NL8020010A - Stelsel voor kathodische bescherming met opgedrukte stroom. - Google Patents

Description

' · 804003/Ti/CP 8 O 2 o O 1 O

Korte aanduiding: Stelsel voor kathodische bescherming met opgedrukte stroom.

De uitvinding heeft betrekking op een stelsel voor kathodische bescherming voor vaartuigen en andere in vloeistof ondergedompelde constructies. Voorts verschaft de uitvinding een nieuwe referentieelektrode. Kathodische bescherming is 5 een der beste hulpmiddelen ter voorkoming van corosie in vloeistoffen. Echter kan de voor opoffer anoden aangegeven levensduur van 25 a 30 jaar worden betwijfeld. Opofferanoden hebben uiteraard het voordeel dat zij een directe bescherming geven van de te beschermen constructie, terwijl voor stelsels 10 met opgedrukte stroom een gelijkstroomvoeding nodig is en er een aanzienlijke tijdsvertraging kan optreden voordat een ef-fektieve bescherming van bijvoorbeeld boorplatforms en dergelijke wordt bereikt. Voorts hebben de bestaande stelsels met opgedrukte stroom, gebaseerd op anoden met lange levensduur, 15 voorzien van een zware bekleding uit platina of bijvoorbeeld een nioobsubstraat, het nadeel dat zij bijzonder duur zijn.

In vele gevallen bestaat behoefte aan een stelsel met een gemiddelde' levensduur van bijvoorbeeld 3 tot 10 jaar. Een dergelijk stelsel, werkend met opgedrukte anodestroom, zou 20 betrekkelijk goedkoop en gemakkelijk te installeren kunnen zijn. Alle anoden werkend met opgedrukte stroom hebben het voordeel dat hun output en rendement gemakkelijk kunnen worden geregeld en dat de regeling van het geheel eenvoudig is.

De uitvinding verschaft een flexibele, met stroom te voe-25 den, anodestelsel bestaande uit een langwerpige elektrode gewonden rond een drager ter verkrijging van een anodisch werkzaam deel met kabelvormige, zich van het anodisch werkzame deel uitstrekkende verlengingen in tenminste twee richtingen, die verlengingen zodanig zijn bevestigd aan de constructie 30 dat het anodisch deel ligt op afstand van het te beschermen metaal.

Bij voorkeur wordt daarbij gebruik gemaakt van een elektrode die daardoor gekenmerkt is dat de elektrode een titaan-substraat omvat met een anodisch aktieve bekleding, en het ge-35 heel zodanig aan de constructie is bevestigd dat het anodisch deel ligt op afstand van het te beschermen metaal.

’8020010 1 ' -2-

Men zal bij voorkeur voorts een aantal dergelijke elektroden gebruiken per anodestelsel en bij voorkeur drie.

De elekrtdoe kan zijn voorzien van een titaansubstraat met een anodisch aktieve bekleding.

5 De elektrodes kunnen draadvormig zijn, bijvoorbeeld met platina bekleed titaan of nioobdraad, bij voorkeur voorzien van een koperkern, zoals de soort in de handel gebracht door IMI Marston Limited.

Uiteraard is platina het meest geschikte materiaal voor 10 de bescherming van ondergedompelde constructies, daar platina een bijzonder goede weerstand tegen corosie heeft. Andere bruikbare materialen zijn andere corosiebestendige anotisch aktieve materialen, in het bijzonder die behorend tot de platina groep, en legeringen en oxiden daarvan. Het gebruik van 15 massieve platina-elektroden zal in het algemeen te duur zijn; men zal de voorkeur geven aan anoden die zijn voorzien van een substraatvormige platinabekleding. Nioob en titaan kunnen bruikbare substraten zijn, gebruikt in combinatie met platina; ze hebben de eigenschap dat een oxidefilm wordt gevormd op het 20 opppervlak daarvan die het metaal tegen verdere corosie beschermt. Deze metalen hebben zeer goede elektrolytische karakteristieken. Ook kunnen andere filmvormende metalen zoals hafnium, zircoon en tantaal worden gebruikt.

Met de hierna gebruikte term "kabel” wordt bedoeld een 25 langwerpig corosiebestendig deel, bestand tegen rotting en in staat een bepaalde belasting op te nemen.

De uitvinding verschaft een anodestelsel werkend met opgedrukte stroom te gebruiken voor kathodische bescherming, voorzien van een anodegedeelte met een langwerpige elektrode 30 gewonden rond een isolerende kabel die gaat door het anode-gebied en zich in tenminste twee richtingen uitstrekt. Met "isoleren" wordt daarbij bedoeld "niet elektrisch geleidend".

