NO153402B - Anodeenhet for katodisk beskyttelse med paatrykt stroem. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anodeenhet for katodisk beskyttelse med påtrykt strøm for en nedsenkbar konstruksjon, f.eks. en oljeplattform til havs, hvor anodeenheten omfatter en langstrakt bærer som bærer en langstrakt elektrode langs sin lengde.

Katodisk beskyttelse er hovedforsvarslinjen for korrosjons-kontroll av stålkonstruksjoner i marine omgivelser. Selv om offeranoder kan anvendes for dette formål, er konstruk-sjonslevetider på 25 til 30 år som er blitt angitt som det teoretiske maksimum for slike anoder, tvilsomme. Offeranoder har selvfølgelig den fordel at de gir umniddelbar beskyttelse av konstruksjonen i nedsenket tilstand. Systemer med påtrykt strøm for katodisk beskyttelse krever en likestrømskraft-tilførsel, og det kan opptre betydelig forsinkelse på grunn av andre begrensninger ved tilveiebringelse av denne effekt i en konstruksjon til havs. Videre er eksisterende systemer med påtrykt strøm basert på anoder med lang levetid og med kraftige belegg av platina på f.eks. et substrat av niob. Slike anoder er uhyre kostbare.

Det vil forstås at i mange tilfeller vil tilveiebringelse av et system med relativt kort til middels levetid ha betydelige fordeler (f.eks. fra 3-10 år i forventet levetid). Et slik system med påtrykt strøm bør være relativt rimelig og lett å installere. Alle anoder for påtrykt strøm har den store fordel at deres utmatning og effektivitet kan overvåkes, og de er uhyre lette å kontrollere.

Midlertidige anodeenheter av den type som kan henges opp mellom bena på en oljerigg er beskrevet i US pat. 3.616.418 (og i tilsvarende britiske pat. 1.299.989). I dette patentet er det beskrevet en anodeenhet for katodisk beskyttelse, som omfatter en kabel som med sine ender er forbundet med bena på en stålstruktur som skal beskyttes katodisk. I sitt sentrale område er kabelen innlevert i en relativt stiv kappe av et isolerende materiale slik som neopren, og rundt mate-rialets overflate er det viklet flere langstrakte anoder. De langstrakte anodene er i kontakt med en elektrisk leder som også er innleiret i kappen av isolerende materiale, hoved-sakelig parallelt med kabelen. For å bevirke en ensartet strømfordeling, beskrives at den anodiske delen av kabel-montasjen omfatter omtrent den sentrale tredjedelen av anode/kabelmontasjens totale lengde, slik at det anodiske området kan understøttes mellom bena på en struktur som skal beskyttes og tilveiebringe passende spredningsevne og uni-form strømfordeling for strukturen.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en anodeenhet utformet slik som angitt i det etterfølgende pa-tentkrav 1.

Anodeenhetens elektrode kan omfatte titan som et substrat som har et anodisk aktivt belegg. Anodeenheten er da festet slik at dens anodiske region ligger fjernt fra metallet som skal beskyttes katodisk.

Elektroden kan være i form av en tråd, f.eks. platinert titan- eller niob-tråd (helst med kopper-kjerne), slik som den type som leveres kommersielt av Marston Palmer Limited.

Den faglærte leser vil forstå at platina er det mest hensiktsmessige materiale for beskyttelse av nedsenkede konstruksjoner, p.g.a. dets ekstreme motstand overfor korrosjon. (Andre mulige materialer innbefatter alle korrosjons-motstandsdyktige anodisk aktive materialer, særlig metaller fra platina-gruppen, legeringer og oksyder derav). Ettersom bruken av massive platina-anoder imidlertid vanligvis er for kostbar, foretrekkes det å anvende anoder som omfatter et platina-belegg på et substrat. Niob og titan er ønskelige substrater som kan anvendes med platina, og som innehar det kjennetegn å utvikle en oksydfilm på overflaten derav som beskytter metallet mot ytterligere korrosjon. Disse metaller har meget ønskelige elektrolytiske karakteristika. (De andre filmdannende metaller, hafnium, zirkonium og tantal kan også

anvendes.)

Med uttrykket "rep" slik det anvendes i søknaden, mener vi et materiale som er langstrakt, og som er motstandsdyktig mot korrosjon og råte, samt har lastbærende evne.

