NO308010B1 - FremngangsmÕte og apparat for Õ forhindre begroing og/eller korrosjon av strukturer i sjøvann, brakkvann og/eller ferskvann - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører generelt fremgangsmåter og apparater for å forhindre begroing og/eller korrosjon av strukturer, og mer spesielt fremgangsmåter og apparater for å forhindre begroing og/eller korrosjon av marinefartøyer, bøyer, rørledningssystemer, filtere, oljerigger og andre strukturer som helt eller delvis er nedsenket i sjøvann, brakkvann, ferskvann eller en kombinasjon av disse.

Strukturer som er i kontakt med vann vil utsettes for begroing og/eller korrosjonsskade. For eksempel har skipsindustrien vært utsatt for alvorlige problemer forårsaket av at marine organismer har festet seg til skipsskrogene. Slik begroing av skipsskrogene øker driftskostnadene til skip og reduserer dets effektivitet.

Marine organismer som festes til skroget må fjernes periodisk og dette medfører at man vanligvis må ta skipet ut av drift for en lengre tidsperiode for vedlikehold i tørrdokk. Dersom begroingen ikke forhindres, vil akvatiske organismer fortsette å feste seg til skroget og vil medføre stadig økende driftskostnader forbundet med økende drivstofforbruk og redusert hastighet. De samme problemene er også tilstede i lystbåtmarkedet.

Det er kjent flere måter å fjerne marine organismer på, innbefattende skjellvekst (barnacle) fra et skip. Skjellene kan skrapes mekanisk fra skipet mens det er i tørrdokk. Det er også utviklet rengjøringsmaskiner med roterende børster som kan fjerne skjell og andre marine organismer fra skroget.

En annen måte å løse begroingsproblemene på er å bruke meget toksiske malinger på skipsskrogene. Slike malinger begrenser veksten av marine organismer på skroget. Et toksisk element i malingen som for eksempel en forbindelse av kobber eller kvikksølv som er løselig i sjøvann, blir kontrollerbart oppløst i vannet og gir beskyttelse over flere år. Imidlertid vil utlekkingen av toksiske materialer til sidevannsområder til et stort antall fartøyer, innbefattende lystbåtflåten, utgjøre en økende fare for miljøet.

For eksempel US-patent nr. 3.817.759 beskriver bruk av et antibegroingsbelegg bestående av en polymer titaniumester av et alifatisk alkohol. Titan har god korrosjonsmotstand og lav vannløselighet som forhindrer for tidlig utlekking og uttømming av belegget.

En annen kjent antibegroingsmetode innbefatter belegging av skipsskroget med en metallisk maling, hvis ioner er toksiske for marint liv, dvs. kobber, kvikksølv, sølv, tinn arsenikk og kadmium og deretter periodisk tilføre en spenning på skroget for anodisk oppløsing av de toksiske ionene i sjøvannet og derved forhindre begroing. Denne fremgangsmåten er beskrevet i US-patent nr. 3.661.742 og US-patent nr. 3.497.434.

Antibegroingssystemer som bygger på oppløsning av toksiske substanser i sjøvann har begrenset anvendelighet, siden belegget som påføres skroget blir uttømt og skroget må periodisk males igjen. Dette problemet er mer alvorlig i de systemene som gjør skroget anodisk for å frembringe oppløsningen, siden det øker oppløsningshastigheten. Dette medfører et potensielt alvorlig problem, siden skroget med en gang det er eksponert, også vil oppløses og resultere i at det dannes groper eller hull i skroget.

Det har vært foreslått forskjellige andre apparater som tilfører en spenning på skroget eller danner en strøm gjennom skroget for å forhindre vekst av marine organismer på skroget. Enkelte systemer har foreslått elektrokjemisk dekomponering av sjøvann som medfører at det dannes gasser nær skrogets flater under vann.

Forslagsstillerne til disse systemene fastholder at gassene forhindrer at marine organismer som for eksempel skjell, alger og lignende fester seg. Andre forslår at en høy spenning kan medføre sjokk og forhindre vekst av marine organismer på skroget. Ingen av disse systemene har imidlertid vist seg å være kommersielt brukbare på grunn av kostnader og dårlige antibegroingsresultater. Eksempler på disse systemene er beskrevet i US-patent nr. 4.196.064 og russisk patent nr. 3388.

Dette problemet er selvfølgelig ikke begrenset til skip, men det er også tilstede ved alle nedsenkede strukturer som kan korrodere.

En annen akvatisk organisme, sebra muslinger ( Dreissena polvmorpha<->). utgjør alvorlige problemer for elektriske anlegg og offentlige og industrielle anlegg som er avhengig av råvann, for eksempel fra de store sjøene (Nord-Amerika). De morfologiske, oppførselsmessige og fysiologiske karakteristika til sebramuslingene promoterer rask spredning av muslingen i og mellom vannlegemene, kolonisering av naturlige og kunstige strukturer, begroing av inntak, ledninger, kondensatorer og ledningssystemer, og resistent mot prosedyrer som typisk brukes for å vedlikeholde systemene ved ferskvanns kraftanlegg.

Sommeren 1989 begynte Electric Power Research Institute (EPRI) å undersøke de potensielle problemene som kan forårsakes av sebramuslingen og undersøkte strategier for at industrien kan takle disse problemene. Årsaken til dette arbeidet var den raske spredningen av muslingene, deres virkning på driften av kraftanlegg, spesielt de som er plassert i Erie sjøen og bekymringer om nåværende og fremtidige økonomiske og økologiske virkninger.

Kraftanlegg utgjør gode habitater for sebramuslinger. Anleggene inneholder en overflod av harde relativt rene overflater som muslingene kan kolonisere. Denne koloniseringen økes som følge av mengden og strømningshastigheten til vannet som trekkes inn i anlegget. For eksempel trekker de fleste anlegg inn vann nær overflaten, hvor larvene finnes i de høyeste konsentrasjonene. I tillegg er strømningshastighetene som er spesifisert ved mange inntak for å forhindre treff av fisk, ikke høye nok til å forhindre larvekolonisering. Faktum er at det strømmende vannet er fordelaktig for muslinger som har slått seg ned, fordi det inneholder mat og oppløst oksygenkonsentrasjoner som er nødvendig for underholdet. Alle kraftanleggsystemer som sirkulerer råvann, kan være utsatt for sebramuslingbegroing.

Store ledninger, gallerier og "bokser" kan utsettes for volumtap når muslingene fester seg til veggene og hverandre og danner en muslingmatte. Disse mattene kan nå en tykkelse på flere tommer. Individuelle muslinger kan medføre strømningstap i små ledninger dersom strømmen er ujevn eller sakte nok for kolonisering eller dersom muslingene transporteres til en konstruksjon. Selv kondensatorer kan være utsatt for begroing av sebramuslinger. Kun de aller største muslingene har en skjellstørrelse som er i stand til å blokkere moderne kondensatorledninger. Imidlertid vil ofte muslings-klumper, såkalte klaser, brytes av fra muslingmattene. Slike klumper har blokkert opptil 20% eller mer av kondensatorrørene i et kraftanlegg på vestsiden av Lake Erie.

