SINTEF RAPPORT FORFATTER(E) Jan P. Stensaas OPPDRAGSGIVER(E) GRADER. DENNE SIDE ISBN PROSJEKTNR. ANTALL SIDER OG BILAG

Transkript

1 SINTEF RAPPORT TITTEL SINTEF Energi Norges branntekniske laboratorium Postadresse: 7034 Trondheim Besøksadresse: Tiller bru, Tiller Telefon: Telefaks: Foretaksregisteret: NO MVA Gjennomgang av internasjonale bestemmelser og standarder for oppbevaring av LPG på nedgravd tank FORFATTER(E) Jan P. Stensaas OPPDRAGSGIVER(E) Kommunal- og Arbeidsdepartementet RAPPORTNR. GRADERING OPPDRAGSGIVERS REF. STF84 A97633 Åpen Ørjan Svendsen GRADER. DENNE SIDE ISBN PROSJEKTNR. ANTALL SIDER OG BILAG ELEKTRONISK ARKIVKODE PROSJEKTLEDER (NAVN, SIGN.) VERIFISERT AV (NAVN, SIGN.) i:\pro\846168\rapport om nedgravde LPGtanker Jan P. Stensaas Svein Baade ARKIVKODE DATO GODKJENT AV (NAVN, STILLING, SIGN.) SAMMENDRAG Kjell Schmidt Pedersen Denne rapporten inneholder en gjennomgang av internasjonale bestemmelser og standarder for lagring av gass i væskeform (for eksempel LPG) på nedgravde tanker. Målsettingen for denne rapporten er at den skal danne et grunnlag for Direktoratet for brann- og eksplosjonsverns (DBEs) arbeid i forbindelse med utarbeidelsen av bestemmelser for nedgravde LPG-tanker i Norge. Rapporten belyser følgende sider for nedgravd tank til oppbevaring av LPG: Transport av tank for nedgraving Nedlegging av tank og tilbakefylling av masser Korrosjonsbeskyttelse: - Overflatebehandling: utvendig og innvendig - Katodisk beskyttelse Sikkerhetsavstander Kontroll og drift STIKKORD NORSK ENGELSK GRUPPE 1 Brann Fire GRUPPE 2 Tank Tank EGENVALGTE LPG LPG Nedgravd Burried

2 2 INNHOLDSFORTEGNELSE 1. INNLEDNING Bakgrunn Målsetting TRANSPORT AV LPG-TANK FOR NEDGRAVING Generelt Hvem bør ha ansvaret? Festing av tank Merking Inspeksjon av tank før overdekking INSTALLASJON AV TANK FOR NEDGRAVING Generelt Hvem bør ha ansvaret? Nedlegging av tank Plassering av tank Avstand til bygning og mellom tankene Dybde under bakken Avstander til tennkilder, brennbar bygning, naboeiendom, offentlig ferdselslinje etc Tilbakefylte masser KORROSJONSBESKYTTELSE Generelt Ansvar Overflatebehandling Katodisk korrosjonsbeskyttelse Generelt Fordeler og ulemper ved offeranoder og påtrykt strøm Krav til den katodiske beskyttelsen Materialet i strukturen som skal beskyttes Passiv beskyttelse Offeranoder eller galvaniske anoder Generelt Aktuelle materialer i offeranoder Plassering av anoden Jotun Cathodics metode Aktiv beskyttelse Påtrykt strøm Generelt Aktuelle anodematerialer Nødvendig beskyttelsesspenning Krav til likeretteren Kontroll/inspeksjon av anlegget OMFYLLINGSAKTIVITETER Generelt Krav til personell Ansvar Sikkerhetsregler i forbindelse med omfyllingsaktiviteter Offentlig ferdsel Tennkilder Brennbar bygning/opplag Statisk elektrisitet...27

3 Områdeklassifisering Utslipp/ventilering av gass INSPEKSJON OG KONTROLL Generelt Hvem bør ha ansvaret Hva og hvor mye skal inspiseres Konstruksjonskontroll Tilvirkningskontroll Generelt Trykktank Rørledning Installasjonsbesikting og installasjonskontroll Generelt Utføring av kontroll Trykk og temperatur Inspeksjonsintervaller Vedlikeholdsplan...34 REFERANSER...35