Polypropylen eller polyester er meget passende materialer for anvendelse i rep i den foreliggende oppfinnelse, og et typisk polypropylen-rep for anvendelse i den foreliggende oppfinnelse har en diameter av 20 mm. Slike rep, som er isolerende rep, er selvfølgelig særlig egnet for anvendelse i den ovenfor definerte anodeenheten. Metallrep kan anvendes i de utførelsesformer hvor repet ikke trenger å være isolerende, selvom slike rep selvfølgelig må isoleres fra me-tallkonstruksjonen som beskyttes. Ganske visst forutser den foreliggende oppfinnelse at i mange tilfeller er repets natur ikke av stor betydning. Oppfinnelsen innbefatter anodeenheter hvor repet er totalt isolerende, totalt elektrisk ledende, eller del av repet er isolerende og del er elektrisk ledende. Eksempelvis kan en viss form av isolert strømmater anvendes som et av repforlengelsene - idet for-lengelsene da har de doble funksjoner å understøtte og hjelpe til med å plassere den anodiske regionen, og"å tilføre strøm til denne. I den ovenfor definerte anodeenheten som innbefatter et isolerende rep som passerer gjennom den anodiske regionen, må den langstrakte elektroden velges fra et materiale som er tilstrekkelig elektrisk til å tillate adekvat strøm for tilfredsstillende katodisk beskyttelse med en beskjeden spenning. I tillegg til naturen av materialet for elektroden, er formen av den langstrakte elektroden (f.eks. bånd eller trådform) betydelig i denne sammenheng. I særdeleshet er en trådlignende form mer egnet til å gi de ønskede elektriske karakteristika enn en mer bastant og mindre langstrakt form av elektrode. Det vil forstås at (slik det vil bli indikert i nærmere detalj senere i forbindelse med en særlig utførelsesform av oppfinnelsen som skal beskrives under henvisning til de vedlagte tegninger) den ovenfor definerte anodeenheten som involverer et relativt lettvekts rep og en lang lettvekts elektrode viklet rundt dette, har flere betydelige praktiske fordeler.

I et hvilket som helst katodisk beskyttelsessystem er be-skyttelsen tilveiebragt ved strømmen som tilføres og det er selvfølgelig å tilveiebringe en spenning for å "drive" strømmen. Som indikert tidligere, utvikler titan og niob (og de andre filmdannende metaller) som er i bruk oksydfilmer som dekker overflaten av metallet. Når et stykke av f.eks. titan først kobles som en anode i en elektrolytisk celle, vil plottingen av strøm relativ spenning vise en begynnende økning i strøm med en økning i spenning fulgt av et hurtig fall i strøm til en liten lekkasjeverdi. Dette gjengir dan-nelsen og eksistensen av den beskyttende oksydfilmen på overflaten av metallet. Ettersom spenningen imidlertid fortsetter å øke, brytes oksydfilmen ned, og deretter fås en lineær strøm/spenningskarakteristikk, idet en økning i spenning resulterer i en proposjonal økning i strøm. I fysisk henseende vil det å utsette et stykke av f.eks. titan for en spenning over sammenbruddsspenningen, resultere i destruksjon av det beskyttende oksydlaget og hurtig oppløs-ning av metallet. Dette er selvfølgelig katastrofalt m.h.t. et stabilt elektrodesystem. Med titan synes sammenbruddsspenningen å være av størrelsesorden 8-10 volt, mens niob er sammenbruddsspeiningen av størrelsesorden 100 volt. Ettersom i praksis en platinert titan-anode f.eks. kan omfatte et stykke av titan som kun er delvis dekket av et lag av platina, er det viktig å begrense spenningen som fremkommer mellom slikt bart titan og tilliggende elektrolytt til en verdi under sammenbruddsspenningen, idet titanet ellers vil korrodere. Det er innlysende at desto høyere operasjons-spenningen som kan påtrykkes er, desto større er strømmen som flyter, og desto mer effektiv er den katodiske beskyt-telsen. En fremgangsmåte for å unngå korrosjon indusert ved spenningssammenbrudd, er å anvende niob som substrat, selv om dette er langt dyrere.