Polypropyleen en polyesterkabels zijn zeer geschikt om in combinatie met de uitvinding te worden toegepast; een gun-35 stige diametr van een dergelijke kabel is 20 mm. Dergelijke kabels zijn zeer geschikt om in het anodestelsel volgens de uitvinding te worden toegepast. Het is daar waar de kabel niet isolerend behoeft te zijn mogelijk metaalkabels te ge- 8020010 -3- bruiken hoewel dergelijke kabels uiteraard wel geïsoleerd moeten zijn ten opzichte van de te beschermen metaalconstructie. In vele gevallen zal de aard der kabel niet van bijzonder belang zijn. De uitvinding omvat constructies met anode-5 stelsels waarbij de kabel geheel isolerend is, geheel elektrisch geleidend is, danwel waarbij een gedeelte van de kabel isolerend is en een gedeelte elektrisch geleidend kan zijn. Gebruikt kan worden een geïsoleerde stroomtoevoer als een van de verlengstukken der kabel; deze heeft dan de dubbele functie 10 van het opnemen van het gewicht ervan en het positioneren van het anodegedeelte met de stroomtoevoer daartoe. In de bovenomschreven anodestelsels, waarbij gebruik wordt gemaakt van een isolerende kabel die gaat door het anodegebied moet de langwerpige elektrode worden gekozen uit een materiaal dat 15 voldoende elektrisch geleidend is om een voldoend sterke stroomtoevoer mogelijk te maken teneinde bij nog geschikte spanningen de gewenste kathodische bescherming te realiseren. De aard van het elektrodemateriaal en de vorm van de langwerpige elektrode zijn van belang. De draadvorm is beter ge-20 schikt ter verkrijging van de gewenste elektrische eigenschappen dan een stompere en minder langgerekte vorm. Het is duidelijk dat het anodestelsel kan bestaan uit een betrekkelijk lichte kabel en een lange, lichte elektrode die daaromheen wordt gewonden; een zodanig geheel heeft aanzienlijke prak-25 tische voordelen.

In elk kathodisch beschermingsstelsel wordt de bescherming verkregen door toegevoerde stroom en het is uiteraard noodzakelijk over een bepaalde spanning te beschikken teneinde deze stroom op te wekken. Titaan en nioob vormen tijdens ge-30 bruik oxidefilms op het oppervlak van het metaal. Wanneer een deel uit bijvoorbeeld titaan aanvankelijk als anode is verbonden in een elektrolytische cel zal het verloop van stroom tegen spanning een aanvankelijke stroomtoename toner, bij een toename der spanning, gevolgd door een snelle daling van de 35 stroom tot een kleine lekwaarde. Dit is het gevolg van de vorming en aanwezigheid van de beschermende oxidefilm op het metaaloppervlak. Wanneer men echter dei spanning laat toenemen slaat de oxidefilm door en treedt eer. lineair verloop van 8020010 l' « -4- stroom met de spanning op; een spanningstoename resulteert dan ook in een stroomtoename. Met andere woorden: het onderwerpen van een deel uit bijvoorbeeld titaan aan een spanning hoger dan de doorslagspanning resulteert in vernieling van de 5 beschermende oxidelaag en een snel oplossen van het metaal. Uiteraard is dit in een stabielelektrode stelsel totaal ongewenst. Bij titaan is de doorslagspanning in de orde van grootte van 8 tot 10 Völt terwijl nioob een doorslagspanning heeft van in de orde van grootte van 100 Volt. Daar in de praktijk 10 een anode uit van platina voorzien titaan kan bestaan uit een gedeeltelijk door een laag platina bedekt titaan is het belangrijk de spanning die optreedt tussen niet bedekte titaan en het daaraan grenzend elektrolyt te houden beneden de doorslagspanning daar anders het titaan zal corroderen. Naar mate 15 de werkspanning die kan worden gebruikt hoger is kan ook de werkstroom groter zijn en zal de kathodische bescherming ef-fektiever zijn. Corosie geïnduceerd door spanningsdoorslag kan dus worden voorkomen door toepassing van nioob voor het substraat, hoewel dan de kosten aanzienlijk hoger zijn.

20 Wanneer een van platina voorziene, bijvoorbeeld titaan- anode dicht bij een te beschermen stalen constructie is opgesteld zal het resulterend elektrisch veld tijdens bedrijf een zodanige spanningsgradiënt hebben dat werkspanningen dicht bij de doorslagspanning gevaarlijk zijn; er bestaat het risi-25 co van doorslag van de beschermende oxidefilm op die delen van bijvoorbeeld het titaan die niet zijn bekleed met platina met een daarmee gepaard gaande vernieling van de anodestructuur.