4 4 1. INNLEDNING 1.1 Bakgrunn Denne rapporten gjennomgår forskjellige internasjonale bestemmelser og standarder for nedgravde tanker for lagring av LPG 1, eller tanker som vekselsvis kan brukes enten som nedgravd eller tildekket over bakken. En må her presisere at disse bestemmelsene er ment å gjelde kun for slike tanker. I Norge har vi relativt få tankanlegg for LPG. Det er på grunn av at forbruket av propan her i landet har vært nokså beskjedent i forhold til mange andre land. Etter at propanforbruket over en del år har steget kraftig, har det imidlertid oppstått et behov for å finne alternative løsninger til plassering av LPG-tank. Så og si alle LPG-tanker i Norge i dag er plassert over bakken, og dagens bestemmelser stiller krav til tekniske løsninger, sikkerhetsavstander, brannvern etc for slike tanker. Et av problemene ved å bruke propan som brensel, er plasseringen av LPG-tanken. Forskriftene krever relativt store sikkerhetsavstander rundt tanken, noe som har gjort at det har vært meget vanskelig å finne egnede plasseringer, spesielt i tettbygde områder. Dette har til en viss grad begrenset bruken av LPG i slike områder. I mange europeiske land er det ikke uvanlig å grave ned tanken. En slik tank vil være bedre beskyttet mot ytre påvirkning, slik som for eksempel ved en brann relativt nær tanken. Det er derfor ikke nødvendig å stille de samme strenge kravene til avstander for en nedgravd tank. Dette gjelder blant annet sikkerhetsavstander, som kan reduseres til et minimum. 1.2 Målsetting DBE ønsker å få belyst hvilke krav som må stilles til en nedgravd LPG-tank i Norge. En nedgravd LPG-tank er imidlertid utsatt for korrosjonsangrep, spesielt på utvendig overflate, og det stilles derfor strenge krav til plasseringsmetoden. DBE /1/ 2 ønsker mer spesifikt at SINTEF NBL skal gjennomføre en analyse og en vurdering av følgende sider i forbindelse med nedgravde LPGtanker: 1. Transport av tanken til oppbevaringsstedet (ansvar, stropping/festing av tank, merking av tank). 2. Nedlegging av tank (ansvar, plassering, sikkerhetsavstander). 3. Tilbakefylte masser (ansvar, metoder). 4. Katodisk beskyttelse (overflatebehandling, samt aktiv og passiv beskyttelse). 1 2 LPG er en engelsk forkortelse for Liquified Petroleum Gas. LPG er en kondensert petroleumsgass som blir holdt flytende ved moderat trykk og/el. moderat nedkjøling. Handelsproduktet består oftest av propan/butanblandinger, og det betegnes propan eller butan etter den dominerende komponent. Ifølge NFPA /3/ representerer LPG alle gasser som har et damptrykk som ikke er større enn det som er tillatt for kommersiell propan, og som består av følgende hydrokarbongasser (enten alene eller i blandinger): propan, propylen, butan (normal butan eller iso-butan), samt butylen. Disse gassene går over i væskefase ved moderat trykkøkning, og de fordamper lett ved fjerning av overtrykket. Alle referanser til litteratur, brev etc i denne rapporten er angitt som /nr, s. nr/, hvor nr angir nummeret på den aktuelle referanselisten på siste side i rapporten, og s. nr angir sidenummeret i referansen. Det siste er gjort for at brukerne av rapporten lettere skal finne den aktuelle sidenummeret i referansen, for eventuell tilleggsinformasjon.