Hittil er det ikke funnet noen tilfredsstillende løsning på dette problemet. Store individuelle sebramuslinger og muslingklaser kan fjernes fra kraftanleggene ved hjelp av sikter som hjelper til å redusere deres virkning på kjølevannsystemene. Disse siktene er imidlertid ikke fine nok til å fjerne de tidligste livstrinnene (for eksempel veligerlarver) som kan feste seg på nedstrømssteder inne i kraftanleggene. Fordelen med disse siktene blir ytterligere redusert av store reservoarer hvor det kan skje kolonisering og vekst av muslinger. Fysisk filtrering ville kreve en effektiv porediameter på størrelsesorden 0.04 mm for å holde tilbake de minste larvene og er som sådan ikke praktisk anvendelige. Ved analog til marine muslinger bør det teoretisk kunne finnes materialer eller belegg som kan forhindre eller inhibere begroingen av koloniserende larver. Hittil har ingen slike vært funnet.

Et annet problem i forbindelse med begroing av skipsskrog som shippingindustrien i lang tid har prøvd å løse, er korrosjon. Korrosjon skjer normalt på de deler av skroget som ligger under vann, fordi sjøvannet virker som en elektrolytt og det vil derved gå en strøm på samme måte som i et batteri mellom overflateområdene med forskjellig elektrisk potensial. Strømmen tar med seg metallioner og korroderer derfor gradvis anodiske deler av skroget.

Det er utviklet forskjellige teknikker for å forhindre korrosjon. Offeranoder av aktive metaller som for eksempel sink eller magnesium har blitt festet til skroget. Slike anoder vil selv korrodere bort via galvanisk virkning i stedet for skroget.

Andre systemer bruker katodisk beskyttelse ved påført spenning. Slike systemer anvender anoder med lang levetid som er festet til skroget for å danne en strøm i skroget. Resultatet er at hele skroget gjøres katodisk i forhold til anoden og derved beskytter den mot korrosjon. Slike systemer opererer med meget lave spenningsnivåer, se for eksempel US-patent nr. 3.497.434.

Et kjent katodisk beskyttelsessystem anvender en titaniumanode plettert med platina. Platina virker som elektrisk utladningsoverflate for anoden i det elektrolyttiske sjøvannet. Det avgis ingen strøm fra de overflatedelene av elektroden som består av titan. Dette spesielle systemet gir høy strømtetthet på anoden i størrelsesorden 5929 A/m<2>. Siden det er en høy strøm fra platinaet eller et annet ikke-løselig anodemetall, er det et meget lavt potensial og tilnærmet ingen strøm går fra overflaten av titanet. Eksempel på et slikt system er beskrevet i US-patent nr. 3.331.721.

Et annet problem som møter dem som ønsker å utvikle et fordelaktig antibegroingssystem, er hydrogenskjørhet i skipsskroget. Når det skjer en elektrolytisk virkning nær overflaten til skroget som for eksempel ved enkelte av systemene beskrevet over, kan det skje en hydrolyse av sjøvann. En slik hydrolyse frigjør hydrogenioner som medfører skjørhet skipsskroget. Det er derfor viktig i ethvert antibegroingssystem som er installert, at systemet ikke opererer ved en slik høy strøm at det skjer en hydrolyse av sjøvann som derved frigjør hydrogen.

Det er derfor et sterkt følt behov for en bedre fremgangsmåte og et tilhørende apparat for å forhindre korrosjon og/eller begroing av strukturer som helt eller delvis er nedsenket i vann.

En hensikt med foreliggende oppfinnelse er derfor å tilveiebringe et system, for eksempel et elektrolytisk system, som forhindrer begroing i sjøvann, brakkvann eller ferskvann (heretter kalt "vann") av de eksponerte overflatene av metalliske eller ikke-metalliske konduktive strukturer som er eksponert til vann.

En annen hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe et elektrokjemisk system som danner et netto negativt potensial på de eksponerte overflatene til slike strukturer for å unngå oppløsning av et konduktivt sinkbelegg på dette, slik at man derved unngår nødvendigheten av å male skroget igjen ved periodiske intervaller.

En annen hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe et elektrokjemisk system som forhindrer begroing og/eller korrosjon som eliminerer behovet for eksterne anoder som kan være utsatt for beskadigelse.

En annen hensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et elektrokjemisk system som anvender lav strømtetthet på strukturen for å unngå hydrogenskjørhet og redusere kostnadene.

De herover angitte hensikter og formål er oppnådd ved at det i henhold til oppfinnelsen tilveiebringes et system som angitt i det vedfølgende krav 1 og de dertil hørende uselvstendige krav 2-5.

Videre oppnås de forut angitte hensikter og formål ved at det i henhold til oppfinnelsen tilveiebringes en fremgangsmåte som angitt i det vedfølgende krav 6 og de tilhørende uselvstendige krav 7-10.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte og et tilhørende apparat for å forhindre begroing og/eller korrosjon av overflaten til en metallisk eller ikke-metallisk struktur (for eksempel skroget til et skip, en bøye, et ledningssystem, et filter, en oljerigg etc.), innbefattende en sinkholdig overflate i kontakt med (for eksempel helt eller delvis nedsenket) sjøvann, brakkvann eller ferskvann. Slik begroing innbefatter begroing med skjell (barnackles) og andre marine organismer. Dette resultatet oppnås ved å påtrykke og opprettholde en netto negativ elektrostatisk ladning eller i en foretrukket utførelsesform ved å indusere og opprettholde et asymmetrisk vekslende elektrostatisk potensial på overflaten og tillate kun en liten periodisk strøm. Overflaten(e) i kontakt med vannomgivelsene må innbefatte sink. Strukturen kan være fremstilt av sink eller sinklegering eller overflaten(e) til strukturen i kontakt med vannomgivelsene kan være forsynt med et sink- eller sinklegeringssjikt som danner en grenseflate mellom strukturen og vannet eller overflaten(e) til strukturen i kontakt med vannet kan vajre forsynt med et sinkholdig belegg i konduktiv kontakt med overflaten(e) i kontakt med vann. Denne sinkholdige overflaten på strukturen har en motstand i størrelsesorden mindre enn 1 ohm.

En mer fullstendig beskrivelse av oppfinnelsen og flere av de tilhørende fordelene vil fremgå av den etterfølgende detaljerte beskrivelse med henvisning til de medfølgende tegninger. Figur 1 viser et skip forsynt med antibegroingsanordningen i foreliggende oppfinnelse. Figur 2 er et perspektivsnitt av kondensatorbatteriet som anvendes i oppfinnelsen.

Figur 3 er et Pourbaix diagram for sink.

Figur 4 er et skjematisk diagram som viser Helmholtz-dobbeltsjiktet som utvikles ved grenseflaten mellom skipsskroget og vannet.

