6, 7 og 8) føres op til kælderdæksniveau inden i en ikke metallisk slange. Slangen kan være fremstillet af PVC med nylonforstærkning 5 og kan være fastgjort til en passende lodret del i olieboringsudstyret. Dersom alle elementerne i en gruppe anodeanordninger har samme kabel- og elektrodelængder, kan de let forbindes parallelt til en ensretter for at få den nødvendige jævnstrøm. Anordninger ved en passende samle-10 dåse bør muliggøre, at man let kan måle, at alle anoder afgiver omtrent samme strøm med et amperemeter.

Som det vil fremgå, vil anbringelsen af en gruppe af de omhandlede anodeanordninger inden i en speciel konstruk-15 tion, som f.eks. et olieboringsudstyr i vid udstrækning være dikteret af, hvorledes udstyret er opbygget. Inden for denne begrænsning kan anodeanordningerne anbringes således, at kravet om katodebeskyttelsesbelastning og strømfordeling opfyldes for at opnå den passende korro-20 sionsmodstandsdygtighed i den konstruktion, som man ønsker at beskytte.

I fig. 9 er en referenceelektrode betegnet med 30 anbragt over rebet 5. Elektroden muliggør måling af potentialet 25 af den konstruktion, der skal beskyttes, indenfor en lille radius af denne, f.eks. fra 0,5 til 1 meter. Elektroden 30 kan passende være kalibreret inden anvendelsen, idet man anvender en standardelektrode, og et feedbacksystem kan anbringes for at give informationer fra elek-30 troden 30 til en automatisk ensretter, som herefter tilpasser strømtilførselen gennem elektrodedelen 8 af den omhandlede anodeanordning som respons på forandringer i potentialet af den konstruktion, der skal beskyttes, der er kontrolleret af referenceelektroden 30. Elektroden 30 35 omfatter en i det væsentlige cylindrisk del 26 fremstillet af højrent zink, der har en kerne 25, der løber igennem denne, bestående af en galvaniseret ståltråd. Varme-

DK 158747 B

18 krympet kappe beskyttet galvaniseret ståltråd 27 fører fra elektroden 30 til en passende krympekonnektor 28 for elektriske kabler. Elektroden 30 er fastholdt i stilling på rebet 5 ved hjælp af de varmekrympede kapper 24 og 29.

5 Den varmekrympede kappe 29 er af tilstrækkelig længde til at dække den ene ende af elektroden 30 og tråden 27 ud over krympekonnektoren 28.

Som det vil fremgå kan elektroden 30 i fig. 9 anbringes 10 et hvilket som helst sted på rebet 5 af den omhandlede anodeanordning. Det foretrækkes naturligvis at anbringe referenceelektroden 30 så tæt som muligt på den del af konstruktionen, der skal beskyttes, og som man ønsker at måle potentialet af. Sådanne referenceelektroder anvendes 15 ved den ene eller begge af en omhandlet anodeanordning (eller hvor der er mere end to rebforlængelser i anodeanordningen, ved hver ende). Som det vil fremgå udgør anvendelsen af referenceelektroderne sammen med den omhandlede anodeanordning et særdeles fleksibelt system 20 til katodisk beskyttelse af en konstruktion, der er neddykket.

Der har allerede været omtalt en referenceelektrode-anordning, hvori én eller flere, fortrinsvis en hel række 25 af disse referenceelektroder er anbragt på et reb (der ikke er rebet af den omhandlede anodeanordning). Det vil fremgå, at den ovenfor beskrevne referenceelektrode (fig.

9) og dens tilknyttede elektriske kabel, der anvender varmekrympet kappe til beskyttelse-, fastgørelses- og 30 placeringsformål let kan indarbejdes i en sådan anordning. En sådan anordning kan f.eks. udkastes fra et olieboringsudstyr til et punkt tilstrækkeligt nedenunder havets overflade for at undgå indvirkning af dårligt vejr (f.eks. 15-30 meter, f.eks. 20 meter under overfladen), 35 og den kan være så lang som det ønskes (f.eks. 100-200 meter, fortrinsvis 150 meter). Anordningen har omtrent samme levetid som den omhandlede anordning (f.eks. 5 år), 19

DK 158747B

og den kan således give nyttig midlertidig til længere varende information om potentialet af den konstruktion, der gives katodisk beskyttelse, indtil man har fået installeret en eller anden form for "permanent" reference.

5 10 15 20 25 30 35

Claims (5)

1. Anodeanordning til katodisk beskyttelse med påtrykt 5 strøm for en nedsænkelig konstruktion f.eks. en olieboreplatform til havs, hvor anodeanordningen omfatter en langstrakt bærer (5), der bærer en langstrakt elektrode (6) langs bærerens længde, kendetegnet ved, at den langstrakte bærer (5) er et reb og at den langstrakte 10 elektrode (6) er viklet i skrueform rundt om rebet svarende til rebets stigning og er elektrisk isoleret fra rebet med et isolerende lag (10) for at tilvejebringe en anodisk del (8) fra hvilket rebet (5) strækker sig i to retninger, således at anodeanordningen kan fastgøres til 15 en nedsænkelig konstruktion på en sådan måde, at den anodiske del (8) adskilles fra metallet i den konstruktion, der skal katodisk beskyttes.

2. Anodeanordning ifølge krav 1, kendetegnet 20 ved, at elektroden (6) omfatter et titansubstrat med en anodisk aktiv beklædning, idet anordningen er fastgjort til konstruktionen, således at den anodiske del (8) er langt fra metallet af den konstruktion, der skal beskyt tes. 25

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at elektroden (6) foreligger i form af en tråd.

4. Anordning ifølge krav 3, kendetegnet ved, at 30 tråden er platiniseret titantråd med kobberkerne.

5. Anordning ifølge et vilkårligt af kravene 1 til 4, kendetegnet ved, at rebet (5) er ikke-elek-trisk ledende. 35