5 5 5. Hvilke sikkerhetsavstander blir retningsgivende for nedgravde tanker, og ved omfyllingsaktiviteter (avstander fra tankkjøretøyet til offentlig ferdsel, tennkilde, brennbar bygninger, brennbart opplag ol.). 6. Kontroll av nedgravd LPG-tank/katodisk beskyttelse (inspeksjonsintervaller, hvilke metoder skal benyttes?), samt drift av tanken. Målsettingen for denne rapporten blir dermed å belyse de ovennevnte seks punkter på en best mulig måte, på grunnlag av eksisterende standarder, slik som for eksempel NFPA-, API-, CENog SGA-standarder 3. Hensikten med denne rapporten er at den skal danne et grunnlag for DBE ved utarbeidelsen av nye bestemmelser og forskrifter for nedgravde LPG-tanker. En bør her understreke at en del regler vil være nokså like for nedgravde tanker som for tanker som benyttes på bakken. Her vil de allerede eksisterende reglene fra Direktoratet for brann- og eksplosjonsvern /2/ gjelde. I noen tilfeller vil vi i denne rapporten likevel gi en kort oversikt over reglene som gjelder i andre land. 3 NFPA = National Fire Protection Association, API = American Petroleum Institute, CEN = Comité Européen de Normalisation, SGA = Svenska Gasföringenen.

6 6 2. TRANSPORT AV LPG-TANK FOR NEDGRAVING 2.1 Generelt I de relativt sjeldne gangene en har gass på tanken under transport, kan følgende regel fra NFPA 58 /3, s / gjelde: Tanker med volum på 0,5 m 3 eller mer skal ifølge NFPA ikke inneholde mer enn 5 % LPG under transport. Unntak: Tanker med mer enn 5 % LPG kan tillates, men mindre enn det som maksimalt tillates å lagres på tanken etter installasjon 4, under forutsetning av at: Slik transport tillates bare for transport fra en fast eller midlertidig installasjon til bulkinstallasjon. Eieren av tanken, eller den eieren har utpekt, har gitt fullmakt til transportering av tanken. Ventiler, armatur og beslag skal beskyttes ved hjelp av en metode som er godkjent av en autorisert person eller firma. Løfteørene skal dimensjoneres for å bære den tomme vekten av tanken, pluss 5 % av væskevolumet. Eventuelle hjelpemidler for løfting, sikring og støtte av tanken skal også skaffes. Ifølge SGA 92 /4, s. 26/ kan LPG i væskeform under trykk transporteres til industriområder ved hjelp av tankbil eller jernbanetankvogn. For tankbiler er maksimallasten 25 tonn vanlig, mens for jernbanetankvogner er maksimallasten 45 tonn. Tankbilene skal, ifølge SGA 92 /4, s. 20/, være utrustet med slanger for tilslutning til både gassog væskefasen til tanken, pumpe for lossing av LPG, kabel for spenningsutjevning, avstengningsutrustning og telleverk for kvittering/dokumentasjon av levert mengde, samt beskyttelse- og sikkerhetsutrustning. 2.2 Hvem bør ha ansvaret? Ifølge SGA 92 /4, s. 20/ har myndigheten i fylket mulighet for, i samråd med kommunens trafikknemd, og på grunnlag av lokale trafikkforskrifter, å styre transport av farlig gods til visse veger. Det er således viktig at en på et tidlig stadium utreder mulighetene for å transportere LPG til det aktuelle stedet. Gassleverandøren står for leveringen til anlegget. Før prosjekteringen av anlegget påbegynnes, bør anleggseieren forvisse seg om at transport til anleggsplassen er mulig. Den som har tillatelse til å håndtere brannfarlige vare skal, ifølge SGA 92 /4, s. 103/, utpeke en eller flere ansvarlige personer (ansvarshavender) for å håndtere LPG. Ved behov skal også stedfortredere utpekes. Det lokale brannvesen må få beskjed om dette. Ansvarshavende og stedfortrederen skal være skikket for oppgaven, samt at de må ha de kunnskaper som kreves vedrørende LPG og håndtering av LPG. Ansvarshavende skal ha nødvendig kompetanse, og ha tilgang til nødvendige ressurser for å kunne gjennomføre sine oppgaver. 4 Ifølge NFPA 58 /3, s. 322/ varierer den maksimalt tillatte mengden LPG som kan lagres på en nedgravd tank mellom 77 og 99 % avhengig av temperaturen på væsken (i området -45,6 og 40,4 C) og spesifikk gravitet (det vil si tettheten til væsken i forhold til tettheten til vann, det vil si i området 0,496 til 0,600).