In tegenstalling daartoe is gebleken dat dezelfde anode aangebracht op een aanmerkelijk grotere afstand van de te bescher-30 men constructie kan worden bedreven met een werkspanning hoger dan de doorslagspanning daar de spanningsgradiënt rond de anode met de anode in bedrijf aanzienlijk minder scherp is.

Een betere stroomverdeling kan dan worden verkregen met daarmee gepaard een betere en meer uniforme algehele bescherming 35 van de constructie. Met een geconcentreerd veld, dat optreedt wanneer een anode zeer dicht bij de te beschermen constructie is opgesteld, zullen zeer hoge plaatselijke beschermingsstro-men nabij de anode optreden, resulterend in de mogelijkheid 8020010 I 1 -5- van bros worden door waterstof en overmatige kathodeneerslag, terwijl problemen optreden bij het in stand houden van een voldoende stroom op afstand van de anode. Wanneer de anode gebruikt in een kathodisch beschermingsstelsel op een aanmer-5 kelijke afstand van de te beschermen constructie kan worden opgesteld zal de anode een hogere werkspanning kunnen doorstaan en wordt, een betere bescherming verkregen. Onder dergelijke omstandigheden is de levensduur van de anode gerelateerd aan de dikte van de opgebrachte platinalaag. In de prak-10 tijk kan minimaal een dikte van 2,5 micron worden toegepast, doch aanzienlijk langere levensduren kunnen worden verkregen door dikkere bekledingen te gebruiken. Een geschikte dikte is 5 tot 10 micron.

Volgens de uitvinding maakt het opnemen van de kabel in 15 het anodestelsel die zich in tenminste twee verschillende richtingen uitstrekt het mogelijk de anode binnen het frame van bijvoorbeeld een kunstmatig eiland op te hangen waarbij de anodedelen op betrekkelijk grote afstanden van de staal-delen liggen. Hierdoor kan een anode op titaanbasis worden 20 gebruikt met een werkspanning hoger dan de doorslagspanning. Bij toepassing van een op titaan gebaseerde elektrode kan de verhouding van de afstand tussen het anodegebied en de te beschermen constructie ten opzichte van de anodelengte liggen tussen 0,4 en 4, en bij voorkeur tussen 0,5 en 2.

25 Het stelsel volgens de uitvinding kan aan alle praktijk omstandigheden worden aangepast voor ieder geschikte te beschermen constructie en het stelsel kan ook achteraf worden aangebracht in een constructie die reeds te lijden heeft gehad aan kathodische aantasting. Wanneer bijvoorbeeld een aan-30 tal van de kabelvormige anodestelsels volgens de uitvinding worden aangebracht op elk niveau van een oliebooreiland kan op elk niveau een in het algemeen konusvormig anodestelsel worden aangebracht waaraan een geschikte stroom kan worden toegevoerd.

35 Een aantal anodestelsels volgens de uitvinding kan met de bijbehorende kabels en of ophanginrichtingen worden opgewikkeld op een trommel zodat het transport en de behandeling ervan aanzienlijk worden vergemakkelijkt.

8020010 -6- l »

Bij voorkeur wordt gebruik gemaakt van een polyester of polypropyleenkabel waaromheen drie met platina bedekte titaan-draden met koperkern zijn gewonden met bijvoorbeeld een diameter van 4 mm, spiraalvormig rond de kabel aangebracht vol-5 gens de spoed daarvan. De kabel kan worden beschermd tegen aantastende elektrolytisch gevormde produkten aan het anode-oppervlak door de kabel met een beschermende laag te bedekken, bijvoorbeeld met een onder warmte krimpende huls van kynar. Hetzelfde materiaal kan worden gebruikt om de elektroden op 10 regelmatige afstanden aan de kabel te bevestigen; men kan hiertoe een aantal krimphulzen uit dit materiaal op regelmatige afstanden aanbrengen.

Met de bovenomschreven structuur kunnen de stroomtoevoer-leidingen gemakkelijk worden uitgevoerd door middel van flex-15 ibele geïsoleerde geleiders, bijvoorbeeld laskabels. Elektrische kabelverbindingen kunnen worden gemaakt met een einde der anode en wel zodanig dat de verbinding niet door onder zeewater gevormde produkten wordt beschadigd. Verankeringsstelsels ,die uiteraard afhankelijk zullen zijn van de aard van de te be-20 schermen constructie kunnen aan elk einde der kabel worden aangebracht en zijn vervaardigd uit niet-metallisch materiaal met uitzondering van eventueel te gebruiken bevestigingsbouten.

