NO312731B1 - Fremgangsmåte og anordning for å motvirke lokal korrosjon og galvanisk korrosjon i forbindelse med rustfrie ståltyper og andrepassive materialer - Google Patents

Description

Oppfinnelsen omfatter en fremgangsmåte og en anordning for å hindre/- begrense lokal korrosjon på høylegerte rustfrie ståltyper i klorert sjøvann og i andre medier hvor det sterkeste oksydasjonsmiddel, som er hovedårsak til initiering av lokal korrosjon, forekommer i små konsentrasjoner. Den katodiske reaksjonshastighet for dette oksydasjonsmiddel forutsettes vesentlig lavere enn hastigheten på andre katodiske reaksjoner som foregår på de rustfrie materialer i mediet når konvensjonelle metoder for katodisk vern benyttes. Oppfinnelsen kan også hindre galvanisk korrosjon når visse materialer kobles til passive materialer som rustfrie ståltyper, titan og nikkellegeringer. Metoden opphever den skadelige virkning av det sterkeste oksydasjonsmiddel med hensyn på initiering av lokal korrosjon, og gir beskyttelse med lav katodisk strømtetthet og lavt anodeforbruk. Oppfinnelsen omfatter offeranoder med innebygget strømbegrensning som gir forlenget levetid for offeranodene.

Kjent teknikk på området f.eks. John Morgan: "Cathodic Protection", 1987, National Association of Corrosion Engineers, Houston Texas, 77084, side 113-119, side 145-147 beskriver generelt katodisk beskyttelse ved hjelp av offeranoder og påtrykt strøm. Dette er velkjente teknikker som også kan benyttes for passive materialer, men boken har ingen beskrivelse av teknikken som er beskrevet i foreliggende oppfinnelse hvor en liten enkel ohmsk motstand er den eneste komponenten i tillegg til offeranodene som er nødvendig for å kontrollere beskyttelse og å begrense anodeforbruket. Boken beskriver ikke hvordan store areal av passive materialer kan beskyttes med meget små strømtettheter.

Videre beskriver W.V. Baeckmann & al: "Handbuch des katodischen Korrosionsschutzes", 1989, VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, side 223-- 226, side 354-355 katodisk beskyttelse ved hjelp av potensiostat og galvanostat beskrevet generelt. Dette har i lang tid vært kjente teknikker og kan benyttes også for å beskytte f.eks. rustfrie ståltyper i klorert sjøvann, men utstyret er mye mer komplisert og mye dyrere enn for den enkle metoden som er omfattet av foreliggende oppfinnelse.

Chemical Abstract, bind 101, nr. 18, 29. oktober 1984, side 95, Linder Bjørn: "Cathodic Protection in chlorine and chlorine dioxide filter-washer", abstract 1537190v, Pulp & Paper Ind. Corros. Probl. Proe. Int. Symp. Corres. Pulp & Paper Ind. 4de, 1983,166-73 beskriver hvordan rustfrie ståltyper kan benyttes i klorid-holdig miljø ved hjelp av en potensiostat. Det er derimot ingen beskrivelse av den enkle metoden som er beskrevet i foreliggende oppfinnelse, hvor strømmen bestemmes av ohmsk motstand. Linder beskriver en metode som er beregnet for miljø med store konsentrasjoner av oksyderende stoffer. Metoden kan benyttes også i miljø med små mengder oksydasjonsmidler, men i disse miljøene blir Linders metode altfor kostbar i forhold til metoden beskrevet i foreliggende oppfinnelse.

SE, B, 466160 beskriver utstyr for katodisk beskyttelse i jord. Det beskrives en anordning for å kompensere for spenningsfall i mediet Gord) ved hjelp av elek-tronisk utstyr og potensialmålinger.

US, A, 4285787 (Andrew Gardner et al) beskriver en metode for å beskytte rustfrie ståltyper i kloridløsninger ved å holde potensialet i et på forhånd bestemt område mellom -600 og +400 mV Ag/AgCI for roterende sylindere. Gardner beskriver en metode for å beskytte rustfrie ståltyper i sterkt oksyderende løsninger ved hjelp av en påtrykt likestrøm på en roterende sylinder. Selve beskyttelses-prinsippet er velkjent og er det samme som det som er benyttet i foreliggende oppfinnelse. Gardner's metode er imidlertid ikke spesielt egnet for å gi beskyttelse i miljø med lave konsentrasjoner av oksydasjonsmidler og metodene med å begrense strømmen ved hjelp av en enkelt ohmsk motstand er ikke omtalt.