7 7 Ansvarshavende har ansvaret for at håndtering av LPG skjer i samsvar med gjeldende bestemmelser og vilkår. 2.3 Festing av tank NFPA 58 /3/ krever følgende i forbindelse med festing ved transport av LPG-tanker: En tank skal festes slik at en unngår bevegelser i forhold til kjøretøyet under transporten, i tilfelle plutselig stansing, oppstart og sving. Ventiler, regulatorer og annet tilbehør til tanken skal beskyttes tilstrekkelig mot fysisk skade under transport. Trykkavlastningsventiler skal være koplet til tanken under transport. 2.4 Merking Ifølge NFPA 58 /3, s. 189/ må bruksområdet for tanker tydelig merkes av produsenten, det vil si om tanken bare kan benyttes i forbindelse med nedgraving, eller om den kan benyttes både i forbindelse med nedgraving og installasjon på bakken. En tank som er bygd for kun å brukes over bakkenivå, må aldri graves ned. Likeledes må en tank som er bygd for nedgraving aldri benyttes over bakkenivå, ettersom avlastningsventilen kan være underdimensjonert. Innløps- og utløpstilkoplinger på tanker større enn 7,6 m 3, må merkes for å angi om disse er i kontakt med væske- eller gassdelen av tanken. Merkingen kan være på selve ventilene (NFPA 58 /3, s. 189/). Unntak 1: Tilkoplinger for trykkavlastningsutstyr. Unntak 2: Tilkoplinger for væskenivåmåleutstyr. Unntak 3: Tilkoplinger for trykkmålerer på tanker med volum større enn 7,6 m 3. Enhver lagringstank med volum større enn 7,6 m 3 skal utstyres med trykkmåler. 2.2 Inspeksjon av tank før overdekking En tank som skal graves ned, må inspiseres etter transport for å avdekke eventuelle transportskader. Se forøvrig kapittel 2 og ikke minst kapittel 6, hvor inspeksjon av nedgravde tanker behandles spesielt.

8 8 3. INSTALLASJON AV TANK FOR NEDGRAVING 3.1 Generelt Installasjon av en nedgravd LPG-tank omfatter plassering, det vil si bestemmelse av plasseringen i forhold til bebyggelse, naboeiendom, mulige tennkilder og offentlig ferdselslinje, nedlegging og tilbakefylling av masser, samt valg av metode for korrosjonsbeskyttelse, det vil si enten passiv eller aktiv korrosjonsbeskyttelse. Det sistnevnte vil imidlertid bli grundig omtalt i kapittel Hvem bør ha ansvaret? Det kan her være aktuelt at enten tankprodusenten eller gassleverandøren har ansvaret for installasjonen av tanken. Ettersom tankprodusenten har konstruert tanken spesielt for nedgraving, og dermed kjenner best til hva tanken er konstruert for og dens egenskaper, vil tankprodusenten være den som er best skikket til å ha ansvaret for at tanken blir installert forskriftsmessig i henhold til produsentens anvisninger. 3.3 Nedlegging av tank Ifølge NFPA 58 (/3, s 189/) skal det bare benyttes tanker som er merket av produsenten at de er egnet for nedgraving. En tank som er bygd for bruk på bakken, må aldri benyttes i forbindelse med nedgraving. Likeledes må en tank som er laget med henblikk på nedgraving ikke brukes på bakken, ettersom avlastningsventilene kan være underdimensjonert. Nedgravde LPG-tanker foretrekkes ofte for å unngå risikoen for blant annet eksplosjoner (BLEVEs) o.l., som er et resultat av en intens varmepåkjenning av tanken, som regel på grunn av brann i området rundt eller like ved tanken. Det er imidlertid visse prosedyrer som må gjøres annerledes for nedgravde tanker i forhold til installasjon av en tank på bakken. Dette på grunn av at tilstanden til en nedgravd tank ikke er synlig fra utsiden. Dette medfører blant annet at en nedgravd tank ikke kan inspiseres/kontrolleres på en enkel måte, men at den først må graves opp helt eller delvis. Det er særdeles viktig at nedgravde tanker beskyttes mot korrosjon både ved hjelp av et passende belegg og ved hjelp av katodisk korrosjonsbeskyttelse. Det er spesielt viktig å ikke tillate merker eller skader på belegget når en installerer tanken. Dette fordi en liten skade i belegget, som kan forårsake et ubeskyttet område av tanken, kan medføre konsentrert korrosjon på dette stedet, noe som igjen kan føre til lekkasjer fra tanken etter en tid. LPG-tanker bør aldri flyttes ved hjelp av for eksempel en lenke, kjetting eller kabel rundt tanken, uten å benytte noen form for beskyttende materiale mellom lenken/kabelen og belegget på tanken. Det er ikke nødvendig å ha en betongblokk eller en metallplate i forbindelse med en nedgravd tank, forutsatt at det er fast og hard sand eller jord, som tanken kan hvile på. 3.4 Plassering av tank Avstand til bygning og mellom tankene Tabell 3.1 viser avstander til bygninger avhengig av tankens størrelse eller volum ( water capacity ) som NFPA 58 (/3, s 163/) foreslår. For sammenligningens skyld har en også tatt med