Volgens de uitvinding kunnen de lengte van de kabel, de ophanging en de lengte der elektroden naar wens worden geko-25 zen. Een grote constructie kan worden beschermd door middel van een combinatie van onderling doorverbonden kabels.

Gebruik makend van de bij voorkeur toegepaste kabelanode op titaanbasis kan het maximum economisch stroomdebiet 250 ampère per anode zijn. Wanneer het anodegebied van de kabel 30 langer is dan 10 meter wordt een kleiner debiet per lengte-eenheid verkregen en de grotere spanningsval die dan optreedt maakt dergelijke langere anodedelen ongewenst. Het is voorts ongewenst dat het anodedeel zich dichter dan 10 meter bij de staalconstructie bevindt. De spoed van de anodewikkelingen is 35 bij voorkeur afhankelijk van de spoed van de kabel. Een lengte van 12 tot 18 meter van het met platina bekleed titaandraad wordt bij voorkeur gewonden rond een anodedeel van 10 meter lengte; bij voorkeur wordt 12 tot 14 meter gebruikt. Spanning- 8020010 -7- I l t ' en van 5 tot 15 Volt kunnen aan de anode worden aangelegd.

De krimphuls van kynar is chemisch bijzonder inert. Elk van de anodedraden kan daar, waar zij aan het einde van het anodegedeelte van bijvoorbeeld 10 meter vrijkomen, worden 5 beschermd door een andere krimphuls, bijvoorbeeld uit een Atumkrimphuls; de einden der anodedraden kunnen ook met titaan worden afgedicht.

Het ophangen van het anodestelsel volgens de uitvinding kan geschieden via ogen aan elk der kabeleinden, gebruik ma-10 kend van standaardkabels en kabellussen aan ankerpunten. Het is mogelijk het geheel onder voorspanning te brengen teneinde te heftige bewegingen bij zware zeegang te voorkomen.

Het stelsel volgens de uitvinding kan worden voorzien van een referentieelektrode die op elke geschikte wijze kan 15 zijn aangebracht om meting van de potentiaal van de constructie die moet worden beschermd mogelijk te maken. Een referentieelektrode kan zijn bevestigd aan een of aan beide einden van de kabel zodanig dat de potentiaal van de te beschermen constructie in de directe nabijheid van de referentieelektrode 20 of de referentieelektroden kan worden bepaald; een geschikte referentieelektrode bestaat uit een in hoofdzaak cilindrisch blok uit zeer zuiver zink waarin een gegalvaniseerde staal-draadkern is aangebracht die de elektrische verbinding verzorgt. Daar een dergelijke elektrode cilindrisch is, is het mogelijk 25 de elektrode aan te brengen nabij de einden van de anodestel-sels door de elektrode langs de kabel te verschuiven. De elektrode kan op elke gewenste plaats worden vastgezet door gebruik te maken van krimphulzen waarmee ook de bekabeling en de elektrische verbindingen kunnen worden beschermd. Op deze 30 wijze kan de potentiaal op elk gewenst punt in de te beschermen constructie worden gecontroleerd en is het mogelijk de gemeten spanning toe te voeren naar een automatisch regelsysteem dat zodanig werkt dat de naar een bepaald anodedeel gevoerde stroom op een voldoend hoge waarde wordt afgeregeld om in de 35 constructie zodanige potentiaalniveau’s te handhaven dat een goede kathodische bescherming is verzekerd. Ook kunnen de referentieelektroden worden gecombineerd met andere anodestel-sels en kan een combinatie worden toegepast van referentie-8020010 -8- elektroden met anodestelsels samen met middelen voor het automatisch instellen van stroomtoevoer naar het anodedeel van het anodestelsel in responsie op veranderingen van de door de re-ferentieelektrode waargenomen potentiaal.

5 Voorts bestaat de mogelijkheid een of meer referntieelek- troden aan te brengen op een voorgespannen kabel gescheiden van het anodestelsel. Wanneer een aantal referentieelektroden op deze wijze worden gebruikt kunnen zij volgens een vooraf bepaald patroon langs de kabel worden aangebracht voor het meten 10 van de potentiaal van een onder gedompelde constructie op vooraf bepaalde plaatsen wanneer men de referntieelektrode waarbij de ondergedompelde constructie ophangt. Een dergelijk stelsel kan evenals het anodestelsel op een trommel worden opgewonden. Het referntieelektrodestelsel volgens de uitvinding kan uiter-15 aard geheel gescheiden van het anodestelsel worden toegepast ook in die gevallen waarin het niet nodig of niet noodzakelijk is het anodestelsel te gebruiken.