Fra "Eksempel på katodisk beskyttelse av sjøvannførende rørledninger av rustfritt stål AISI 316 basert på offeranoder" utarbeidet av Roy Johnsen i firmaet CorrOcean til WT Symposium, Stockholm 12.-13.04.83 skal følgende nevnes: Johnsens artikkel beskriver katodisk vern av rustfritt stål av typen AISI 316 L i naturlig sjøvann (uten klorering). Bakgrunnen for at katodisk vern ble anbefalt var at en rekke anlegg ble bygget av AISI 316 L på den tiden de mange ingeniører trodde at dette materialet var korrosjonsbestandig i sjøvann, noe som ikke er tilfelle. I stedet for å bygge opp anlegget på nytt i et bedre materiale, ble katodisk vern anbefalt som det rimeligste alternativet. Formålet med denne metoden var: 1) den gjorde det mulig å måle strømmen fra offeranodene og dermed kartlegge - anodeforbruket avhengig av driftsforholdene. 2) I tillegg trodde man den gang at en kunne redusere anodeforbruket på denne måten, noe som senere har vist seg å ikke være tilfelle i naturlig sjøvann.

Erfaringene fra arbeidet med katodisk vern av AISI 316 L i naturlig sjøvann fra denne tidsperioden viser at motstanden ikke gir noen fordeler i dette miljøet bortsett fra at den gir mulighet for å måle strømmen fra anodene.

Hovedpoenget med foreliggende oppfinnelse er at metoden kan benyttes under forhold der det sterkeste oksydasjonsmidlet i løsningen finnes i små mengder, som f.eks. i klorert sjøvann hvor fritt klor er det sterkeste oksydasjonsmidlet og som finnes i små mengder. Virkningen av dette oksydasjonsmidlet på tendensen til initiering av lokal korrosjon kan motvirkes av en meget liten katodisk strømtetthet som i mange tilfeller kan være 2 til 3 dekader lavere enn strømtett-heten som er nødvendig for å beskytte rustfritt stål av typen AISI 316 L i naturlig sjøvann (uten klorering).

Oppfinnelsen utvider anvendelsesområdet for ulike typer rustfrie ståltyper og andre passive materialer med hensyn til temperatur og konsentrasjon av aggressive stoffer. F.eks. kan de aktuelle materialtyper benyttes i klorert sjøvann ved høyere temperatur og klorkonsentrasjon enn det som er mulig uten bruk av oppfinnelsen. I systemer av rustfrie ståltyper for transport eller behandling av "produsert vann" ved olje og gassproduksjon, vil oppfinnelsen kunne hindre angrep på vanlige rustfrie ståltyper ved høye temperaturer selv om små mengder oksygen trenger inn i systemet.

Rustfrie ståltyper i medier med aggressive ioner (f.eks. kloridioner) utsettes for lokale korrosjonsangrep når overflatepotensialet for materialet heves over et kritisk potensial ved en gitt temperatur, eller når temperaturen heves over en kritisk temperatur ved et gitt potensial. De kritiske verdier varierer avhengig av legeringstype, konsentrasjon av aggressive ioner, av utforming av konstruksjonen m.m. Visse oksydasjonsmidler i løsningen kan løfte overflatepotensialet over det kritiske potensiale.

I elektrolyttsystemer med små konsentrasjoner av det sterkeste oksydasjonsmiddel kan oppfinnelsen ved hjelp av små katodiske strømmer hindre poten-sialstigningen som fører til initiering av korrosjon.