9 9 tilsvarende avstand for tanker i det fri, samt nødvendig avstand mellom tanker i det fri. Når det gjelder avstanden mellom nedgravde tanker, er kravet ifølge NFPA 58 at tankene skal plasseres slik at det er mulig å komme til mellom tankene for arbeidsoperasjoner med kran eller vinsj. Tabell 3.1 Minimum avstand til bygning mellom nedgravde tanker og tanker i det fri (fra NFPA 58 (/3, s. 163). Tankens volum (m 3 ) Minimum avstand til bygning (m) Nedgravd tank Tank i det fri Avstand mellom tanker i det fri (m) mindre enn 0,5 3 ingen ingen 0, ingen 1 1, ,9 7,6 3 7,6 1 7, , , se fotnote større enn NFPA 58 /3, s / fastslår videre følgende med hensyn til plassering av en nedgravd LPGtank: Nedgravde tanker skal plasseres på utsiden av en bygning. Bygninger skal ikke bygges over nedgravde tanker med LPG. Der hvor en eller flere tanker blir installert parallelt med endesidene i en linje, er det ingen begrensning i hvor mange tanker det kan være i en gruppe. Der hvor det er mer enn en rekke, skal de tilstøtende endesidene i hver rekke ha en innbyrdes avstand på minst 3 m Dybde under bakken National Fire Protection Association i USA (NFPA 58 /3, s /) har følgende regler med hensyn til plassering av nedgravde tanker: Tanken skal plasseres minst 0,15 m (6 ) under bakken, hvis tanken ikke utsettes for slitende påvirkning eller fysisk skade på grunn av trafikk innenfor en parkeringsplass, innkjørsel eller lignende. Det vil si at en nedgravingsdybde på 0,15 m er tilstrekkelig bare hvis det bare vil være fotgjengertrafikk i området ved tanken. Hvis det er annen trafikk i området, skal tanken plasseres minst 0,46 m (18 ) under bakken, eller gis tilsvarende beskyttelse, for eksempel ved hjelp av en betongblokk. Dette for å fordele tyngden, slik at en hindrer at vekten fra et kjøretøy ikke hviler direkte på tankskallet. Når en tank installere i et område hvor hagearbeid kan forventes, vil en relativ dyp nedgraving av tanken være en måte å beskytte belegget mot skader, for eksempel 0,46 m under bakken. Der hvor en nedgravd tank blir installert innenfor 3 m (10 ft) fra en veg hvor trafikk av motorkjøretøyer kan forventes, slik som en innkjørsel og gate, skal en sørge for at armatur, beslag, tilkoplinger og rør, samt tankens belegg har tilstrekkelig beskyttelse mot skade som følge av denne trafikken. Enhver part eller firma som er involvert i bygging eller grunnarbeid i nærheten av den nedgravde tanken, vil være ansvarlig med hensyn til plasseringen av tanken, samt sørge for at tan- 5 ¼ av summen av diametrene til de tilstøtende tankene.