Figur 5 viser et snitt av titaniumelektroden.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en antibegroings- og antikorrosjonssystem som tilfører enten en netto negativ elektrostatisk ladning eller et faraday potensial på overflaten(e) til strukturen for å beskytte strukturen fra begroing og/eller korrosjon. I en spesiell utførelsesform forhindrer foreliggende oppfinnelse festing av akvatiske organismer som for eksempel skjell (barnacles), rørormer og/eller sebramuslinger på den eksponerte overflaten til akvatiske strukturer innbefattende skipsskrog.

Strukturen som er beskyttet i henhold til foreliggende oppfinnelse kan være et skip, en ledning, en skjerm, et sjikt, en stang, et ekspandert nett, et perforert sjikt, et ekspandert sjikt eller en wire eller enhver annen struktur med en gitt form og som er eksponert til vandige omgivelser. Slike strukturer i kontakt med et vandig miljø innbefatter bøyer, ledningssystemer, filtere, oljerigger og enhver annen struktur som helt eller delvis er nedsenket i sjøvann, brakkvann, ferskvann eller en kombinasjon av disse, innbefattende kraftanleggsystemer som sirkulerer råvann. Begrepet "skip" som brukes her, innbefatter alle kjente typer av sjøgående fartøyer innbefattende både ubåter og overflatefartøyer. I en foretrukket utførelsesform blir foreliggende oppfinnelse fortrinnsvis brukt på skipsskrog.

I en annen foretrukket utførelsesform blir foreliggende oppfinnelse brukt for å forhindre festing av sebramuslinger til de eksponerte overflatene av strukturer som er utsatt for begroing av sebramuslinger. I denne utførelsesformen tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en løsning på sebramuslingbegroing av ethvert system som er avhengig av råvann som for eksempel utstyr for kraftanlegg, innbefattende ethvert kraftanleggsystem som sirkulerer råvann.

I en utførelsesform induseres en netto negativ kapasitiv ladning og opprettholdes på den sinkholdige konduktive overflaten til strukturen som er i kontakt med det vandige miljøet.

I et trekk ved denne utførelsesformen kan den netto negative kapasitive ladningen induseres ved å bruke en anordning innbefattende en strømtilførsel med en terminal med en første polaritet konduktivt forbundet til overflaten av strukturen som er i kontakt med det vandige miljø og en terminal med motsatt polaritet, kapasitivt forbundet til overflaten. Strømtilførselen og den kapasitive koblingsanordningen er begge beskyttet fra kontakt med det vandige miljøet.

I et annet trekk ved denne utførelsesformen kan den netto negative kapasitive ladningen være i form av en selvindusert ladning på overflaten til strukturen i kontakt med det vandige miljøet. Med en selvindusert ladning brukes i det minste en bar metalloverflate som er galvanisk eksponert til det vandige mediet hvor den sinkholdige overflaten er positiv i forhold til den bare metalloverflaten. Den bare metalloverflaten kan være små blokker av kobber, messing, jern etc. festet til den ytre overflaten av strukturen. Ethvert metall eller metallegering kan brukes i de bare metalloverflatene så lenge den sinkholdige overflaten, når den er i et vandig medium, er positiv i forhold til den bare metalloverflaten.

I en annen utførelsesform brukes et indusert periodisk potensial som tilveiebringer en elektrostatisk ladning på den sinkholdige overflaten som gir et oscillerende Helmholtz plan på denne. I denne utførelsesformen forhindrer de resulterende asymmetriske potensialene og de små periodiske strømmene i den nedsenkede konduktive overflaten, festing av marine organismer til overflaten, samtidig som man forhindrer korrosjon av den nedsenkede konduktive strukturen mer effektivt enn dersom det påføres en ikke-faraday negativ elektrostatisk ladning.

Forskjellige plausible teoretiske forklaringer av de observerte resultatene med foreliggende oppfinnelse er beskrevet i den etterfølgende teksten. Disse forklaringene er tatt med for å gi en utførlig diskusjon av foreliggende oppfinnelse, men siden de er teorier, må de ikke oppfattes som begrensende for oppfinnelsen.

Oppfinnelsen er også beskrevet under med henvisning til figurene. Disse figurene er kun illustrative for oppfinnelsen og må derfor ikke anses som begrensende på noen måte. For eksempel viser figurene anvendelse av foreliggende oppfinnelse på et skipsskrog forsynt med et sinkholdig belegg. Eksemplene under viser anvendelse av foreliggende oppfinnelse for bøyer forsynt med et sinkholdig belegg som danner et grenseflatesjikt mellom bøyens ytre overflate og vannet.

Som nevnt over, er imidlertid ikke foreliggende oppfinnelse begrenset til skip eller bøyer eller til strukturer forsynt med sinkholdige belegg, men kan anvendes for enhver struktur fremstilt av sink eller en sinklegering eller enhver annen struktur med en overflate forsynt med et sjikt av sink eller en sinklegering og også strukturer forsynt med sinkholdige belegg. Minimumskravene er at strukturens overflate som er i kontakt med det vandige miljøet, inneholder sink og at det er konduktivt.

I samme retning kan selve strukturen, når den ikke er fremstilt av sink eller en sinklegering, være fremstilt av ethvert konduktivt eller ikke-konduktivt materiale som er passende for den påtenkte bruk i strukturen. Strukturen kan derved være fremstilt av både metallisk eller ikke-metallisk, for eksempel polymert eller kompositt materiale. Ytterligere, selv om foreliggende oppfinnelse kan brukes med metalliske strukturer, er det tilgjengelig forskjellige metoder for å gjøre ikke-metalliske strukturer konduktive og anvendelsen av foreliggende oppfinnelse med slike strukturer er like effektive som når de brukes med metalliske strukturer og ligger derved innen oppfinnelsens beskyttelsesomfang.

I foreliggende beskrivelse skiller en sinkholdig overflate seg fra et sinkholdig belegg som følger. En sinkholdig overflate er et sinkholdig metallisk sjikt påført strukturens overflate. For eksempel kan en slik overflate være et sinkholdig ark eller ark festet på

(for eksempel naglet) til overflaten av strukturen. Et sinkholdig belegg oppnås ved å påføre en sinkholdig blanding, for eksempel et uorganisk sinkbelegg av alkylsilikat eller

alkalihydrolysert type på strukturens overflate. I henhold til foreliggende oppfinnelse, er galvanisering et belegg.

I en foretrukket utførelsesform kan den sinkholdige overflaten fordelaktig være forsynt med et additiv eller en blanding av additiver som forbedrer egenskapene. De sinkholdige overflatene som brukes i henhold til foreliggende oppfinnelse kan ytterligere innbefatte et silikat, det vil si en Na20:SiC>2 med varierende forhold, innbefattende natriumortosilikat med et forhold på 2:1 og natrium metasilikat med et forhold på 1:1, og fast eller flytende "vannglass" med forhold på 1:2 til 1:3.2 eller etylsilikat, for å beskytte sinken fra oppløsning i det vandige mediet. Dette materialet kan være tilstede i den sinkholdige overflaten i en mengde på opptil 5 masse-%.