Hvor en platinert titan-anode f.eks. er plassert nær f.eks. en stålkonstruksjon som det er ønskelig å beskytte, har det resulterende elektriske felt når anoden er i drift en spen-ningsgradient som er slik at operasjonsspenninger som er nær sammenbruddsspenningen er farlige, idet det er stor risiko for sammenbrudd av den beskyttende oksydfilmen på de deler av f.eks. titanet, som ikke er belagt med platina, og på-følgende destruksjon av anodekonstruksjonen. I motsetning til dette har man funnet at den samme anode plassert i en betydelig avstand fra konstruksjonen som det er ønskelig å beskytte, kan opereres ved en systemspenning i overkant av sammenbruddsspenningen, ettersom spenningsgradienten rundt anoden når anoden er i bruk, da er langt mindre alvorlig. Videre oppnås en bedre strømfordeling med slik konstruksjon, og følgelig bedre og mer jevn total beskyttelse av konstruksjonen. Med et konsentrert felt av den type som blir resul-tatet med en anode plassert meget nær konstruksjonen som skal beskyttes, vil meget sterke lokale beskyttelsesstrøm-mer bli frembragt tilliggende anoden, hvilket resulterer i mulighet for problemer, slik som hydrogensprøhet og for store katodeavsetninger, samt vanskeligheter med å oppnå passende strøm i en viss avstand fra anoden. Om således anoden som anvendes i et katodisk beskyttelsessystem kan plasseres i en betydelig avstand fra konstruksjonen som skal beskyttes, vil den overleve en høyere operasjonsspenning og kan gi høyere strømutmatning med mer tilfredsstillende beskyttelse. Under slike omstendigheter er levetiden av den platinerte anoden da relatert til tykkelsen av det platina som er blitt påført. I praksis er den minste pratiske tykkelse for platina som kan påføres titan- eller niob-over-flater 2,5 um. Lengre levetider kan oppnås ved å anvende tykkere platinabelegg. En hensiktsmessig tykkelse ville være 5-20 )jm.

I den foreliggende oppfinnelse muliggjør innbefatningen av rep i anodeenheten som strekker seg i to forskjellige retninger fra den anodiske regionen, at anoden kan opphenges innen-for ramme verket av f.eks . en marin konstruksjon, med den anodiske regionen relativt fjernt fra enhver stålvare. Dette kan tillate en titan-basert anode å anvendes med en systemspenning i overkant av dens sammenbruddsspenning. I tilfellet med en titan-basert elektrode, er forholdet mellom avstanden mellom den anodiske regionen og konstruksjonen som beskyttes, og den anodiske lengden vanligvis fra ca. 0,4

-ca. 4, fortrinnsvis fra 0,5-2.

Den foreliggende oppfinnelse er uhyre fleksibel ved at den er et "skreddersydd" katodisk beskyttelsessystem som kan konstrueres for en hvilken som helst spesiell konstruksjon som skal beskyttes og systemet kan anvendes som en "retro-passet" (retrofit) installasjon for å gi beskyttelse for en konstruksjon som allerede lider under korrosjonsangrep. Således kan f.eks. et antall rep-anodeenheter ifølge den foreliggende oppfinnelse bli oppspent ved hvert nivå i en oljerigg til havs for å tilveiebringe, ved hvert nivå, et kjegleformet totalt anodisk system som kan påtrykkes en passende strøm.

Et antall av anodeenhetene i den foreliggende oppfinnelse sammen med hvilke som helst tilknyttede kabler (hvis ønskelig) og/eller med oppheng, kan lages og vikles på en trommel for å lette transporten og håndteringen på plassen til sjøs eller annet steds.

Den foretrukne konstruksjon for anodeenheten ifølge den foreliggende oppfinnelse er et polyester- eller polypropylen-rep som har rundt seg tre kopper-kjerne-platinerte titantråder med f.eks. 4 mm diameter, viklet i spiralform for å tilpasse seg stigningen i selve repet. Repet kan beskyttes mot degraderingsprodukter frembragt elektrolytisk ved anodeoverflaten ved å dekke repet med et beskyttende lag f.eks. en varmekrympbar kappe, f.eks. av materialet solgt under handelsnavnet "Kynar". Det samme materialet kan også anvendes til å feste eletrodene til repet med periodiske ved å tilveiebringe en serie av adskilte ytre Kynar-kapper rundt elektrodeviklingene langs hele repkonstruksjonen.

Med konstruksjonen som beskrevet ovenfor, kan effektfor-bindelser utføres ved hjelp av fleksible isolerte ledere lignende sveisekabel. Elektrisk kabelforbindelse kan gjøres ved en ende av anoden på en slik måte at sjøvannsoppløs-ningsprodukter ikke forurenser forbindelsen. Videre kan for-ankringsarrangementene (hvilke helt klart avhenger av konstruksjonen som det er ønskelig å beskytte) ved hver ende av repet fabrikeres av ikke-metallisk materiale, bortsett fra hvor bolter kreves .

Det er viktig å forstå at i den foreliggende oppfinnelse er lengden av repet og opphengningsarrangementene for hele konstruksjonen ikke relatert til lengden av elektrodene og kan konstrueres til å passe til den spesielle anvendelse. Et ut-rustningssystem kan konstrueres for et antall slike konstruksjoner for å gi beskyttelse for en konstruksjon av størrelse.