10 10 ken og nødvendig tilbehør til tanken (armatur, rør etc.) får den nødvendige beskyttelse mot skader som følge av trafikk av motorkjøretøyer. Den delen av tanken hvor armatur og andre tilkoplinger er montert, kan tillates å overdekkes eller overbygges. Utløpet til reguleringsventilen skal plasseres over det høyest tenkelige væskenivået i tanken. Forholdsregler skal tas for å forhindre skade på tankbelegget under håndtering av tanken. Enhver skade på belegges skal repareres før tilbakefylling av masser. Ifølge SGA 92 /4, s. 27/ skal en nedgravd tank ha en minste tildekning på 0,25 m med jord eller sand. En tank skal videre ifølge SGA 92 ha aktiv katodisk korrosjonsbeskyttelse med påtrykt likestrøm. Dette i kombinasjon med et passende belegg. Tanken behøver dermed ikke å frigjøres med jevne mellomrom for besiktigelse/kontroll. Når det gjelder korrosjonsbeskyttelsessystemets funksjon, bør alle tilhørende komponenter i følge SGA 92 som regel være ca. 2 m under bakken Avstander til tennkilder, brennbar bygning, naboeiendom, offentlig ferdselslinje etc. Ifølge NFPA 58 /3, s. 464/ skal avlastningsventil, påfyllingspunkt og luftrør for væskenivåmåler være plassert minst 3 m fra mulige tennkilde (elektrisk utstyr, ventilasjonsinntak) og naboeiendomsgrensen. Den nødvendige separasjonsavstanden er ifølge SGA 92 den minste tillatte eller tilrådelige, horisontale avstanden. Ifølge SGA 92 finnes det ingen spesielle krav med hensyn til de ovennevte avstander for nedgravde tanker. I alminnelighet blir derfor den nødvendige avstanden til tankbil eller jernbanevogn dimensjonerende for plassering av en nedgravd tank. Som retningslinje for nødvendig avstand, anbefaler SGA 92 /4, s / å bruke de tilsvarende avstander for tanker på bakken med volum m 3. Disse er gitt i tabellen nedenfor. Tabell 3.2: Dimensjonerende avstander mellom tankens manteloverflate og forskjellige innretninger (fra SGA 92 /4, s. 22/). Bygning, konstruksjon, objekt Sikkerhetsavstand (m) Ikke brannfarlig bygning i alminnelighet: 12 Brannfarlig bygning i alminnelighet: 25 Driftsbygning i forbindelse med jordbruk med tilhørende utstyr og inventar: 25 Skole, forsamlingslokale, kirke sykehus, trafikknutepunkt o.l. 6 : 50 Særskilt brannfarlig bygning, sammenhengende trehusbebyggelse, brannfarlig industri o.l.: 50 Veg og parkeringsplass: 12 Jernbane: 25 Kraftledning kv: 15 Kraftledning kv: 30 Kraftledning 245 kv: 45 Kraftledning 420 kv: 60 6 Her kreves ofte spesielle avstander mellom tanken og bygningen o.l.