Het is duidelijk dat uitgaande van een vooraf bepaalde constructie die moet worden beschermd de vakman de daarbij 20 toe te passen stromen, toe te voeren aan de verschillende punten in de constructie kan berekenen in combinatie met wat kan worden aangeduid als een "kathodisch beschermingsbelastings-centrum" voor de gehele structuur, analoog aan het bij mechanische constructies bekende zwaartepunt. Een kathodisch be-25 schermingsstelsel kan op deze wijze worden ontwikkeld gebruikmakend van de anodestelsels volgens de uitvinding en uitgaande van deze informatie. Het anodestelsel volgens de uitvinding kan, zoals gezegd, op afstand van de te beschermen constrcutie worden aangebracht waardoor een betere stroomverdeling rond 30 de constructie onder de toepassing van hogere spanning mogelijk wordt.

Een anodestelsel volgens de uitvinding kan worden opgehangen door een buis welke is aangebracht tussen elementen die deel uit maken van de te beschermen constructie, die bijvoor-35 beeld een oliebooreiland kan zijn, waarbij een verlengstuk van de kabel van het anodestelsel door de buis gaat en aan een einde van de buis aan de constructie wordt bevestigd terwijl het anodedeel van het anodestelsel zich aan de andere kant bui- 8020010 -9- ten de buis bevindt en een tweede verlengdeel aan een ander deel der constructie wordt bevestigd. Hierbij gebruikt men kabels verbonden met de bovenste niveau's van de te beschermen constructie en gaande door de buis. Deze buis kan aan het ein-5 de daarvan nabij het anodedeel van het totale anodestelsel zijn voorzien van een klokfitting om de positionering te vergemakkelijken. Buizen welke geschikt zijn om te worden gebruikt in combinatie met het anodestelsel volgens de uitvinding zijn dikwijls reeds aanwezig in kathodisch te beschermen 10 constructies waarin gebruik wordt gemaakt van een of meer op de gebruikelijke wijze bevestigde anoden in plaats van van de flexibele anoden zoals volgens de aanvrage voorgesteld.

Het is duidelijk dat het toepassingsgebied van de uitvinding bijzonder ruim is en het hele stelsel aanzienlijk flexibe-15 Ier is dan de bekenden.

Ook is het mogelijk een aantal anodestelsels toe te passen, gecombineerd tot een roostervormig geheel. Hierbij kan men bijvoorbeeld 2 tot 10, bijvoorbeeld 5 of 6 anodestelsels gebruiken.

20 De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening.

Fig. 1 is een zijaanzicht van een anodestelsel volgens de uitvinding;

Fig. 2 toont in detail het einde der elektrodewindingen;

Fig. 3 toont in detail een tussengedeelte; 25 de fig. 4a en 4b tonen details van de dertikale kabel- verbinding met de anodewindingen;

Fig. 5 is een doorsnede door fig. 4a over de lijn A-A;

Fig. 6 is een zijaanzicht van een kunstmatige eiland-structuur voorzien van een kathodisch beschermingsstelsel 30 volgens de uitvinding;

Fig. 7 is een bovenaanzicht van een sectie in fig. 6 over de lijn 7-7;

Fig. 8 is een doorsnede over de lijn 8-8 in fig. 7;

Fig. 9 is een gedeeltelijk zijaanzicht van een referentie-35 elektrode toegepast volgens de aanvrage.

Fig. 1 toont een anodestelsel bestaande uit een kabel 5 uit polyestervezel en beschermd met kynar krimphuls. De kabel heeft een diameter van 20 mm en is voorzien van elektrodewin- 8020010 -10- dingen 6 (zie de fig. 2 en 3) bestaande uit met platina bedekt titaandraad met een koperkern met 4 mm diameter. Er zijn drie van dergelijke draden schroefvormig rond de kabel 5 gewonden. Op regelmatige afstanden rond de kabel 5 is een krimphuls 7 5 aangebracht om de elektrodewindingen 6 aan de kabel 5 te bevestigen. Een verdere kynarhuls is aangebracht aan het einde van het anodedeel, aangegeven met het verwijzingscijfer 8, dat ligt tegenover de elektrische kabelverbinding, zelf aangegeven met het verwijzingscijfer 4.