Et eksempel på et system hvor det sterkeste oksydasjonsmiddel forekommer i små konsentrasjoner og gir lav katodisk reaksjonshastighet, er klorert sjøvann. Klor tilsettes sjøvann for å hindre begroing. Sjøvann inneholder vanligvis også oksygen som er et annet oksydasjonsmiddel. Klor er imidlertid et sterkere oksydasjonsmiddel og kan løfte potensialet vesentlig over potensialet i

uklorert sjøvann (se fig. 1a). Ved katodisk polarisering gir klorreaksjonen en meget liten katodisk strømtetthet. Hensikten med oppfinnelsen er å polarisere de rustfrie flatene med en katodisk strømtetthet som er tilstrekkelig til å motvirke potensialhevningen p.g.a. klorreaksjonen, slik at potensialet holdes på samme nivå eller lavere enn i uklorert sjøvann (uten biologisk slimlag). Den nødvendige katodiske polariseringsstrømtettheten er vanligvis meget lav og kan oppnås ved å benytte offeranoder med innebygget strømbegrensning eller en kan benytte konstant påtrykt strøm fra en likestrømskilde og en permanent anode.

Strømbehovet for å oppnå den tilsiktete effekt er lavt, noe som betyr lavt anodeforbruk når offeranoder benyttes, og lavt spenningsfall i elektrolytten. Dette gjør det mulig å beskytte store areal fra hver enkelt anode.

I systemer med "produsert" vann hvor oppløst CO2 gjør vannet aggressivt ovenfor ulegert stål vil, dersom oksygen trenger inn, oksygenet være det sterkeste oksydasjonsmiddel som medfører risiko for lokale angrep på rustfrie ståltyper dersom temperaturen er tilstrekkelig høy. Virkningen av små mengder oksygen kan oppheves med meget lavt strømforbruk/anodeforbruk sammenlignet med katodisk vern på konvensjonell måte.

I andre systemer kan en ved hjelp av oppfinnelsen oppheve virkningen av det sterkeste oksydasjonsmiddel på samme måte som beskrevet ovenfor ved hjelp av små katodiske strømmer.

Katodisk beskyttelse av rustfrie ståltyper er kjent teknikk, selv om den er relativt lite brukt. En av årsakene til dette er at ved beskyttelse ved hjelp av offeranoder blir anodeforbruket ved bruk av konvensjonelle offeranoder av sink eller aluminium ofte tilnærmet like stort som ved beskyttelse av ulegert stål i mange systemer.

Katodisk beskyttelse ved hjelp av påtrykt strøm som reguleres ut fra et overflatepotensial registrert med en referanseelektrode er også en mulig be-skyttelsesmetode. Men metoden er følsom fordi svikt i det relativt kompliserte elektriske utstyr, strømforsyning eller referanseelektrode kan få meget uheldige følger.

På grunn av forholdsvis store kostnader med montering, vedlikehold og drift er tilsiktet katodisk vern av rustfrie ståltyper lite benyttet. Problemene har i stedet vanligvis blitt løst ved at mer bestandige, men dyrere materialer har blitt valgt.

Oppfinnelsen har som formål å redusere risikoen for lokal korrosjon og galvanisk korrosjon for visse materialer, f.eks. kobberlegeringer, koblet til rustfrie ståltyper, titan og nikkellegeringer og å utvide anvendelsesområdet for ulike typer rustfrie stål og andre passive materialer med hensyn til temperatur og konsentrasjon av aggressive stoffer i løsninger hvor det sterkeste oksydasjonsmiddel, som er hovedårsak til initiering av lokal korrosjon, forekommer i små konsentrasjoner. Målet er å oppnå dette på en enklere og rimeligere måte enn med de fremgangsmåter og anordninger som hittil har vært benyttet.

Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved at en tilnærmet konstant katodisk strøm påtrykkes konstruksjonen. Strømmen skal være minst like stor som den diffusjonsbestemte katodiske reaksjonsstrøm for det mest oksyderende stoff i løsningen , slik at potensialhevningen som dette stoff forårsaker, blir hindret. I og med at den katodiske reaksjonshastighet for dette stoff er lav i mange systemer, blir nødvendig katodisk strømtetthet for å oppnå dette også lav. Lav strømtetthet i løsninger med god ledningsevne betyr lavt spenningsfall mellom anode og katodeflater, noe som muliggjør beskyttelse med lite strømforbruk og stor avstand mellom anodene.