11 11 Følgende spesielle avstander gjelder for store anlegg med nedgravde LPG-tanker: 150 m mellom tankanleggets behandlingsområde og bolighus. 400 m mellom tankanleggets behandlingsområde og bygninger som generelt er vanskelig å evakuere, som for eksempel sykehus Tilbakefylte masser Tilbakefyllingen av masser/tildekkingen av tanken kan være en risiko for en eventuell skade av belegget på tanken. De tilbakefylte massene må stampes eller pakkes sammen, slik at det ikke oppstår setninger i jorda rundt tanken. Hvis det skjer, kan tanken velte, slik at en får rørbrudd og væskelekkasje. En nedgravd tank bør ikke plasseres i en grop, med mindre gropen er skikkelig fylt med sand eller et passende jordsmonn. I motsatt fall kan områder eller hullrom, som ikke er fylt med sand/jord, utgjøre steder for akkumulering av væskedamp. Hvis grunnforholdene ikke tillater at tanken graves ned, kan tanken overdekkes med jord og sand, som kan holdes på plass ved hjelp av en støttemur. Ved slik sand- eller jordtildekking skal avstanden mellom tankene og mellom tank og støttemur, være tilstrekkelig stor, slik at god komprimering av fyllingen rundt tanken, samt god adkomst ved fremtidig besikting av tanken, oppnås. Minste avstand mellom tankene, samt tank og støttemur, er ifølge SGA 92 /4, s. 28/ ca 1 m. Det er, ifølge SGA 92 /4/, ikke nødvendig eller påkrevd å ha støttebraketter under tanken, men slik understøttelse kan lette arbeidet med fjerning av sand og frigjøringen av tanken ved inspeksjon.

12 12 4. KORROSJONSBESKYTTELSE 4.1 Generelt Det er som allerede nevnt meget viktig at nedgravde tanker beskyttes skikkelig mot korrosjon ved hjelp av et passende belegg og ved hjelp av katodisk korrosjonsbeskyttelse. Det er spesielt viktig å unngå sår i belegget på tanken når en transporterer og installerer tanken. Dette fordi et lite, ubeskyttet område på tanken kan føre til konsentrert korrosjon. Dette kan føre til hull i tanken, og dermed til lekkasje fra tanken. Vanlige metoder for beskyttelse av nedgravde tanker omfatter blant annet et tykt belegg rundt tanken, samt passiv katodisk beskyttelse, hvor en anode (vanligvis en sekk fylt med et metallisk pulver) er forbundet elektrisk til tanken. En alternativ metode for korrosjonsbeskyttelse er såkalt aktiv beskyttelse med påtrykt likestrøm. Belegget (vanligvis maling) beskytter mot korrosjon ved å isolere metalltanken fra jordsmonnet. Desverre er det ikke mulig å forsikre seg om at belegget alltid er uskadet og fri for små hull. Aktiv korrosjonsbeskyttelse er en metode som vanligvis benyttes for å beskytte nedgravde rør, men også til en viss grad tanker. Ifølge SGA 92 /4, s. 89/ vil nedgravde rør, som er metallisk tilsluttet en nedgravd tank, også utgjøre en del av tanken. Rør som ikke er metallisk forbundet med en nedgravd tank, trengs imidlertid ikke å beskyttes med belegg eller korrosjonsbeskyttelse. Alle øvrige rørledninger skal ha beskyttelsesbelegg og katodisk beskyttelse, alternativt bare belegg. For nedgravde rør med bare beskyttelsesbelegg gjelder strengere regler med hensyn til kontroll av rørledningen. 4.2 Ansvar Korrosjonsbeskyttelse av tanken må være tankprodusentens ansvar. Ettersom korrosjonsbeskyttelse er meget komplisert, bør dette overlates til eksperter som har god kjennskap til de forskjellige teknikker og deres begrensninger. 4.3 Overflatebehandling Ifølge SGA 92 /4, s. 89/ skal en før belegget påføres, sandblåse ståloverflaten til minimum forbehandlingsgrad Sa 2½ ifølge SS Etter sandblåsing skal overflaten rengjøres ved blåsing med trykkluft fri for olje. Beskyttelsesbelegget skal tilfredsstille følgende krav: Være fri for gjennomgående porer, og ha høy diffusjonstettehet. Ha lav fuktabsorpsjon. Ha god hefting til underlaget. Være aldringsbestandig. Ha god holdfasthet. Ha god kjemisk bestandighet, spesielt mot sterke alkalimetaller (høy ph-verdi), som kan dannes ved den katodiske beskyttelsen