10 Ogen 9 zijn aangebracht aan de einden der kabel 5 ter bevestiging van het anodestelsel aan de te beschermen constructie. Een extra oog is aangebracht aan de kabel 5 nabij het einde dat van het einde 4 af is gericht om het voorspannen en het installeren van het anodestelsel te vergemakkelijken.

15 De kabel wordt bij voorkeur bij de installatie 500-1000 kg voorgespannen om overmatige bewegingen ervan na de installatie in zeegang te voorkomen.

Fig. 2 toont het einde van het elektrodegedeelte dat is aangegeven met het verwijzingscijfer 2 in fig. 1. Het blijkt 20 dat de kabel 5 wordt beschermd door kynarhulzen 10 ten opzichte van de elektrodewindingen 6. De einden der elektroden 11 zijn opgesloten in een Atum warmtekrimphuls 12, hoewel ook een titaanafdichting kan worden gebruikt. De einden 11 zijn door kynarhulzen 13 beschermd.

25 Fig. 3 toont de elektrodewindingen 6 bedekt met een ver dere kynarhuls 7 en op hun plaats gehouden op een kynarhuls 10 die de kabel 5 bedekt.

De fig. 4a, 4b en 5 tonen de elektrodewindingen 6 bij de elektrische kabelverbinding 4, voorzien met een bekleding uit 30 Atum warmtekrimphuls 14. De bekleedsels 14 lopen door tot direct onder een kynarhuls 15 die de elektrodewindingen 6 vasthoudt op een kynarhuls 10 die de kabel 5 beschermt. De elektrodewindingen 6 gaan naar een kabel/elektrodeverbindings-stelsel in zijn geheel aangegeven met het verwijzingscijfer 19 35 en bevestigd aan de kabel 5 door een krimphuls 16. Het geheel 19 bestaat uit een polyethyleenbuis 17 met een epoxyvulling 18, met de windingen 6 daarin gebed. Een eenkernskabel 20 gaat van een kabeldoorvoer 21 naar een kabelconnector 22 van het krimp- 8020010

’ I

-11- type ter verkrijging van de elektrische verbinding met de windingen 6. De connector 22 is voorzien van een warmtekrimphuls 23. De eenkernskabel 20 heeft bij voorkeur een dwarsdoorsnede p van 50 mm en een geschikte afmeting voor de polyethyleenbuis 5 17 is: binnendiameter 50 mm, lengte 300 mm.

Het gedeelte van het geheel van de kynarhuls 15 tot juist onder de bovenkant van de buis 17 is bij voorkeur vastgezet in rubberband om het geheel tijdens transport te beschermen.

Fig. 2 toont hoe een gedeelte van direct onder de huls 10 13 tot iets daarboven kan worden beschermd door iddel van een of meer, bijvoorbeeld 3, lagen overlapt gewikkelde elektrisch isolerende tape, weer geheel bedekt door een geschikte krimp-huls. De huls 13 heeft een lengte die bij voorkeur groter is dan die der hulzen 7 en 15, bijvoorbeeld twee maal zo groot.

15 De huls 13 kan bijvoorbeeld 150 mm lang zijn en de hulzen 7 en 15 75 mm.

Opgemerkt wordt dat de beschermende huls 10 uitsteekt tot juist boven de bovenkant der buis 17 (zie fig. 4b) enigszins voorbij de huls 13 aan het andere einde van het elektrodegebied 20 8. Het elektrodegebied 8 heeft een lengte van bij voorkeur 10 meter en de kynar huls 10 kan bijvoorbeeld 11,5 meter lang zijn zodat het elektrodegebied 8 geeel wordt bestreken.

Fig. 4b toont de kabel 20 die gewoonlijk vrij flexibel en ongewapend kan zijn, geïsoleerd met EPR en bedekt met CSP.

25 De in fig. 4b getekende kabelverbinding kan worden vervangen door een eenvoudige kabel-elektrodeverbinding met een beschermende omhulling, bijvoorbeeld gevulkaniseerd rubber, over de verbinding. De buitenste beschermende laag rond de elektrische kabel kan zich uitstrekken tot over het einde van de elektrode 30 voor het bedekken van de verbinding.