Den sinkholdige overflaten kan også fordelaktig inneholde jernoksyd i mengder opptil 5 masse-% for å passivere den sinkholdige overflaten og holde tilbake frigjøringen av sinkioner til det vandige mediet. Dette forlenger levetiden til den sinkholdige overflaten.

Den sinkholdige overflaten kan også fordelaktig inneholde de-jernforfid i en mengde på opptil 2 masse-%. Dette forbedrer overflatens konduktivitet.

Den sinkholdige overflaten som anvendes i henhold til foreliggende oppfinnelse, kan inneholde en kombinasjon av to eller flere av silikater, jernoksyd og de-jernfosfid.

Bruk av en netto negativ kapasitiv ladning:

Den utførelsesformen er innbefattet i US-patentsøknad nr. 07/145.275, inngitt 19. januar, 1988, som herved innlemmes som referanse.

I denne utførelsesformen forhindrer foreliggende oppfinnelse korrosjon og/eller begroing av den konduktive overflaten til en struktur i kontakt med vann av skjell og/eller andre akvatiske organismer innbefattende sebramuslinger ved å påtrykke og opprettholde en netto negativ elektrostatisk ladning på den konduktive overflaten til strukturen (for eksempel på et skipsskrog), hvilken overflate er gjort konduktiv og innbefatter sink og er i det minste delvis nedsenket i vann og som kun tillater en liten strøm. På grunn av nærværet av ladningen på den sinkholdige overflaten, dannes et Helmholtz dobbeltsjikt ved sink/vann grenseflaten. Det innerste Helmholtzplanet innbefatter en høy konsentrasjon av positivt ladede ioner i det alt overveiende sink og natrium. Det ytre Helmholtzplanet innbefatter negativt ladede ioner, hvorav en relativt høy konsentrasjon er hydroksydioner. De negative hydroksydionene i det ytre Helmholtzplanet blir tiltrukket av de positivt ladede sink-og natriumionene i det innerste Helmholtzplanet og danner en basisk løsning som ødelegger og/eller frastøter de lavere organismene i begroingskolonien. Dette forhindrer suksesjon og festing av høyere organismer som for eksempel skjell, rørormer og sebramuslinger.

Antibegroingssystemet beskrevet her har mange fordeler fremfor kjente systemer, innbefattende følgende. Først påføres et negativt potensial til den konduktive overflaten i stedet for et positivt potensial, slik at det kun skjer en neglisjerbar oppløsning av overflaten. Dette eliminerer behovet for gjentatt maling og/eller periodisk reparasjon av overflaten. For det andre, selv om katodiske beskyttelses-

systemer for å forhindre korrosjon er kjent, anvender de alltid eksterne anoder (se for eksempel systemet beskrevet i US 3.497.434 og US 4.767.512). Foreliggende oppfinnelse innbefatter en indre elektrode som ikke tidligere var kjent å være praktisk og krever ikke en ekstern anode (dvs. en anode i kontakt med vann). For det tredje anvender kjent anordninger strøm for å forhindre begroing som typisk har medført høye strømtettheter, slik at de medfører hydrogensprøhet i skroget og er kostbare i drift. Foreliggende oppfinnelse unngår disse problemene, siden den anvender ekstremt lave strømtettheter med en relativt høy potensialforskjell mellom overflaten og titanelektroden.

Denne foretrukne utførelsesformen av foreliggende oppfinnelse vil bli beskrevet i det etterfølgende i forbindelse med anvendelse på et skipsskrog. Denne anvendelsen på et

skipsskrog er gitt for å illustrere foreliggende oppfinnelse, uten å begrense oppfinnelsen til andre strukturer som under bruk er i kontakt med (feks. helt eller delvis nedsenket i) sjøvann, brakkvann eller ferskvann. Men som nevnt over, kan foreliggende oppfinnelse lett anvendes for sjøgående fartøyer, bøyer, oljerigger og enhver annen metallisk eller ikke-metallisk struktur som helt eller delvis er nedsenket i sjøvann, brakkvann eller ferskvann, innbefattende redningssystemer, filtersystemer, kjølesystemer, avsaltingssystemer etc.

Figur 1 viser et skipsskrog 10 som, i det minst delvis, er nedsenket i sjøvann, brakkvann og/eller ferskvann 12. Den eksponerte overflaten til skipsskroget 10 under vannlinjen 14 utsettes for begroing og/eller korrosjon.

Begroingen synes å opptre som en suksesjon. Først danner oppløste næringsstoffer i vannet aggregater ved van der Waals krefter på den eksponerte overflaten. Bakterier i det vandige miljøet blir kjemotypisk tiltrukket til de absorberte næringsmidlene og danner et bakterieslimlag med merkbar tykkelse. Bakterieslimlaget blir deretter infiltrert av kiselalger, alger og andre enkeltcellede organismer. Fastsittende organismer som for eksempel skjell, rørormer og sebramuslinger lever av kiselalger, alger etc. og fester seg permanent til den næringsrike overflaten. Disse siste dyrene og plantene som er i et stort volum, blir vanligvis betegnet som "begroing" på skipsskroget, bøyer og andre nedsenkede strukturer.

Foreliggende oppfinnelse synes å forhindre begroing ved å bryte kjeden fra oppløste næringsmidler til høyere planter og dyr. Den eksponerte overflaten til skipsskroget 10 er belagt med et konduktivt sinkholdig belegg 16 som er påført en liten negativ strøm. Det dannes et Helmholtz dobbeltsjikt ved grenseflaten overflate/vann som synes å utestenge de lavere organismene i begroingssamfunnet fra å feste seg til den eksponerte overflaten.

I en spesielt foretrukket form av oppfinnelsen blir skipsskroget 10 først sandblåst til hvitt stål for å fjerne oksyder og danne en reaktiv overflate. Mens den er i en reaktiv tilstand, blir en konduktiv sinkrik maling, som kan være en sinkrik uorganisk maling, påført stålskroget 10 og danner et hovedsakelig sinkbelegg 16 som kan ha en tykkelse fra 0,7112 mm (2,8 mils) til 1,0414 mm (4,1 mils). Uorganiske sinkbelegg som er passende for bruk med foreliggende oppfinnelse er alkylsilikat eller alkalihydrolysert type som er lett kommersielt tilgjengelige. En slik kommersielt tilgjengelig maling er karbosink 118, fremstilt av Carboline, Inc., 1401 South Hanley Road, St. Louis, MO (USA) 63144.

For sinkholdige belegg er et tørt filmlag med et sinkinnhold på 82 til 97 masse-% foretrukket, men sinkinnhold utenfor dette området, dvs. 70 til 99 masse-% er også anvendelige så lenge som det oppnås et konduktivt sinkbelegg. Alternativt kan det brukes et galvanisert sinkbelegg. Sinkbelegget 16 danner et grensesjikt mellom vannet 12 og skipsskroget 10 og er bundet til jernet i skipsskroget 10.