Foreliggende oppfinnelse omfatter således en fremgangsmåte for å motvirke lokal korrosjon på rustfrie ståltyper og andre passive materialer, forårsaket av det sterkeste oksydasjonsmiddel i en oksydasjonsmiddelholdig løsning, spesielt klorert sjøvann, samt vann som "produseres" ved olje- og gassproduksjon og som inneholder små mengder oksygen, hvor de passive materialer polariseres med en konstant, katodisk påtrykket strøm, hvor den katodisk påtrykkede strøm er minst like stor, men ikke vesentlig større enn den maksimale diffusjonsgrensestrøm for katodereaksjonen forårsaket av det sterkeste oksydasjonsmiddel i løsningen, slik at potensialhevingen som dette oksydasjonsmiddel ellers ville gi, motvirkes, idet det for å tilveiebringe den katodisk påtrykkede strøm anvendes 1) en offeranode som er i kontakt med løsningen og som på elektrisk ledende måte forbindes med de materialer som skal beskyttes, hvor det for å oppnå en begrenset, tilnærmet konstant strøm, slik at unødig anodeforbruk unn-gås, i strømkretsen mellom offeranoden og materialet anbringes en på forhånd beregnet elektrisk motstand som begrenser den katodisk påtrykkede strøm, slik at strømmen ikke blir vesentlig over den strøm som er nødvendig for å motvirke potensialhevingen forårsaket av det sterkeste oksydasjonsmidlet, eller

2) en likestrømskilde og en mikroanode.

Videre omfatter oppfinnelsen en anordning for å motvirke lokal korrosjon på rustfrie ståltyper og andre passive materialer, forårsaket av det sterkeste oksydasjonsmiddel i en oksydasjonsmiddelholdig løsning, spesielt klorert sjøvann, samt vann som "produseres" ved olje og gassproduksjon, idet anordningen omfatter en offeranode som er i kontakt med løsningen og på elektrisk ledende måte kan forbindes med de materialer som skal beskyttes, slik at de passive materialer kan polariseres med en tilnærmet konstant, katodisk påtrykket strøm som er minst like stor som den maksimale diffusjonsgrensestrøm for katodereaksjonen forårsaket

- av det sterkeste oksydasjonsmiddel i løsningen, slik at potensialhevingen som

dette oksydasjonsmiddel ellers ville gi, motvirkes, hvor det mellom offeranoden og materialet er anbragt en på forhånd beregnet elektrisk motstand som begrenser den katodisk påtrykkede strøm, slik at strømmen ikke blir vesentlig over den strøm som er nødvendig for å motvirke potensialhevingen forårsaket av det sterkeste

oksydasjonsmidlet i løsningen for å unngå unødig anodeforbruk, og at den katodiske strøm bare er noen få prosent av den katodiske strømmen som vanligvis brukes ved katodisk beskyttelse.

For på en sikker og hensiktsmessig måte å kunne polarisere de aktuelle overflater på en konstruksjon med nødvendig katodisk strømtetthet uten at strømmen blir uhensiktsmessig stor, benyttes en offeranode isolert fra konstruksjonen som skal beskyttes, bortsett fra tilkobling over en elektrisk motstand som begrenser strømmen til ønsket nivå. Anoden som er vist i fig. 2, er konstruert for å kunne monteres utvendig på rør, beholdere og lignende. Den skal tåle hard behandling uten å skades. Anoden i fig. 2 er spesielt egnet for beskyttelse av anlegg med klorert sjøvann.

Nødvendig katodisk strømtetthet ik for å oppnå ønsket resultat kan bestemmes fra resultatene fra langtids potensiostatiske katodiske polariserings-forsøk av det aktuelle materiale i det aktuelle miljø. Dersom arealet Ak som skal beskyttes er kjent, kan nødvendig strøm fra offeranoden beregnes:

Nødvendig anodevekt i kg beregnes etter det vanlige uttrykket for anode-beregning:

hvor

B = anodematerialets effektivitet i Ah/kg

ti = utnyttelsesgraden for anodematerialet

n = antall år

Total elektrisk motstand i strømkretsen er:

hvor

Ra = anodemotstanden i elektrolytten

Rm = motstanden som bygges inn i anodeholderen

hvor

Ei = overflatepotensialet på det passive materiale polarisert til ønsket

potensial (se fig. 1)

Ea = overflatepotensialet på offeranoden

Ra er avhengig av utformingen av anoden. For den type anode som er vist i fig. 2 er den i hovedsak bestemt av diameteren av hullet som bores i veggen på komponenten som skal beskyttes. Ra kan bestemmes ved beregninger eller ved forsøk.

