Zylindrischer Anodenbehälter für kathodischen Schutz

Zylindrischer Anodenbehälter für kathodischen Schutz

Der zylindrische Anodenbehälter tauchte erstmals in den 1950er Jahren bei Unterwasserpipelineprojekten im Golf von Mexiko auf. Ingenieure stellten fest, dass ein rohrförmiger Magnesiumguss mit einem Kern aus verzinktem Stahl in der Mitte in den Ringraum zwischen einem Bohrlochgehäuse und der Bohrlochwand abgesenkt werden konnte. Verpackt mit einer Hinterfüllung aus Bentonit und Gipspulver hielt es das Stahlgehäuse dreißig Jahre lang in saurem, wasserhaltigem Gas frei von Lochfraß. Sechs Jahrzehnte später wurde die Idee in ein-Meter-lange Titandosen mit einem Durchmesser von 200 mm- umgesetzt, deren Außenwände mit Ruthenium-Iridiumoxid laserplattiert sind und deren Innenwände mit einer spiralförmigen Rille durch Fließdrehen gedreht sind. Sie sind heute das stille Herz moderner kathodischer{13}Schutzsysteme.

Die Baugruppe ähnelt einer übergroßen Isolierflasche. Die Endkappen sind aus Duplex-2205-Stab gefertigt und tragen zwei FKM-O--Ringe, die gegen dreißig Meter hydrostatischen Druck abdichten. Die Schale ist 6 mm-dick, handelsüblich-reines Titan der Güteklasse TA2, immun gegen Meerwasser und Alkali; seine elektrische Leitfähigkeit beträgt nur ein Siebtel der von Edelstahl, dennoch treibt die Edelmetallbeschichtung die Stromausbeute auf über 90 %. Ein zentraler Anodenschaft ist nicht massiv, sondern ein 3 mm -wandiges Titanrohr, das das Kabel im Inneren trägt und mit der Hülle einen ringförmigen Elektrolytspalt bildet. Die Hinterfüllung besteht aus einer Mischung aus kalziniertem Petrolkoks und natürlichem Graphit, Partikelgröße 0,2–1 mm, 45 % Porosität, leitfähig und dennoch offen genug, um Gase entweichen zu lassen und eine „Gasblockierung“ zu verhindern, die das Potenzial verschieben würde.

Während der Installation legen Taucher den Kanister horizontal über die Rohrleitung, befestigen ihn mit Polypropylenbändern an Betonmatratzen und führen das Kabel durch ein HDPE-Rohr zum Elektroraum der Plattform. Ein Gleichrichter speist Gleichstrom: An der Anodenoberfläche bildet sich Chlorgas, Meerwasser verwandelt sich kurzzeitig in unterchlorige Säure, während die Rohrleitungsoberfläche überschüssige Elektronen aufnimmt und Eisenatome gezwungen sind, im Metallgitter zu bleiben. Keine Blasen sichtbar, kein Temperaturanstieg; Eine auf einem ROV-montierte Sonde zeichnet einfach das Stahlpotential auf, das von –550 mV auf –1 050 mV abdriftet, genau innerhalb des Schutzkriteriums von –850 mV.

An Land funktioniert das Gerät außer Sichtweite. Unter einem 50 000 m³ Rohöltank-ist der Ringraum zwischen dem Tankboden und der Asphalt--Sandplatte nur 150 mm hoch. Die Teams installieren vor-drei Kanister in Reihe um die Ringwand herum und führen das Kabel durch einen Schachtschacht heraus. Wenn der Tank gefüllt ist, wird das kathodische Schutzsystem aktiviert. über dreißig Jahre sinkt die Wahrscheinlichkeit einer Bodenperforation von 15 % auf unter 0,5 %. Während eines Raffinerie-Turnarounds wird der Boden entwässert und getrocknet, die Anodenoberfläche bleibt jedoch hell; Das Titan glänzt immer noch wie Neuware, seine Farbe ist nur von blau-schwarz zu hellbraun verblasst, ein Beweis dafür, dass 30 kA hm⁻² geliefert wurden.

Das Leben wird wie der Kilometerzähler eines Autos gemessen, allerdings in Amperestunden. Ruthenium-iridium löst sich bei 0,6 mg A⁻¹ h⁻¹; Ein Standardkanister bietet 3,5 m² aktive Fläche und ist für 20 A ausgelegt. Nach fünfundzwanzig Jahren beträgt der Beschichtungsverlust weniger als 20 % und das Substrat ist unberührt. Bei der Außerbetriebnahme wird der alte Kanister angehoben, die Hinterfüllung nivelliert und eine neue Einheit in das gleiche Loch abgesenkt. Die Kabelverbindungen werden neu-hergestellt und das System startet einen neuen Zyklus. Nach der Rückkehr in die Werkstatt wird die verbrauchte Hülle gestrahlt, geglüht, gerichtet und neu beschichtet. 95 % des Titans werden wiederverwendet und entsprechen den neuesten Richtlinien der IMO für den umweltfreundlichen Rückbau von Offshore-Anlagen.

Von FPSOs in der Nordsee bis hin zu Raffinerien im Nahen Osten, von Spundwänden für LNG-Terminals bis hin zu Hafendelfinen – zylindrische Anodenkanister sind unter Schlamm, Beton und Meerwasser verborgen. Sie geben kein Licht, keine Wärme ab, sondern nur eine gleichmäßige Millivoltsäule auf einem Multimeter. Sie lassen Stahl vergessen, wie man atmet, stoppen Korrosion im Keim und sorgen dafür, dass Rohrleitungen, Tanks und Schiffsrümpfe ihre geplante Lebensdauer um zwanzig Jahre überdauern, und das alles ohneirgendjemand, der sich an seinen Namen erinnert.

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