I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, er en eller flere titanelektroder 18 anordnet i skipsskroget 10 og kapasitivt koblet til å danne et stort elektrolytisk batteri hvor skroget 10 virker som en negativ plate. I oppfinnelsen er det viktig at disse titanelektrodene er beskyttet fra kontakt med vann 12. Som vist i figurene 2 og 5 er titanelektrodene 18 montert på isolatorer 32 i et konduktivt hult legeme 20 fylt med en flytende elektrolytt 22. Elektrolytten kan for eksempel være en blanding av etylen glykol og vann inneholdende Na3P04boraks, og natrium merkaptobenzotiasol. For eksempel kan elektrolytten inneholde 1 til 10 masse-%, fortrinnsvis 5 masse-% vann H2O, 0.1 til 10 masse-%, fortrinnsvis 0.3 masse-%, Na3P04, 2 til 10 masse-%, fortrinnsvis ca. 4 masse-% borax, 0.1 til 1 masse-%, fortrinnsvis 0.5 masse-%, merkaptobenzotiasol, og resten er etylenglykol. Det fulle legemet 20 er festet til skipsskroget 10 ved hjelp av et konduktivt feste 24.

En isolert gjennomgående kobling 26 penetrerer det hule legemet 20 og danner en vanntett forsegling. Koblingen 26 danner en isolert ledning gjennom det hule legemet 20. En titanstang 28 av lignende legering som titanelektroden 18, strekker seg gjennom koblingen 26 og er forbundet med elektroden 18.

En strømtilførselsanordning 30 er koblet til titanstangen 28 og den konduktive overflaten til skipsskroget 10. I denne utførelsesformen tilveiebringer strømtilførselsanordningen 30 fortrinnsvis en potensialforskjell på åtte eller mere volt DC. Den positive terminalen til strømtilførselen er koblet til titanstangen 28 eksternt av det hule legemet 20 og den negative terminalen er koblet til skipsskroget 10. Når det nedsenkede overflatearealet til skroget 10 er stort, kan et mangfold av kontakter fra den negative terminalen til strømtilførselen 30 være plassert på flere punkter på skroget 10, for å sikre at det dannes en tilstrekkelig potensialgradient over hele overflaten.

Før igangsetting av en positiv ladning, vil det dannes en titanoksyd film på overflaten til titanelektroden 18, hvilken film har en tykkelse på kun noen Ångstrøm og er i intim kontakt med titanelektrodene 18. Denne oksydfilmen kan ha en dielektrisk konstant opptil 100.

Det er kjent at aluminium og magnesium også vil danne en oksydfilm på tilsvarende måte som titan. Imidlertid er slike oksydfilmer mye tynnere og vil, som en konsekvens av dette, ikke operere så effektivt til å begrense strømmen. Dersom det brukes en titanelektrode 18, bør flytende elektrolytter inneholdende små ioner som for eksempel bromider, klorider og fluorider unngås siden de kan rive opp oksydfilmen.

Som angitt her, virker hele systemet som en stor elektrolytisk kondensator. Titanelektroden 18 virker som den positive platen med en påtrykt positiv ladning. Skipsskroget 10 og elektrolytten 22 virker som den negative platen med en påtrykt negativ ladning. Elektrolytten 22 beveger effektivt skipsskroget 10 i nær kontakt med titanoksyd dielektrikumet som danner et kapasivt forhold mellom elektroden 28 og skipsskroget 10.

Oksydfilmen som dannes på titanelektroden 18 virker som dielektrikum til kondensatoren. På grunn av denne dielektriske effekten til oksydfilmen kan det påføres en relativt høy potensialforskjell mellom skipsskroget 10 og titanelektroden 18, samtidig som det tillates kun en liten kontrollerbar strømlekkasje.

I dette systemet er potensialforskjellen mellom titanelektroden og skipsskroget 10 ca. 8 til 10 volt. Det oppnås en halvcellespenning på ca. 0.9 til 1.2 negative volt DC, målt fra skipsskroget 10 til en sølv-sølvklorid referansecelle. Det er foretrukket med strøm-tettheter i området på 43,12 til 86,24 mA/m<2>(4 til 8 mA ft2) Ved disse nivåene er det tilstrekkelig energi til å ionisere vannet uten å utvikle tilstrekkelig fritt hydrogen ved sink/vanngrenseflaten til at det dannes hydrogensprøhet i skroget.

Den negative ladningen påtrykt skipsskroget 10 og det konduktivt koblede sinkbelegget 16 medfører begrenset elektrolytisk dissosiasjon av vann til hydrogenioner og hydroksylioner. Hydroksylionene kombinerer med sinkionene oksydert fra sinkbelegget 16, men er forhindret fra å unnslippe av pH nivået og den påtrykte ladningen. Det resulterende sinkhydroksydet hever pH nivået i vann fra 7 til noe mellom 8 og 11, som er i passivitetsnivået for sink som vist i Pourbaix diagrammet i figur 3. Dette forhindrer effektiv oppløsning av sinkbelegget 16 i vann.

Ved sink/vann grenseflaten er det utviklet et Helmholtz dobbeltsjikt, vist i figur 4. I det innerste Helmholtz planet er det en konsentrasjon av positivt ladede metallioner, dissosiert fra det nærliggende vannet, dvs. kalsium, magnesium, natrium og sink. I det ytterste Helmholtz planet er det en konsentrasjon av negativt ladede ioner som også er dissosiert fra vann, innbefattende hydroksyler i klorid. Hydroksylionene i det ytterste Helmholtz planet er kjemisk tiltrukket til sink og natriumioner i det innerste Helmholtz planet og synes å danne en basisk løsning som forhindrer festing av begroings-organismer.

Foreliggende oppfinnelse synes å forhindre utviklingen av bakterieslimet på to måter; en kjemisk orientert og en tropisk orientert. Det er vist at nesten alle bakterie-

cellene innehar en negativ overflateladning som, når de plasseres i et elektrisk felt, medfører at de migrerer bort fra den negative enden. I det viste systemet, frastøter den negative overflateladningen til det ytterste Helmholtzplanet ikke bare bakteriene, men

også mange høyere organismer i næringskjeden. Slike organismer blir ikke skadet av den negative ladningen, men blir ganske enkelt frastøtt og forhindres i det området hvor de føler påvirkningen.

Den kjemiske effekten ved begroingsorganismene har tre hovedtrekk:glatt, osmotisk og giftig. I det første tilfellet holdes sinkoverflaten ved et pH nivå nær 11. Ved dette nivået av hydroksylkonsentrasjon reagerer lipidinnholdet i bakteriecellene med natriumhydroksyd og derved ødelegges bakteriekapselen og dreper bakterien og andre lignende encellede organismer. For det andre er det en konsentrasjon av positive ioner tett bundet til sinkbelegget 16 som et resultat av den negative tiltrekningen til belegget 16. Dette resulterer i høyere konsentrasjoner av metalliske ionesalter. Når en mikro-organisme kommer inn i det indre Helmholtzplanet, vil saltene ha en negativ osmotisk effekt og trekke ut cellevæske og derved "salte ut" celleproteinene og medføre at organismen dør. Selv om enkelte organismer i sjøvann kan tolerere høye osmotiske trykk, er de vanligvis ikke i begroingskolonien. Til slutt, som salter av et tungmetall, er sinksalter istand til å kombinere med og forgifte celleproteinet. Den toksiske effekten av sink, er imidlertid noe spekulativ, siden sink aldri har vist seg å være toksisk som et belegg i sjøvann.