På grunn av formen på de katodiske polariseringskurver i slike systemer blir Ei tilnærmet konstant. Ea er også tilnærmet uavhengig av strømbelastningen. Resultatet er at la er gitt når R er bestemt, dersom la er større enn grense-strømmen for katodereaksjonen for det sterkeste oksydasjonsmiddel (se fig. 1). Velges sink som offeranodemateriale blir Ei-Ea = ca. 1,0 Volt i klorert sjøvann. Velges R = 100 ohm blir anodestrømmen tilnærmet 10 mA. Dette er tilstrekkelig til å senke potensialet på høylegert rustfritt stål med 500-600 mV på en overflate av størrelse opp til 10-30 m<2> avhengig av bl.a. kloreringsnivå og strømningshastighet i mediet samt geometriske forhold. Anodeforbruket vil være meget lavt. Dette betyr at offeranoder med lite volum kan konstrueres for meget lange levetider. Til en viss grad er systemet med offeranode med begrenset anodestrøm selv-regulerende i og med at strømmen er proporsjonal med Ei - Ea.

Ifølge oppfinnelsen kan man i elektrolyttsystemer hvor det sterkeste oksydasjonsmiddel forekommer i små konsentrasjoner, redusere faren for initiering av lokal korrosjon på passive materialer i vesentlig grad på en rimelig og sikker måte. Oppfinneslen gjør det mulig å redusere kravet til korrosjonsbe-standighet for materialer som benyttes i slike systemer samt reduser faren for galvanisk korrosjon forvisse materialer, bl.a. Cu-legeringer koblet til rustfrie ståltyper, titan og nikkellegeringer.

I det følgende skal oppfinnelsen beskrives på grunnlag av utførelses-eksempler med henvisning til vedlagte figurer, idet fig. 1 viser skjematiske katodiske polariseringskurver for passive rustfrie ståltyper, fig. 2 viser et snitt - gjennom en offeranode med begrenset strøm, montert utvendig på rør eller beholder, fig. 3 viser et snitt gjennom en permanent anode og fig. 4 viser en skisse av offeranode plassert innvendig i en tank, mens den strømbegrensende motstand er plassert på utsiden av tankveggen.

Beskrivelse av beskyttelsessystem

Fig. 1a og 1b viser eksempler på hvordan beskyttelsessystemet fungerer. I klorert sjøvann er det reduksjon av fritt klor som hever potensialet på rustfritt stål til den maksimale verdi Emax vist i fig. 1a. Denne verdi kan under gitte forhold ligge over det potensiale som kan føre til initiering av lokal korrosjon på høylegerte

rustfrie ståltyper. Det maksimalt tillatte potensiale for et gitt materiale er indikert med potensialet Ekrit. Ved å påtrykke systemet en lav konstant strøm med verdi angitt med la, blir overflatepotensialet redusert fra Emax til Ei som må være lavere enn Ekrit. Ia må være større enn grensestrømmen for den aktuelle katodiske

grensestrøm som skal motvirkes. Ia vil under alle forhold være dekader lavere enn den katodiske grensestrøm for oksygenreaksjonen angitt med I02 i fig. 1a-

På grunn av ohmsk spenningsfall i elektrolytten vil potensialet bli mer positivt når avstanden fra anoden øker. Anodene må plasseres slik at potensialet på materialet som skal beskyttes ikke overskrider E^t på noe sted. Største tillate avstand mellom anodene vil variere avhengig av geometriske forhold, strømtetthet og resistivitet i elektrolytten. Avstanden må beregnes ut fra de gitte forhold i hvert enkelt tilfelle.

Utførelseseksempel for anoder

Fig. 2 viser hvordan en offeranode for beskyttelse av rustfritt stål i klorert sjøvann kan utføres. Anoden er plassert utvendig på en beholder eller et rør 1 av rustfritt stål, et hull med diameter d er boret i rør-/beholderveggen. En stuss med flens 2 av samme materiale som beholder/rør sveises til veggen. Stussen må festes med åpningen plassert slik at eventuell luft eller gass kan slippe ut. Diameteren d kan varieres avhengig av hvilken anodemotstand i elektrolytten en ønsker. For spesielle formål kan åpningen utvides til D og dermed kan anoden forlenges slik at den stikker inn i beholderen.