Under anvendelse av den foretrukne titan-baserte repanode-enheten beskrevet ovenfor, er det blitt beregnet at den maksimale økonomiske utmatning er 250 ampere pr. anode. Med denne konstruksjon oppnås en redusert utmatning pr. lengde-enhet hvis den anodiske regionen på repet er lenger enn 10,m og et stort spenningsfall inntreffer, hvilket,gjør slike lengre anodiske regioner uønskede. Det er heller ikke ønskelig (av den grunn som er beskrevet ovenfor) å ha den anodiske regionen nærmere stålkonstruksjonen som beskyttes enn 10 m eller så. Stigningen i anodeviklingene er fortrinnsvis avhengig av stigningen av repets slagning. I praktisk henseende anser man at fra 12-18 meters lengde av den platinerte titan-tråd er ønskelig for å gi (i viklet form)

den 10 meters anodiske regionlengden, mer foretrukket fra 12-14 meter platinert titan-tråd. I praksis påtrykkes fra 5-15 volt på anodene.

Henvisning er gitt ovenfor til bruken av "Kynar" som materialet for varmekrympekappe for å beskytte repet og holde elektrodeviklingene til repet. Dette materialet er meget ønskelig på grunn av dets ekstreme kjemiske treghet. Det bør imidlertid bemerkes at hver av anodetrådene, hvor de utkom-mer ved endene av den f.eks . 10 m lange anodiske regionlengden, kan beskyttes ved hjelp av varmekrympekappe (f.eks. Atum krympepasningskappe fremstilt av Raychem Limited) eller endene av anodetrådene kan avtettes med titan.

Opphengning av en anodeenhet ifølge den foreliggende oppfinnelse kan oppnås ved å anvende løkker ved hver ende av repet og anvende standard rep og stropper ved forankringspunktene. En forbelastning kan påføres sammenstillingen under installasjon for å innskrenke for stor bevegelse under stormer (spesielt viktig for konstruksjoner til havs).

En referanseelektrode kan festet til enheten ifølge den foreliggende oppfinnelse ved et hvilket som helst hensiktsmessig middel for å muliggjøre måling av potensialet av konstruksjonen som skal beskyttes. Således kan en referanseelektrode koples til en eller begge (eller hver) av repforlengelsene i alt vesentlig nær enden av disse for at potensialet av konstruksjonen som beskyttes i den umiddel-bare nærhet av referanseelektroden (elektrodene) kan bedøm-mes. En hensiktsmessig form for referanseelektrode omfatter en i alt vesentlig sylindrisk blokk av sink av høy renhet som har en galvanisert ståltrådkjerne i seg, idet galvani-serte ståltråder fører fra kjernen for elektriske koplings-formål. Ettersom den er sylindrisk, kan en slik elektrode plasseres på repforlengelsene av anodeenhetene anvendt i den foreliggende oppfinnelse ved ganske enkelt å la den gli langs det ønskede repet. Elektroden kan plasseres hvor det er ønskelig ved anvendelse av varmekrympekappe, slik som angitt ovenfor, og kabler og elektriske forbindelser til-knyttet denne kan på tilsvarende måte beskyttes ved anvendelse av varmekrympekappe. På denne måte kan potensialet ved ønskede punkter i konstruksjonen som beskyttes, overvåkes, og, hvis ønskelig kan tilbakekopling bli arrangert av slikt overvåket potensial til en automatisk likeretter, for å sikre at strømmen som tilføres gjennom den anodiske regionen av anodeenheten eller enhetene anvendt for å beskytte konstruksjonen, er adekvat til å opprettholde potensialnivå i konstruksjonen som er passende for katodisk beskyttelse. Referanseelektroden sammen med anodeenheten kan kombineres med midler for automatisk å justere tilførselen av strøm til den anodiske regionen av anodeenheten som svar på endringer i potensial overvåket av referanseelektroden.

Som et alternativ til plassering av referanseelektrodene på repet av en anodeenhet ifølge oppfinnelsen, kan en eller flere slike referanseelektroder plasseres på et forstrukket rep helt separat fra anodeenheten. Når et flertall referanseelektroder anvendes slik, kan-de adskilles i et forut-bestemt mønster langs et rep for å måle potensialet av en nedsenket konstruksjon ved ønskede steder når den resulterende referanseelektrodemontasjen henges tilliggende den nedsenkede konstruksjon (hensiktsmessig avveiet). Denne type montasje kan vikles på en trommel slik som anodeenheten ifølge oppfinnelsen. Den foreliggende referanseelektrodemontasjen kan selvfølgelig anvendes fullstendig separat fra den foreliggende anodeenheten og kan anvendes i situasjoner hvor det ikke er mulig eller nødvendig å anvende anodeenheten.

