Criteria voor kathodische bescherming
Wanneer wordt kathodische bescherming toegepast?
De wenselijkheid om een object kathodisch te beschermen hangt sterk af van de aard van het milieu waarin het object zich bevindt. In Nederland komen grote verschillen voor in de eigenschappen van bodem en water. Naast de omstandigheden spelen ook functionele en wettelijke eisen een rol.
Omgevingsfactoren
Kathodische bescherming wordt gebruikt als:
- de soortelijke weerstand van het milieu 10.000 Ω·cm of kleiner is,
- de zuurgraad van het milieu lager dan pH 6,
- de beïnvloeding door eventuele zwerfstromen meer is dan overeenkomt met de toegestane interferentiecriteria,
- verbindingen voorkomen tussen ongelijksoortige metalen, die galvanische corrosie kunnen veroorzaken,
- het milieu anaëroob is.
Typische milieuweerstanden
Milieu Soortelijke weerstand Agressiviteit
[Ω·cm]
Zeewater 20 - 50 Groot
Zoet water 2000 - 3000 Matig tot groot
Kleigrond 500 - 2000 Groot
Veengrond 1000 - 8000 Matig tot groot
Leem 3000 - 10.000 Matig
Zand 10.000 - 500.000 Gering
De functie van het object
De functie van het te beschermen object bepaalt ook of kathodische bescherming toegepast kan of moet worden. Uit een oogpunt van milieuzorg zal eerder worden besloten tot bescherming van olie- en gastransportleidingen dan van bijvoorbeeld watertransportleidingen.
Wettelijke eisen voor kathodische bescherming
In veel gevallen wordt toepassing van kathodische bescherming door de overheid vereist. Dat geldt bijvoorbeeld bij ondergrondse opslagtanks en transportleidingen voor aardolieproducten.
Wanneer is een object goed beschermd?
De aanvoer van elektronen naar het object (kathode) geeft deze een negatieve potentiaal. (Lees hier meer over hoe kathodische bescherming werkt.) Voor staal is vastgesteld dat het object effectief beschermd is als de negatieve spanning van het te beschermen object meer negatief is dan -850mV gemeten ten opzichte van een Cu/CuSO4 referentie-elektrode of meer negatief is dan -800mV gemeten ten opzichte van een Ag/AgCl referentie-elektrode.
Het meten van deze spanning maakt het mogelijk om vast te stellen of het object voldoende is beschermd. Voor deze potentiaalmeting wordt een speciale, niet polariseerbare halfcel gebruikt. Het inspecteren van systemen voor kathodische bescherming is een van de specialiteiten van Vandervelde Protection.
Hoe meet je een kb-systeem door?
De keuze van de toe te passen referentie-elektrode wordt veelal bepaald door het milieu. Bij niet-maritieme constructies wordt koper-kopersulfaat (Cu/CuSO4) toegepast. Bij maritieme constructies wordt zilver-zilverchloride (Ag/AgCl) of zink gebruikt. In het schema hieronder, ontleend aan de NEN-EN 12954:2019 en NEN-EN 15589-1:2017, zijn de diverse grenswaarden van de metaal-elektrolytpotentiaal (MEP) van staal bij drie typen referentie elektroden weergegeven.
Grenswaarden van de MEP voor ijzer en staal bij een referentie-elektrode:
Cu/CuSO4 Ag/AgCl Zink
Aerobe omgeving -0,850 V -0,800 V +0,25 V
Anaerobe omgeving -0,950 V -0,850 V +0,15 V
Bij de meting wordt de referentie-elektrode zo dicht mogelijk bij het te beschermen object geplaatst. Er moet rekening worden gehouden met het spanningsverlies dat door de stroomdoorgang in de bodem optreedt (I x R). Om het spanningsverlies te bepalen, is het voor korte tijd uitschakelen van de kathodische beschermingsinstallatie een bruikbare methode. De toegestane duur van deze onderbreking is afhankelijk van de depolarisatie, die door milieu-omstandigheden wordt bepaald.
Meer informatie over kathodische bescherming
Vandervelde Protection verzorgt een introductiecursus kathodische bescherming.
Bekijk ook:
– Wat is kathodische bescherming?