Selve anoden 3 kan i klorert sjøvann med fordel lages av sink. I andre miljø kan andre anodematerialer være mer aktuelle. Anoden er støpt/festet til en stålbolt 13 som igjen er festet til et isolerende lokk 4 med mutter 5 og skive 6. I det isolerende lokk er det lagt inn en stålskive 7 og en pakning 8 for tetning. Mellom isolerende lokk 4 og flens 2 er det også lagt inn en pakning 9. Det isolerende lokk presses mot flensen med en klemring 10 av elektrisk ledende

- materiale ved hjelp av skruene 11. Mellom rørstuss og anode er det et isolerende rør 12 for å hindre direkte kontakt mellom anode og struktur. På toppen av anodebolten 13 er det boret et hull hvor den ene ende av den elektriske motstand 14 festes ved lodding eller på annen sikker måte. Den andre enden loddes/-

sveises til klemringen for å sikre den elektriske forbindelse. Over hulrommet med den elektriske motstand festes et lokk av isolerende materiale for å beskytte motstanden. For å kontrollere strømmen fra anoden, og potensialet på det rustfrie stålet i det klorerte sjøvann under drift, kan lokket fjernes. Potensialet måles ved å måle spenningen mellom anodebolt 13 og selve konstruksjonen 1. Ved å ta hensyn til anodemotstanden i elektrolytten kan potensialet på materialet som skal beskyttes, beregnes for området inntil anoden med sink som referanse. Er Ra liten i forhold til den totale motstand R, kan potensialet avleses direkte med tilstrekkelig nøyaktighet. Strømmen måles ved å måle spenningsfallet (I Rm) over motstanden (Rm) 14.

Da anodene er lett utskiftbare, kan det i enkelte tilfeller være hensiktsmessig å benytte enda mindre anoder enn antydet i fig. 2. Med utskiftings-frekvens f.eks. hvert annet år, kan anodestørrelser med noen få hundre gram sink benyttes i klorert sjøvann i mange tilfeller.

I fig. 3 er det skissert et system hvor det er benyttet permanent anode og en likestrømskilde. Anoden kan være av titan som er overflatebehandlet for formålet, platinert titan eller annet egnet materiale. Anoden 3 monteres noe tilbaketrukket fra den indre overflate i komponenten som skal beskyttes for at den ikke skal være så utsatt for skader. Anoden isoleres fra konstruksjonen, som skal beskyttes, med en isolerende innsats 2 som festes til en flens 4 med skruer 7. Til anoden festes en ledning med en skrue 6. Tilkoblingsstedet beskyttes ved at hulrommet rundt skruen fylles med herdeplast 5. Ledningen føres til plusspol på en likestrømskilde som skal levere den forutsatte konstante strøm la. Minuspol på likeretteren kobles til selve komponenten som skal beskyttes.

Bruk av permanente anoder og likestrømskilder er kjent teknikk ved katodisk beskyttelse. Det som skiller denne metode fra andre er at den med mikroanoder og med lave strømmer er i stand til å gi beskyttelse for store areal av passive materialer i visse elektrolyttsystemer.

Under visse forhold kan det være nødvendig å montere offeranoder innvendig. Det kan eventuelt gjøres, som antydet i fig. 2, ved at full åpning D benyttes og at anoden forlenges. Anodene kan også festes innvendig, f.eks. i en tank, ved at den festes til braketter med isolasjon mellom anoden og brakettene. En isolert stang av f.eks. stål føres ut gjennom tankveggen og kobles til tanken over en motstand Rm, som vist i fig. 4. Anodestrømmen kan måles ved å måle spenningsfallet over motstanden som skissert for konstruksjonen i fig. 2. Likeledes kan potensialet innvendig i tanken måles med anodematerialet som referanse.

Offeranoden som referanseelektrode

For å måle overflatepotensialet på en metallisk konstruksjon, kan sink benyttes som referanseelektrode, da overflatepotensialet på sink og sink anode-materiale er relativt stabilt i sjøvann. Særlig er dette tilfelle når sink belastes med en liten konstant anodisk strøm.