Det vil forstås at gitt en hvilken som helst spesiell konstruksjon som det er ønskelig å gi katodisk beskyttelse for, kan fagmannen beregne på forhånd det nødvendige strømbehov for forskjellige punkter på konstruksjonen, og således tilveiebringe hva som kan benevnes et "katodisk beskyttelse-lastsenter" for den totale konstruksjon på en måte analogt med tyngdepunktsenteret (for å anvende en mekanisk analogi). Et katodisk beskyttelsessystem kan så konstrueres ved å anvende anodeenhetene i den foreliggende oppfinnelse som tar i betraktning denne informasjon. Det er allerede blitt indikert at anodeenhetene ifølge den foreliggende oppfinnelse tillater den anodiske regionen derav å bli plassert fjernt fra konstruksjonen som beskyttes, tillater derved bedre strømfordeling rundt konstruksjonen og muliggjør bruken av systemspenninger som er større enn sammenbruddsspenningen.

En anodeenhet ifølge den foreliggende oppfinnelse kan opphenges gjennom et rør plassert blant elementene i en konstruksjon som det er ønskelig å beskytte, f.eks. en oljerigg, idet en repforlengelse av anodeenheten plasseres gjennom røret og festes til konstruksjonen ved en ende av røret, mens den anodiske regionen av anodeenheten er utenfor røret ved den andre enden av dette og en andre repforlengelse som er festet til en andre del av konstruksjonen. Med en slik utformning kan kabler som trenges føres til øvre nivåer av konstruksjonen som beskyttes gjennom røret. Røret kan forsynes ved enden av dette tilliggende den anodiske regionen av anodeenheten, med en muffeanordning for å mulig-gjøre plassering av anodeenheten gjennom dette. Hensiktsmessige rør som kan anvendes med anodeenhetene ifølge den foreliggende oppfinnelse finnes av og til i katodisk beskyttede konstruksjoner som anvender mer vanlige faste anoder enn de fleksible anoder ifølge den foreliggende oppfinnelse.

Det vil forstås at selvom oppfinnelsen er meget hensiktsmessig for katodisk beskyttelse av oljerigger og lignende, har oppfinnelsen uhyre bred anvendbarhet hvor beskyttelse av nedsenkede konstruksjoner er ønskelig, og i re-aliteten er det den meget store fleksibilitet for det foreliggende system i sammenligning med de fleste tidligere kjente systemer som gir hovedfordelen ved den foreliggende oppfinnelse.

Det er også mulig å tilveiebringe et katodisk beskyttelsessystem med påtrykt strøm, som omfatter et flertall anodeenheter i overensstemmelse med oppfinnelsen, prefabrikerte

til en utrustning. Et hensiktsmessig antall av anodeenheter ifølge oppfinnelsen for inkorporering i en utrustning er fra 3-10, f.eks. 5 eller 6.

Oppfinnelsen vil nå bli ytterligere beskrevet og illustrert med henvisning til de vedlagte tegninger, i hvilke: fig. 1 viser et skjematisk totalriss av en anodeenhet ifølge den foreliggende oppfinnelse;

fig. 2 viser i detalj avslutningen av elektrodeviklingene i anodeenheten i fig. 1;

fig. 3 viser detalj av en mellomliggende seksjon av elektrodeviklingene i anodeenheten i fig. 1;

fig. 4a og 4b viser detaljer av elektrisk kabelforbindelse til elektrodeviklingene i anodeenheten i fig. 1;

fig. 5 viser et tverrsnitt gjennom fig. 4a ved linjen A-A;

fig. 6 viser et sideriss av en oljeriggkonstruksjon som har katodisk beskyttelse tilveiebragt for et nivå av denne ved inkorporering av anodeenheter ifølge foreliggende oppfinnelse;

fig. 7 er et planriss av et snitt gjennom fig. 6, idet man ser ned fra linje 7-7;

fig. 8 er et snitt langs linjen 8-8 i fig. 7 som viser anodeenhetene i planet for kun snittet; og

fig. 9 viser et snittriss av en referanseelektrode som er plassert på repet av en anodeenhet ifølge oppfinelsen.

Vender man seg først til fig. 1 i tegningene, vil man se at den spesielle anodeenheten som er vist omfatter et rep 5 laget av polyesterfiber og beskyttet av en Kynar varmekrympekappe. Repet har hensiktsmessig en diamelB_r på 20 mm. Repet 5 har elektrodeviklinger 6 (fig. 2 og 3) bestående av 4 mm diameter platinerte titan-tråder med kopperkjerne viklet rundt dette. Det er tre slike platinerte titan-tråder viklet spiralformet rundt repet.