Het anodestelsel volgens de uitvinding heeft de volgende gunstige eigenschappen: a. de elektrode zelf is betrekkelijk lang en dun wat niet alleen de noodzakelijke werkspanning vermindert doch ook een 35 materiaalbesparing oplevert; b. het geheel is buigzaam, kan worden opgewikkeld op een trommel en dus gemakkelijk worden vervoerd en gehanteerd; c. wanneer geschikte verankeringen worden toegepast zal 8020010 lb -12- het anodestelsel weinig hinder ondervinden van slijtage en vermoeidheidsverschijnselen en voorkomt wervelingen; d. het anodestelsel kan een stroomcapaciteit hebben van meer dan 250 ampère en worden gecombineerd tot een groter 5 geheel met bijvoorbeeld een werkstroom van 1500 ampère; e. de minimale theoretische levensduur van een platina-laag is drie jaar; naar wens kan deze levensduur worden vergroot ; f. het aanbrengen van het anodestelsel op een bestaande 10 constructie die moet wordenbeschermd is zeer eenvoudig: de richting waarin het anodestelsel verloopt kan aan ieder situatie worden aangepast.

Uiteraard zijn vele detailvariaties mogelijk. Vele verschillende wijzen van bevestiging der elektroden kunnen worden 15 toegepast ter vervanging van het gebruik van de in het voorgaande beschreven onder warmteinvloed krimpende hulzen. Deze laatsten echter zijn een eenvoudig en effektief middel om de gewenste bevestiging te bereiken.

De figuren 6, 7 en 8 tonen een deel van een olieboortoren, 20 voorzien van met de letter A aangegeven anodische beschermings-stelsels. Zij zijn met elkaar verbonden in het punt M dat ligt in het midden van de boortoren. Fig. 7 toont vijf anodische beschermingsstelsels gerangschikt in een halfconische configuratie en fig. 8 toont de bevestiging van de twee stelsels in 25 het vlak der doorsnede aangegeven met de lijn 8-8 in fig. 7.

Bij het installeren van de anodestelsels volgens de uitvinding in bijvoorbeeld een zeeboortoren kan gebruik worden gemaakt van bevestigingsringen uit teflon en bouten uit titaan die ongevoelig zijn voor de inwerking van zeewater en 30 elektrolytische werking.

Wanneer men het stelsel volgens de uitvinding toepast voor kathodische bescherming van olieplatforminstallaties kunnen alle kabels voor een groep anodestelsels, bijvoorbeeld die aangegeven in de fig. 6, 7 en 8 uitkomen op een dekniveau 35 binnen een niet metallische buis. Deze kan bestaan uit PVC met nylon versterkingen en zijn vastgezet aan een geschikt vertikaal constructie-element in het geheel. Wanneer alle delen van een groep dezelfde kabel- en elektrodelengte hebben 8020010 * ) -13- kunnen zij parallel worden geschakeld en verbonden met een enkele gelijkrichter die de noodzakelijke gelijkstroom levert, gebruik kan worden gemaakt van opklemampèremeters teneinde te meten of alle anodestelsels gelijke stromen voeren.

5 De plaatsing van een groep anodestelsels volgens de uit vinding binnen een bepaalde constructie wordt in hoge mate bepaald door rangschikking der delen die het geheel vormen. Binnen deze begrenzing kunnen de anodestelsels zodanig worden aangebracht dat wordt voldaan aan alle eisen die worden gesteld 10 met betrekking tot stroombelasting en stroomverdeling zodat de noodzakelijke weerstand tegen corosie wordt verkregen.

Fig. 9 toont een referentieelektrode, in het geheel aangeduid met het verwijzingscijfer 30 aangebracht over de kabel 5. Een dergelijke elektrode maakt het mogelijk de potentiaal 15 van de te beschermen constructie binnen een kleine straal daarbuiten, een half tot een meter, te meten. De elektrode 30 kan zijn gecalibereerd door toepassing van een standaard elektrode en gebruik kan worden gemaakt van een terugkoppelsysteem om de elektrische informatie geleverd door de elektrode 30 toe te 20 voeren aan een regelstelsel dat de stroom die wordt geleverd aan het elektrodedeel 8 van de anode zodanig instelt dat po-tentiaalveranderingen van de constructie worden waargenomen door de referntieelektrode 30. De elketrode 30 bestat uit een in hoofdzaak cylindrisch deel 24 uit zeer zuiver zink met een 25 kern uit gegalvaniseerd staaldraad. Een door een opgekrompen huls beschermde gegalvaniseerde staaldraad 27 gaat van de elektrode 30 naar een geschikte krimpconnector 28 voor een elektrische verbindingskabel. De elektrode 30 wordt op de kabel 5 op zijn plaats gehouden door de krimphulzen 24 en 29. De 30 krimphuls 29 beschermt zowel het einde van de elektrode 30 als de draad 27 en de krimpconnector 28.