Ved vanlig katodisk vern der anoden kobles direkte til den konstruksjon som skal beskyttes, blir strømmen fra anoden stor, noe som fører til et stort spenningsfall mellom anode og konstruksjon, et spenningsfall som er umulig å beregne fordi anodestrømmen er ukjent. For å måle overflatepotensialet må en benytte spesielle referanseelektroder, som for eksempel sink, sølv/sølvklorid eller kobber/kobbersulfat.

Når strømmen fra anoden er begrenset med en motstand som skissert i fig.

2, vil strømmen fra anoden i mange tilfeller bli så liten at man kan se bort fra spenningsfallet i elektrolytten mellom anode og konstruksjon, potensialet kan derfor avleses direkte ved å måle den elektriske spenning mellom offeranode og konstruksjon. I noen tilfeller vil imidlertid spenningsfallet ha en viss betydning. Da kan den målte verdi korrigeres fordi anodemotstanden i elektrolytten Ra er kjent for en gitt anodekonstruksjon (Ra kan beregnes eller måles ved forsøk), og anodestrømmen kan måles ved å måle spenningsfallet dE over motstanden Rm.

Potensialet på materialet ved anoden med anodematerialet som referanse blir da:

E = Avlest potensial + laRa

la er proporsjonal med anodeforbruket og kan ved hjelp av Faradays lov benyttes til å beregne dette.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for å motvirke lokal korrosjon på rustfrie ståltyper og andre

passive materialer, forårsaket av det sterkeste oksydasjonsmiddel i en oksydasjonsmiddelholdig løsning, spesielt klorert sjøvann, samt vann som "produseres" ved olje- og gassproduksjon og som inneholder små mengder oksygen, hvor de passive materialer polariseres med en konstant, katodisk påtrykket strøm, -karakterisert ved at den katodisk påtrykkede strøm er minst like stor, men ikke vesentlig større enn den maksimale diffusjonsgrensestrøm for katodereaksjonen forårsaket av det sterkeste oksydasjonsmiddel i løsningen, slik at potensialhevingen som dette oksydasjonsmiddel ellers ville gi, motvirkes, idet det for å tilveiebringe den katodisk påtrykkede strøm anvendes 1) en offeranode som er i kontakt med løsningen og som på elektrisk ledende måte forbindes med de materialer som skal beskyttes, hvor det for å oppnå en begrenset, tilnærmet konstant strøm, slik at unødig anodeforbruk unn-gås, i strømkretsen mellom offeranoden og materialet anbringes en på forhånd beregnet elektrisk motstand som begrenser den katodisk påtrykkede strøm, slik at strømmen ikke blir vesentlig over den strøm som er nødvendig for å motvirke potensialhevingen forårsaket av det sterkeste oksydasjonsmidlet, eller 2) en likestrømskilde og en mikroanode.

2. Anordning for å motvirke lokal korrosjon på rustfrie ståltyper og andre passive materialer, forårsaket av det sterkeste oksydasjonsmiddel i en oksydasjonsmiddelholdig løsning, spesielt klorert sjøvann, samt vann som "produseres" ved olje og gassproduksjon, idet anordningen omfatter en offeranode som er i kontakt med løsningen og på elektrisk ledende måte kan forbindes med de materialer som skal beskyttes, slik at de passive materialer kan polariseres med en tilnærmet konstant, katodisk påtrykket strøm som er minst like stor som den maksimale diffusjonsgrensestrøm for katodereaksjonen forårsaket av det sterkeste oksydasjonsmiddel i løsningen, slik at potensialhevingen som dette oksydasjonsmiddel ellers ville gi, motvirkes, karakterisert ved at det mellom offeranoden og materialet er anbragt en på forhånd beregnet elektrisk motstand som begrenser den katodisk påtrykkede strøm, slik at strømmen ikke blir vesentlig over den strøm som er nødvendig for å motvirke potensialhevingen forårsaket av det sterkeste oksydasjonsmidlet i løsningen for å unngå unødig anodeforbruk, og at den katodiske strøm bare er noen få prosent av den katodiske strømmen som vanligvis brukes ved katodisk beskyttelse.