Ved periodiske intervaller er repet 5 forsynt med en krympepasningskappe 7 av Kynar for å feste elektrodeviklingene 6 til repet 5. En ytterligere Kynar-kappe er tilveiebragt til en ende 2 av hele (den anodiske) regionen (angitt generelt med henvisningstallet 8) som er fjerntliggende fra den elektriske kabelforbindelsen til elektroderegionen (selv angitt generelt med henvisningstallet 4).

Løkken er tilveiebragt ved enden av repet 5 for å feste anodeenheten til konstruksjonen som det er ønskelig å beskytte. Det vil bemerkes at en ytterligere løkke er festet til repet ved den enden av dette som er fjerntliggende fra den elektriske kabelforbindelsen 4 for å muliggjøre stram-ming og dykkerinstallasjon av anodeenheten. Repet er fortrinnsvis forsynt med en forbelastning på mellom et halvt og et tonn under installasjonen for å hindre for stor bevegelse av dette etter installasjonen og under stormer.

Fig. 2 i tegningene, slik det allerede er angitt, viser enden av elektroderegionen angitt med 2 i fig. 1. Man vil se at repet 5 er beskyttet av Kynar-kappen 10 fra elektrodeviklingene 6. Endene av elektrodene 11 er avtettet av Atum varmekrympekappen 12 (tilgjengelig fra Raychem Limited) selv om titanavtetning alternativt kan anvendes. Endene 11

er dekket av en ytterligere Kynar-kappe 13.

Vender man seg til fig. 3, kan det sees at elektrodeviklingene 6 er dekket av en ytterligere Kynar-kappe 7, og holdes derved på plass på Kynar-kappen 10 som dekker repet 5 .

Vender man seg til fig. 4a, 4b og 5 i tegningene, er elektrodeviklingene 6 ved den elektriske kabelforbindelse 4 ved enden av elektrodeenheten forsynt med tildekninger av Atum varmekrympekapper 14. Tildekningene 14 forløper akkurat under en Kynar-kappe 15 som holder elektrodeviklingene 6 på plass på Kynar-kappen 10 som beskytter repet 5. Elektrodeviklingene 6 passerer inn i en kabel/elektrodeforbindelse-montasje som generelt er angitt med henvisningstallet 19, og som er festet til repet 15 ved hjelp av en ytterligere varmekrympekappe 16. Montasjen 19 omfatter et polyetylen-rør som har en epoksyfylling 18 med viklingene 6 (hver bestående av en platinert titan-tråd som beskrevet ovenfor i en varmekrympekappe) innleiret i denne. En enkelt kjerne-kabel 20 fører fra en kabeltetningsanordning 21 til et kabelforbin-delsesorgan 22 av krympetypen, for derved å tilveiebringe elektrisk forbindelse med viklingene 6. Forbindelsesorganet 22 er forsynt med en varmekrympekappe 23. Enkelt-kjerne-kabelen 20 er passende av 50 mm 2 i tverrsnitt, og en passende størrelse for polyetylen-røret 17 er 50 mm innerdiameter og 30 mm lengde.

Regionen av enheten fra Kynar-kappen 15 til akkurat under toppen av røret 17, er fortrinnsvis bundet i gummibånd for å gi beskyttelse for enheten under transit.

Idet det henvises påny til fig. 2 i tegningene, kan et område fra akkurat under Kynar-kappen 13 til noe ytterligere over samme beskyttes ved hjelp av et eller flere (f.eks. tre) lag av halv overlappet "Scotch 23" elektrisk bånd, dekket fullstendig av en varmekrympe-kappe av hensiktsmessig størrelse. Kappen 13 er av noe større lengde enn de forskjellige kappene 7 og kappen 15, fortrinnsvis ca. dobbel lengde av kappene 7 og 15. Kappen 13 kan f.eks. være 150 mm eller så i lengde og kappene 7 og 15 kan f.eks. være 75 mm i lengde.

Det bør bemerkes at den beskyttende Kynar-kappen 10 for-løper fra akkurat over toppen av røret 17 (fig. 4b) til et stykke forbi kappen 13 ved den andre enden av elektroderegionen 8. Elektroderegionen 8 er passende ca. 10 m i lengde, og Kynar-kappen 10 kan være f.eks. ca. 11,5 m i lengde, for derved totalt å dekke elektroderegionen 8.

Idet det henvises til fig. 4b i tegningene, er kabelen 20 vanligvis ganske fleksibel og kan være uarmert og isolert med EPR og overtrukket med CSP. Det bør også forstås at en elektrisk kabelforbindelse av den type som er vist i fig. 4b kan erstattes av en enkelt kabel-elektrodeforbindelse i hvilken en beskyttende kappe (f.eks. vulkanisert gummi) er plassert over forbindelsen. Således kan f.eks. en ytre beskyttende kappe rundt den elektriske kabelen forlenges over enden av elektroden for å dekke forbindelsen.