De elektrode 30 volgens fig. 9 kan op elk gewenst punt langs de kabel 5 worden aangebracht. Bij voorkeur zal men de referentieelektrode 30 zo dicht mogelijk aanbrengen bij 35 dat gedeelte van de constructie waarvan men de potentiaal wenst te kennen. Volgens de uitvinding kunnen dergelijke re-ferentieelektroden worden aangebracht aan een of aan beide anodestelsels; het gebruik van referentieelektroden in com- 8020010 « ·' -14- binatie met het anodestelsel volgens de uitvinding resulteert in een bijzonder flexibel systeem dat aangepast kan worden aan elke uitvoering van de te beschermen constructie.

Ook kan een refentieelektrodestelsel worden toegepast 5 waarin een of meer, bij voorkeur een groter aantal referentie-elektroden zijn aangebracht op een kabel die dan geen kabel is die een deel vormt van het anodestelsel volgens de uitvinding. De referentieelektrode en de bijbehorende elektrische kabel beschermd door de krimphuls kan gemakkelijk tot een ge-10 heel worden vervaardigd. Een dergelijk geheel kan bijvoorbeeld worden gespannen op een punt dat voldoende ver onder het zeeoppervlak ligt om niet te worden beïnvloed door zeegang (bijvoorbeeld op een diepte van 15 tot 30, bij vookeur 20 meter onder het oppervlak) en kan elke gewenste lengte hebben, bij-15 voorbeeld van 100 tot 200 meter, bijvoorbeeld 150 meter. Het geheel heeft dezelfde levensduur als het anodestelsel zelf, bijvoorbeeld 5 jaar en kan dus op korte of gemiddelde termijn een voldoende kathodische bescherming geven totdat een permanent beschermingsstelsel kan worden geïnstalleerd.

8020010

Claims (16)

1. Van een inrichting voor kathodische bescherming voorziene constructie, gekenmerkt door een flexibele, met stroom te voeden, anodestelesel bestaande uit een langwerpige elektrode gewonden rond een drager ter verkrijging van een ano-5 disch werkzaam deel met kabelvormige, zich van het anodisch werkzame deel uitstrekkende verlengingen in tenminste twee richtingen, die verlengingen zodanig zijn bevestigd aan de constructie dat het anodisch deel ligt op afstand van het te beschermen metaal.

2. Constructie volgens conclusie 1,met het ken merk dat de elektrode een titaansubstraat omvat met een anodisch aktieve bekleding, en het geheel zodanig aan de constructie is bevestigd dat het anodisch deel ligt op afstand van het te beschermen metaal.

3. Constructie volgens conclusie 1 of 2, m e t het kenmerk dat de elektrode draadvormig is.

4. Constructie volgens conclusie 3, met het ken merk dat de draad bestaat uit platina bedekt en van een koperkern voorziene titaandraad.

5. Constructie volgens conclusie 1 tot 4, met het kenmerk dat de drager elektrisch geleidend is.

6. Constructie volgens conclusie 1 tot 4, met het kenmerk dat de drager elektrisch niet geleidend is.

7. Constructie volgens conclusie 6, met het ken-25 m e r k dat de drager en verlengingen uit hetzelfde materiaal bestaan.

8. Constructie volgens conclusie 1 tot 7, m e t het kenmerk dat de verlengingen bestaan uit polypropyleen of polyester.

9. Constructie volgens conclusie 1 tot 8,gekenmerkt door twee kabelvormige verlengingen die zich in tegengestelde richtingen uitstrekken.

10. Constructie volgens conclusie 1 tot 9, m e t het k e n m e r k dat deze deel uit maakt van een olieboorplatform. 35

11. Constructie volgens conclusie 1 en als in het voorgaande beschreven.

12. Anodestelsel met opgedrukte stroom en voor kathodische 8020010 f , A < * - 16 - bescherming, gekenmerkt door een anodedeel bestaande uit een langwerpige elektrode gewonden rond een isolerende kabel, gaande door het anodedeel en zich in tenminste twee verschillende richtingen uitstrekkend.

13. Stelsel volgens conclusie 11,met het kenmerk dat de spoed der elektrodewindingen overeenkomt met die van de kabel.

14. Stelsel volgens conclusie 12 en als in het voorgaande beschreven.

15. Stelsel voor kathodische bescherming van een althans gedeeltelijk in vloeistof ondergedompelde constructie, voorzien van tenminste een of meer vooraf vervaardigde en tot een geheel verenigde anodestelsels volgens conclusie 12 tot 14.

16. Althans gedeeltelijk in vloeistof aangebrachte constructie voorzien van een stelsel voor kathodische bescherming volgens conclusie 15. 8020010