Anvendelse av en selv- indusert ladning

I denne utførelsesformen av oppfinnelsen brukes minst en bar metalloverfiate som er galvanisk eksponert til det omgivende vanndige mediet, hvor den sinkholdige overflaten eksponert til vannet er positiv i forhold til den bare metalloverflaten. Denne utførelsesformen av oppfinnelsen skiller seg fra en eventuell tilfeldig skraping gjennom et sinkholdig belegg malt på en metallstruktur som vil resultere i en selvindusert ladning på sinkgrenseflaten, fordi sinkoverflaten er positiv i forhold til den bare metalloverflaten som er galvanisk eksponert til det omgivende vanndige mediet som et resultat av skrapingen. Selv om en slik geometri vil gi tilsvarende resultat som foreliggende oppfinnelse, er det ifølge oppfinnernes kjennskap ingen slike observasjoner eller anvendelse av den beskyttende effekten som oppnås ved dette.

Ifølge oppfinnelsen er den bare metalloverflaten som er anordnet på overflaten av strukturen, eksponert til det vanndige miljø. Den bare metalloverflaten kan utgjøres av et enkelt metall eller en legering av metaller med den eneste forutsetning at den sinkholdige overflaten er positiv i forhold til den bare metalloverflaten. For eksempel kan den bare metalloverflaten være fremstilt av kobber, messing, jern etc. Den bare metalloverflaten kan være i form av en edelmetallkatode anordnet eksternt til strukturen med et kondensatorpar anordnet mellom edelmetallkatoden og den sinkholdige overflaten og derved tilveiebringe et galvanisk system som gir de fordelaktige effektene ved foreliggende oppfinnelse. I denne utførelsesformen av oppfinnelsen er den bare metalloverflaten generelt fremstilt av et metall som er mer edelt enn sink og som med fullt overlegg er eksponert og galvanisk koblet til den sinkholdige overflaten. For å adskille den fra en ripe som har en kompleks geometri, har den bare metalloverflaten som anvendes i henhold til oppfinnelsen en enkel geometri. Den bare metalloverflaten kan være i form av små blokker eller striper av metall som på en enkel måte kan byttes ut.

Anvendelse av et faradav potensial

Antibegroingssystemet beskrevet i denne utførelsesformen som er ganske lik det ovenfor beskrevne systemet og som primært adskiller seg fra dette ved bruk av et asymmetrisk alternerende elektrostatisk potensial i stedet for kun å bruke en netto negativ kapasitiv ladning, har også mange fordeler overfor tilgjengelig kjente anordninger inkludert de etterfølgende. For det første er det faraday potensialet som påføres den konduktive strukturen, tilstrekkelig negativt forskjøvet slik at det skjer en neglisjerbar oppløsning av den sinkholdige overflaten. Dette eliminerer nødvendigheten for periodisk gjentatt maling og/eller reparasjon av overflatestrukturen. For det andre, mens katodiske beskyttelsessystemer for å forhindre korrosjon er kjent, vil de alltid anvende eksterne anoder i kontakt med vannet. Foreliggende oppfinnelse innbefatter en indusert elektrostatisk ladning som ikke tidligere var ansett å være praktisk og som fortrinnsvis ikke krever eksterne anoder (d.v.s. anoder i kontakt med vannet). For det tredje har kjente tilgjengelige anordninger som bruker strøm for å forhindre begroing av skipsskrog, typisk medført høye strømtettheter som vil medføre hydrogensprøhet i skroget og er kostbare i drift. Foreliggende oppfinnelse unngår disse problemene, siden det anvendes ekstremt lave strømtettheter med relativt høye potensialforskj eller mellom den konduktive strukturen og vannet.

I denne utførelsesformen innbefatter antibegroingssystemet (a) en struktur som kan være i kontakt med vannet og som er utstyrt med en konduktiv sinkholdig overflate, tilsvarende den nedsenkede delen av strukturen, hvilken sinkholdige overflate danner et grensesjikt mellom vannet og strukturen og (b) midler for å indusere og opprettholde et asymmetrisk alternerende potensial på den sinkholdige overflaten, tilstrekkelig til å forhindre begroing og/eller korrosjon av overflaten. I denne utførelsesformen dannes et oscillerende Helmholtz dobbeltsjikt som opprettholdes ved grenseflaten mellom den sinkholdige overflaten og vannet.

Midlene for å indusere det asymmetriske alterende elektrostatiske potensialet på den sinkholdige overflaten, kan innbefatte: (cl) et middel for å legge inn et dielektrikum mellom et første og et andre konduktormiddel, hvor det første konduktormidlet er en strømkilde for asymmetrisk vekselstrøm, konduktivt forbundet med en kondensatorrekke anordnet med altererende rettede dioder, slik at den tilførte strømmen omsettes til et asymmetrisk alterende elektrostatisk potensial hvor den andre konduktoren er strukturen og

(c2) midler for å generere en potensialforskjell mellom det første konduktormidlet og det andre konduktormidlet, hvilket andre konduktormiddel er negativt med hensyn til det første konduktormidlet.

Fortrinnsvis er det første konduktormidlet håndtert internt i strukturen hvor det er beskyttet fra kontakt med vannet. Systemet kan også ytterligere innbefatte et faraday in-duktorsystem for å omsette en equipotensial galvanisk strømkilde til et assymetrisk alternerende elektrostatisk potensial anordnet inne i strukturen.

Det første konduktormidlet kan være en strømkilde for asymmetrisk vekselstrøm konduktivt forbundet til en kondensatorrekke anordnet med alternerende rettede dioder, slik at den tilførte strømmen omsettes til et asymmetrisk alternerende elektrostatisk potensial. Midlene for å frembringe den netto negative elektrostatiske ladningen, kan innbefatte midler for å opprettholde en strømtetthet på strukturen som er tilstrekkelig til å medføre en begrenset dissosiasjon av vannet og danne sinkhydroksyd, natriumhydroksyd og hydrogenperoksyd ved det oscillerende Helmholtz dobbeltsjiktet, uten dannelse av fritt hydrogen.

Antibegroingssystemet kan brukes på en struktur som, i det minste delvis, er nedsenket i vann, hvor den sinkholdige overflaten danner et grensesjikt mellom vannet og strukturen.

Midlene for å frembringe de assymetriske elektrostatiske potensialene innbefatter en

faraday eleklrostatisk konduktor anordnet inne i vannstrukturen og midler for å danne et elektrostatisk potensial mellom vannet og strukturen som har en netto negativ ladning i forhold til vannet. Midlene for å danne den netto negative elektrostatiske ladningen kan ytterligere innbefatte et middel for å opprettholde en strømtetthet som er tilstrekkelig til å dissosiere vann til sine hovedkomponenter og danne sinkhydroksyd, natrium-

hydroksyd og hydrogenperoksyd ved Helmholtz dobbeltsjiktet, uten dannelse av fritt hydrogen.

