Ochrona katodowa: Anody protektorowe vs Prąd wymuszony (ICCP)

Porównanie dwóch metod ochrony katodowej: anod protektorowych (galwanicznych) dla mniejszych konstrukcji i systemów ICCP z prądem wymuszonym dla dużych obiektów offshore.

Walka na potencjały

Stal zanurzona w wodzie morskiej (elektrolicie) koroduje, ponieważ w ogniwach korozyjnych pełni rolę anody – oddaje elektrony i zamienia się w rdzę. Ochrona katodowa polega na odwróceniu tego procesu: sprawiamy, że cała nasza konstrukcja staje się katodą (która nie koroduje), a rolę anody przejmuje inny element. Można to osiągnąć na dwa sposoby, w zależności od skali projektu i dostępności prądu.

Anody protektorowe – ofiara dla dobra ogółu

To metoda starsza i prostsza, nazywana też ochroną galwaniczną. Do stalowej konstrukcji (np. kadłuba statku, nogi platformy) dospawujemy kawałki metalu mniej szlachetnego – zazwyczaj stopów cynku, aluminium lub magnezu. Ponieważ te metale mają niższy potencjał elektrochemiczny niż stal, w obecności wody morskiej to one stają się anodą. Korodują (poświęcają się), wysyłając prąd ochronny do stali. To system bezobsługowy (poza wymianą zużytych anod) i niezawodny, ale ma ograniczenia: anody są ciężkie, zwiększają opory ruchu statku i mają ograniczony zasięg działania. Działają świetnie lokalnie, ale nie ochronią gigantycznego rurociągu na całej długości.

Prąd wymuszony (ICCP) – technologia dla gigantów

Dla dużych obiektów (długie rurociągi, wielkie statki, platformy offshore) stosuje się system ICCP (Impressed Current Cathodic Protection). Zamiast liczyć na naturalną różnicę potencjałów, używamy zewnętrznego źródła zasilania (prostownika). Prąd stały jest wtłaczany do wody przez specjalne anody trwałe (np. tytanowe pokryte tlenkami metali MMO), które prawie się nie zużywają. Elektrony płyną przez wodę do stali, chroniąc ją. System ten jest potężny i sterowalny – można regulować natężenie ochrony. Wymaga jednak zasilania i monitorowania. Uwaga: przeochronienie (zbyt duży potencjał) jest groźne – może powodować wydzielanie się wodoru na stali, co doprowadzi do błyskawicznego odspojenia powłok malarskich (cathodic disbondment) lub nawet kruchości wodorowej stali.