Anodeenheten ifølge den foreliggende oppfinnelse beskrevet spesielt ovenfor med henvisning til tegningene, har de føl-gende ønskelige trekk for katodisk beskyttelse av metalliske marine-konstruksjoner (selvom den selvfølgelig kan anvendes til å beskytte andre nedsenkede konstruksjoner): a) elektroden selv er lang og tynn, hvilken ikke bare re-duserer den nødvendige "driv"-spenning, men resulterer i økonomisering m.h.t. materiale; b) enheten er fleksibel og kan oppspoles, og dessuten kan et flertall anodeenheter ifølge den foreliggende oppfinnelse oppspoles på en trommel for anvendelse etter behov; c) dersom hensiktsmessige forankringsarrangementer lages er det ikke sannsynlig at anodeenheten vil lide av slitasje eller tretthet under bruk og er en naturlig virvelstrøm-avviser; d) anodeenheten har typisk en strømkapasitet av inntil 200 ampere, og kan sammenstilles i en utrustning for å gi et totalt system for en spesiell installasjon med en kapa-sitet av f.eks. 1500 ampere (dvs. seks anodeenheter); e) den minste teoretiske levetid av et plåtinalag er 3 år og denne kan forlenges etter ønske; f) montering av anodeenheten på en konstruksjon som det er ønskelig å beskytte kan oppnås meget enkelt, og henge-retningen for anodeenheten kan tilpasses til å passe spesielle krav.

Man vil forstå at mange av detaljene i anodeenheten beskrevet ovenfor kan varieres avhengig av individuelle krav og tilgjengelige materialer.Således kan alternative midler for å feste elektrodene til repet anvendes enn bruken av en varmekrympekappe. Imidlertid er varmekrympekappe et enkelt og effektivt middel for å oppnå dette.

Ser man nå på fig. 6, 7 og 8, viser fig. 6 et sideriss av en oljerigg-konstruksjon med anodeenheter ifølge den foreliggende oppfinnelse og angitt med henvisningsbetegnelsen A plassert i posisjon ved et spesielt nivå av riggen, idet hver anodeenhet A er koplet til et sammenkoblende element M i midten av riggen.

Fra fig. 7 kan det sees at det er fem anodeenheter anordnet i en halv konisk form, og fig. 8 viser festearrangementet for de to enhetene i planet av snittet angitt med iinjen 8-8 i fig. 7 .

Ved installasjon av anodeenheter ifølge den foreliggende oppfinnelsen i f.eks. en oijerigg-konstruksjon, kan kompo-nenter slik som skiver lages av, f.eks. en passende grad av "Tufnol", og hvilke som helst bolter kan lages av titan, som ikke påvirkes av vann eller elektrolytisk virkning. Generelt, når man betrakter bruken av den nåværende oppfinnelse for å gi katodisk beskyttelse for en oljerigg-kon-struks jon, kan alle kabler for en gruppe av anodeenheter ifølge den foreliggende oppfinnelse (f.eks. den vist i fig.

6, 7 og 8) tas opp til underdekknivået<i>nnenfor en ikke-met-tallisk slange. Slangen kan være laget av PVC med nylonfor-sterkning og kan være fastgjort til et passende vertikalt element i oljerigg-konstruksjonen. Hvis videre alle elementene i en gruppe av anodeenheter har de samme kabel- og elektro-delebgder, kan de lett koples i parallell til en likeretter for å gi den nødvendige likestrøm. Innretninger ved en passende forbindelsesboks bør tillate at et amperemeter av påklemmingstypen blir anvendt for å kontrollere at alle anodene bruker omtrent den samme strøm.

Slik det klart vil fremgå, vil fordelingen av en gruppe av anodeenheter ifølge den foreliggende oppfinnelse innenfor et spesielt strukturelt nivå av f.eks. en oljerigg i en stor grad være diktert av anordningen av elementene som danner oljerigg-konstruksjonen. Innenfor denne begrensning kan anodeenhetene anordnes slik at de tilfredsstiller kravet for katodisk beskyttelse, belastning og strømfordeling for å oppnå passende korrosjonsmotstand for konstruksjonen som det er ønskelig å beskytte.