Midlene for å danne den netto negative elektrostatiske ladningen kan ytterligere innbefatte et induktorapparat for å danne et asymmetrisk alternerende statisk potensial, hvilket apparat er montert isolert i strukturen, til hvilken det er konduktivt koblet. Omdannelsen fra galvanisk til faradaypotensialer kan oppnås ved diodesvitsjing av strømmen til kondensatorrekkene.

Det kan brukes en strømtilførselsgenerator som danner en asymmetrisk galvanisk strøm med alterende polaritet, konduktivt forbundet med en diode, kondensatorpar slik at den galvaniske strømmen omsettes til faraday elektrostatisk potensial.

Som ved utførelsesformen beskrevet over, viser figur 1 et skipsskrog 10, hvor antibegroingsbelegget i henhold til foreliggende oppfinnelse i det minste delvis er nedsenket i vann 12. Den eksponerte overflaten til skipsskroget 10 under vannlinjen 14, er utsatt for begroing av forskjellige marine organismer, innbefattende bakterier (som danner et bakterieslimlag med merkbar tykkelse), kiselalger, alger og andre enkeltcellede organismer og mer høytstående organismer som for eksempel skjell, rørormer og sebramuslinger.

I denne utførelsesformen er den eksponerte overflaten av skipsskroget 10 også belagt med et konduktivt sinkholdig belegg 16, på hvilket det induseres et faraday oscillerende Helmholtz dobbeltsjikt ved overflate/sjøvannsgrenseflaten som forhindrer at de lavere organismene fester seg til den eksponerte overflaten.

I en foretrukket utførelsesform blir skipssroget 10 først sandblåst til hvitt metall for å fjerne oksyder og frembringe en reaktiv overflate. I reaktiv tilstand blir det påført et overflatebelegg, nevnt som uorganisk sinkrik maling, bestående av sinkpulver eller sinkoksyd og en "bærer", for eksempel en silikatbasert "bærer" som kan ha en tykkelse fra 0,7112 mm til 1,0414 mm (2.8 mils til 4.1 mils) som påføres ved sprøyting eller kosting. Det resulterende tørre filmbelegget som er kjemisk kovalent bundet til metallskroget 10, kan inneholde fra 70 til 99, fortrinnsvis 85 til 97 masse-% sink. Uorganiske sinkbelegg som kan anvendes ved foreliggende oppfinnelse, er alkylsilikat eller alkalisk hydrolisert type som er kommersielt tilgjengelig. En slik tilgjengelig maling er Carbozinc 11 fremstilt av Carboline, Inc. 1 denne utførelsesformen av oppfinnelsen er en eller flere strømtilførsler 30 og kondensatorrekker 18 anordnet i skipsskroget 10. Et viktig trekk ved oppfinnelsen er at en eller flere kondensatorrekker 18 er anordnet på en måte som forhindrer kontakt med vannet 12. En eller flere strømtilførsler 30 og kondensatorrekker 18, er festet til skroget på en slik måte at skroget 10 blir en faraday konduktor for de induserte ladningene til kondensatorrekkene.

Strømtilførselen 30 er koblet mellom kondensatorrekkene og skipssroget og danner et asymmetrisk alternerende potensial til hver ved et potensial fra 1.0 til 10.0 volt. Det oppnås en halv-cellespenning på ca. 0.9 til 1.2 negative volt DC målt fra skipsskroget 10 til en sølv-sølvkloridreferansecelle i vann. Det er foretrukket med strømtettheter på ikke mer enn 43,12 til 86,24 mA/m<2>(4 til 9 mA pr. fit2). Ved disse nivåene er det tilstrekkelig energi til å beskytte skroget. Når det nedsenkede overflatearealet til skroget 10 er stort, kan det med fordel brukes et mangfold av kontakter fra den negative terminalen på strømtilførselen 30 til punkter på skroget 10 plassert i avstand fira hverandre for å sikre en passende potensialgradient i hele skrogets lengde.

Som vist hei, synes hele systemet å virke som et stort faradaybur med skroget som den ytre skjermen, fra hvilken de induserte ladningene kan føres til jord. I bruk vil dette effektivt forhindre oppløsning av sinkbelegget 16 i sjøvannet.

Selv om det er henvist til forskjellige teorier over, uansett antibegroingsmekanisme, er det innlysende at den induktive sinkbelagte overflaten nedsenket i vann er motstands-dyktig mot begroing når den påtrykkes et netto negativt potensial, i motsetning til kjente beskrivelser. Sink alene har ingen antibegroingseffekt. Dette ble vist i forsøk hvor en forsøksstruktur ble belagt med en sinkrik maling og nedsenket i sjøvann. Forsøksstrukturen, uten noen påtrykt negativ ladning, ble sterkt begrodd.

Etter denne generelle beskrivelsen av oppfinnelsen, vil det nå bli beskrevet mer detaljert med henvisning til visse spesielle eksempler som kun er tatt med at illustrative årsaker og som ikke er ment å begrense oppfinnelsen.

EKSEMPLER

Eksempel 1 - Det ble fremstilt en bøye av en seksjon av svart, valset stål belagt med sinkrik maling. Det ble plassert en titanelektrode tilsvarende den som er vist i figurene 2 og 5 i bøyen. Det ble påtrykt et åtte-volts potensialforskjell mellom titanelektroden og det ytre røret og denne ble plassert i vannet ved Bogue Sound ved Morehead City. Det ble funnet en sterk begroing på kablene som ble brukt til å feste bøyene, men det ble ikke funnet noen betydelig begroing på de sinkbelagte overflatene.

Eksempel 2 - Det ble installert en kontrollbøye som var sinkbelagt, men som ikke hadde noen titanelektrode eller noe påtrykt potensial. Kontrollbøyen ble plassert i vannet på samme sted som anordningen beskrevet i eksempel 1 og var plassert der i like lang tid. Kontrollbøyen var sterkt begrodd etter at den hadde vært i vannet i like lang tid. Dette viser at den uorganiske sinkrike malingen i seg selv ikke hadde noen antibegroende effekt.

Eksempel 3 -1 dette forsøket ble det fremstilt en forsøksbøye identisk med den som er beskrevet i eksempel 1, bortsett fra at bøyen ikke var belagt. Forsøksbøyen ble plassert i vannet på samme sted som de to tidligere forsøkene og for like lang tid. Selv om det ble påtrykt et negativt potensial mellom elektroden og bøyens overflate ble bøyen sterkt begrodd, noe som viser at en ladning på en metalloverflate i seg selv ikke vil forhindre begroing.

I lys av beskrivelsen over, er det innlysende at det kan gjøres forskjellige modifikasjoner og variasjoner av foreliggende oppfinnelse. Oppfinnelsen kan derfor praktiseres på annen måte enn det som spesifikt er beskrevet, uten å avvike fra oppfinnelsens beskyttelsesomfang.

Claims (10)

1. System innbefattende: (a) en struktur med en konduktiv sinkholdig overflate passende for i bruk å føres i kontakt med sjøvann, brakkvann, ferskvann eller en kombinasjon av disse, hvilken struktur er fremstilt av sink eller en sinkholdig legering eller hvilken struktur er fremstilt av et konduktivt eller ikke-konduktivt materiale og er forsynt med et konduktivt sinkholdig overflatesjikt eller et konduktivt sinkholdig belegg, påført minst en del av strukturen, hvilket sinkholdig overflatesjikt og belegg danner et grensesjikt mellom strukturen og vannet når i bruk strukturen er i kontakt med vannet,karakterisert vedat systemet videre innbefatter: (b) midler for (bl) å indusere og opprettholde en netto negativ kapasitiv ladning på overflaten til strukturen eller (b2) å indusere og opprettholde et asymmetrisk alternerende elektrostatisk potensial på overflaten til strukturen tilstrekkelig til å forhindre koirosjon eller begroing av strukturen; hvor midlet (bl) for å indusere og opprettholde en netto negativ kapasitiv ladning på overflaten til strukturen innbefatter: (i) minst en kondensatorrekke festet til strukturen hvor, når strukturen i bruk er i kontakt med vannet, den minst en kondensatorrekke er beskyttet fra kontakt med vannet, og en strømtilførsel med en terminal med en første polaritet, konduktivt forbundet med den ytre overflaten, og en terminal med motsatt polaritet, kapasitivt forbundet med den ytre overflaten, hvilken strømtilførsel og midler til kapasitive forbindelse begge er beskyttet fra kontakt med den vanndige omgivelsen; eller (ii) minst en bar metalloverflate galvanisk eksponert til vannet når strukturen er i bruk i kontakt med vannet, når den sinkholdige overflaten er galvanisk positiv i forhold til den bare metalloverflaten; og hvor: (iii) midlet (b2) for å indusere og opprettholde et asymmetrisk alternerende elektrostatisk potensial på overflaten til strukturen innbefatter: - minst en kondensatorrekke festet til strukturen hvor, når strukturen i bruk er i kontakt med vannet, hvilken minst en kondensatorrekke er beskyttet fra kontakt med vannet; - midler for å innsette et dielektrikum mellom et første og et andre konduktivt middel, hvor det første konduktive middel er en strømforsyning med assymetrisk alternerende strøm knyttet konduktivt til kondensatorrekken anordnet med vekselvis rettede dioder slik at den forsynte strømmen omformes til et assymetrisk alternerende elektrostatisk potensial, hvor det andre konduktive middel er strukturen; og - midler for å frembringe en potensialforskjell mellom det første konduktive middel og det andre konduktive middel, hvor det andre konduktive middel er negativt med hensyn til det første konduktive middel.

2. System i henhold til krav 1,karakterisert vedat det innbefatter midler for å indusere og opprettholde en negativ kapasitiv ladning.

3. System i henhold til krav 1,karakterisert vedat den innbefatter midler for å indusere et asymmetrisk alternerende elektrostatisk potensial.

4. System i henhold til krav 1,karakterisert vedat strukturen er et skipsskrog, en rørledning, en skjerm, en stang, et ekspandert nett, et perforert ark, et ekspandert ark, et ark eller en wire.

5. System i henhold til krav 1,karakterisert vedat den sinkholdige overflaten ytterligere innbefatter et silikat, jernoksyd, di-jernfosfid eller blanding derav.

6. Fremgangsmåte for å forhindre begroing eller korrosjon av en struktur i bruk med en overflate i kontakt med sjøvann, brakkvann, ferskvann eller en kombinasjon av disse, hvilken fremgangsmåte innbefatter å anvende en struktur med en konduktiv sinkholdig overflate, hvor strukturen er fremstilt av sink eller en sinkholdig legering eller hvilken struktur er fremstilt av et konduktivt eller ikke-konduktivt materiale og er forsynt med et sinkholdig overflatesjikt eller et sinkholdig belegg påført derpå, hvilket konduktive sinkholdig overflatesjikt og belegg danner et grensesjikt mellom den konduktive strukturen og vannet; hvilken fremgangsmåte erkarakterisertv e d at den videre innbefatter trinnene: (a) å indusere og opprettholde en negativ kapasitiv ladning på overflaten til strukturen i kontakt med vannet tilstrekkelig til å forhindre begroingen eller korrosjonen; eller (b) å indusere og opprettholde et asymmetrisk alternerende elektrostatisk potensial på den konduktive sinkholdige overflaten tilstrekkelig til å forhindre begroingen eller korrosjonen; i hvilket trinn (a) midlet (bl) anvendes for å indusere den negative kapasitive ladningen, hvor midlet (bl) innbefatter: (i) midler for å indusere og opprettholde en netto negativ kapasitiv ladning på strukturens overflate, hvilke midler innbefatter: - minst en kondensatorrekke festet til strukturen, hvor den minst en kondensatorrekke er beskyttet fra kontakt med vannet; og - en strømtilførsel med en terminal med en første polaritet, konduktivt forbundet med den ytre overflaten og en terminal med motsatt polaritet, kapasitivt forbundet med den ytre overflaten, hvilken strømtilførsel og midler til kapasitiv forbindelse begge er beskyttet i bruk fra kontakt med den vanndige omgivelsen; eller (ii) midler for å indusere og opprettholde en netto negativ kapasitiv ladning på strukturens overflate innbefattende minst en bar metalloverflate galvanisk eksponert til vannet når stnikturen er i bruk i kontakt med vannet, hvor den sinkholdige overflaten er galvanisk positiv i forhold til den bare metallflaten; i hvilket trinn (b) midlet (b2) anvendes for å indusere og opprettholde et asymmetrisk alternerende elektrostatisk potensial på overflaten til strukturen; (iii) hvilket middel (b2) innbefatter: - minst en kondensatorrekke festet til strukturen, hvor den minst en kondensatorrekke er beskyttet fra kontakt med vannet; - midler for å. innsette et dielektrikum mellom et første og et andre konduktivt middel, hvor det første konduktive middel er en strømforsyning med assymetrisk alternerende strøm knyttet, konduktivt til kondensatorrekken anordnet med vekselvis rettede dioder slik at den forsynte strømmen omformes til et assymetrisk alternerende elektrostatisk potensial, hvor det andre konduktive middel er strukturen; og - midler for å frembringe en potensialforskjell mellom det første konduktive middel og det andre konduktive middel, hvor det andre konduktive middel er negativt med hensyn til det første konduktive middel.

7. Fremgangsmåte i henhold til krav 6,karakterisert vedat den forhindrer begroing av strukturen med sebramuslinger.

8. Fremgangsmåte i henhold til krav 6,karakterisert vedat den innbefatter indusering og opprettholdelse av den negative kapasitive ladning.

9. Fremgangsmåte i henhold til krav 6,karakterisert vedat den innbefatter indusering av det asymmetriske alternerende elektrostatiske potensialet.

10. Fremgangsmåte i henhold til krav 6,karakterisert vedat den sinkholdige overflaten ytterligere innbefatter et silikat, jernoksyd, di-jernfosfid eller en blanding derav.