Idet det nå henvises til fig. 9, kan en referanseelektrode generelt angitt med 30 plasseres over repet 5. En slik elektrode muliggjør målingen av potensialet for konstruksjonen som beskyttes innenfor en liten radius av f.eks. fra 1/2 -lm. Elektroden 30 kan hensiktsmessig kalibreres forut for bruk, idet det anvendes en standard-elektrode, og et tilbakekoplingssystem kan utformes til å formidle informasjon fra elektroden 30 til en automatisk likeretter som så justerer strømmen tilført gjennom elektroderegionen 8 av anodeenheten i den foreliggende oppfinnelse, som svar på endringer i potensialet i konstruksjonen som beskyttes overvåket av referanseelektroden 30. Elektroden 30 omfatter et i alt vesentlig sylindrisk element 26 dannet av sink med høy renhet, hvilket har en kjerne 25 som forløper gjennom dette av galvanisert ståltråd. Varmekrympe-kappe-beskyttet galvanisert ståltråd 27 fører fra elektroden 30 til et passende krympeforbindelsesorgan 28 for. elektriske kabler. Elektroden 30 holdes i posisjon av repet 5 ved hjelp av varmekrympe-kappene 24 og 29. Varmekrympe-kappen 29 er tilstrekkelig lang til å dekke en ende av elektroden 30 og tråden 27 i tillegg til krympeforbindelsesorganet 28.

Det vil forstås at elektroden 30 i fig. 9 kan plasseres ved

et hvilket som helst ønsket punkt på repet 5 av anodeenheten ifølge den foreliggende oppfinnelse. Det er selvfølgelig foretrukket å plassere referanseelektroden 30 så nær som mulig til den del av konstruksjonen, som beskyttes som det er ønskelig å måle potensialet av. Slike referanseelektroder brukes ved en eller begge av en anodeenhet ifølge den foreliggende oppfinnelse (eller hvor det er mer enn to repforlengelser i anodeenheten, hver ende). Mc" vil forstå at bruken av slike referanseelektroder i kombinasjon med anodeenheten ifølge den foreliggende oppfinnelse muliggjør at et uhyre fleksibelt system kan konstrueres for katodisk beskyttelse av en konstruksjon som er nedsenket.

Det .er allerede blitt henvist til en referanseelektrode-montasje hvor en eller flere, fortrinnsvis et flertall slike referanseelektroder er plassert på et rep (som ikke er repet for en anodesammenstilling ifølge oppfinnelsen). Det kan ses at den ovenfor beskrevne referanseelektrode, fig. 9, og dens tilhørende elektriske kabel som anvender varmekrympekappe for beskyttelses-, feste- og plasseringsformål gjør seg lett fremstillbar til en slik montasje. En slik montasje kan f.eks. passes fra en oljerigg ved et punkt tilstrekkelig langt under overflaten av sjøen for å unngå dårlige værfor-hold (eksempelvis 15 - 30 m, f.eks. 20 m under overflaten)

og kan være så lang som det er ønskelig (f.eks. 100 - 200 m, eksempelvis 150 m). Montasjen kan ha omtrentlig den samme

levetid som anodeenheten ifølge oppfinnelsen (f.eks. 5 år), og kan således gi brukbar kortvarig til middels lang-varig indikasjon m.h.t. potensialet av en konstruksjon som er gitt katodisk beskyttelse, inntil en viss form for "per-manent" referanse kan installeres.

Claims (6)

1. Anodeenhet for katodisk beskyttelse med påtrykt strøm for en nedsenkbar konstruksjon, f.eks. en oljeplattform til havs, hvor anodeenheten omfatter en langstrakt bærer (5) som bærer en langstrakt elektrode (6) langs bærerens (5) lengde, karakterisert ved at den langstrakte bæreren (5) er et rep og at den langstrakte elektroden (6) er viklet i skruelinje rundt repet for å samsvare med stigningen i repet, og er elektrisk isolert fra repet ved hjelp av et isolerende lag (10) for å tilveiebringe en anodisk region (8) fra hvilken repet (5) strekker seg i to retninger, slik at anodeenheten kan festes til en nedsenkbar konstruksjon på en måte hvorved den anodiske regionen (8) adskilles fra metallet i den konstruksjon som skal beskyttes katodisk.

2. Anodeenhet som angitt i krav 2, karakterisert ved at elektroden (6) omfatter et titansubstrat som'har et- anodisk aktivt belegg, idet enheten er festet til konstruksjonen, slik at den anodiske regionen (8) er fjerntliggende fra metallet i den konstruksjonen som skal beskyttes katodisk.

3. Anodeenhet som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at elektroden (6) er i form av en tråd.

4. Anodeenhet som angitt i krav 3, karakterisert ved at tråden er en platinert titan kopperkjerne-tråd.

5. Anodeenhet som angitt i et hvilket som helst av krav-ene 1-4, karakterisert ved at repet (5) er elektrisk ikke-ledende.

6. Anodeenhet som angitt i et hvilket som helst av krav-ene 1-5, karakterisert ved at repet (5) er laget av polypropylen eller polyester.