13 13 Følgende alternative systemer i forbindelse med belegg på tanker finnes i dag: Bitumen Sink Tjæreepoxy Glassflak Polyester Det er i de senere år benyttet tjæreepoxy, som er resistent, samtidig som den har bitumenproduktenes gode egenskaper for korrosjonsbeskyttelse. Glassflakarmerte epoxymalinger er neste skritt mot optimal beskyttelse. Glassflakarmeringen gir et tett belegg med høy mekanisk styrke og levetid. Plastbelegg, som for eksempel epoxymaling, er et beskyttelsesbelegg som tilfredsstiller de ovennevnte krav. Belegget bør kontrolleres/inspiseres med hensyn til mekaniske skader like før og etter nedlegging av tank og rørledninger. Kontrollen skal utføres forsiktig med elektrisk gnistdetektering. Ifølge SB verksted as /5/ i Drammen har en ved bruk av kun malingsbelegg, følgende ulemper: Det kan lett oppstå skader på belegget ved transport og ved installasjon Ujevn og dårlig påføring av malingsbelegget Hjørner og kanter En kombinasjon av malingsbelegg og katodisk beskyttelse gir imidlertid klart den beste beskyttelsen og sikkerhet mot korrosjonsskader. 4.4 Katodisk korrosjonsbeskyttelse Generelt Følgende to metoder er generelt tilgjengelig for katodisk beskyttelse av nedgravde metalltanker: Passiv beskyttelse- bruk av offeranoder eller galvaniske anoder Aktiv beskyttelse - påtrykt strøm Ifølge CEN/TC262 /6, s. 5/ må de forskjellige elementene, som skal beskyttes, ha tilstrekkelig avstand fra andre nedgravde strukturer, slik at strømmen fra anodene ikke blir hindret. Den minste avstanden vil avhenge av diameteren, lengden og resistiviteten til belegget på tanken. Som minste avstand mellom tanker, med et tilfredsstillende belegg, er ifølge CEN/TC262 0,40 m, mens den er 1,0 m fra andre strukturer. Videre skal det ikke være skjerm mellom strukturen som skal beskyttes og den tilhørende anoden. Der hvor tanker er gjerdet inne av murvegger, må en være klar over effekten av murveggens armering på de katodisk beskyttede elementene. Ifølge standarden API 1632 /8/ vil valget av beskyttelsessystem for en nedgravd tank avhenge av mange faktorer. Generelt bør det valgte systemet gi tilstrekkelig korrosjonsbeskyttelse, samtidig som at installasjonskostnadene, vedlikeholdskostnadene og driftskostnadene må optimaliseres. Nye tanker med belegg kan beskyttes enten med et passivt system eller et aktivt system. Allerede

14 14 eksisterende installasjoner vil ifølge API 1632 imidlertid normalt kreve et aktivt system med påtrykt strøm. Ettersom fullstendig korrosjonsbeskyttelse av nedgravde tanker er meget avhengig av den anvendte metoden, anbefales det at den katodiske korrosjonsbeskyttelsen blir prosjektert av kvalifiserte personer. Ifølge SGA 92 /4, s. 92/ skal katodisk beskyttelse prosjekteres, installeres, settes i drift og kontrollmåles av et firma med erfaring på området. I Sverige bør kontrollmåling ifølge SGA utføres av det svenske SWEDAC Fordeler og ulemper ved offeranoder og påtrykt strøm Fordelene med offeranoder og påtrykt strøm er vist i tabell 4.1: Tabell 4.1: Fordeler og ulemper i forbindelse med passiv (offeranoder) og aktiv korrosjonsbeskyttelse (påtrykt strøm) (fra API 1632 /7, s. 4-7/). Metode: Fordeler: Ulemper: Ikke nødvendig med ytre strømtilførsel. Enkel installasjon. Kostnadene er lave når kravene til beskyttelsesstrømmen er lav. Vedlikeholdskostnadene er minimale etter installasjon. Lekkasjestrømmer til andre strukturer er sjeldne. Offeranoder kan koples direkte til ny tank med belegg av produsent. Passiv korrosjonsbeskyttelse/offeranoder: Aktiv korrosjonsbeskyttelse/påtrykt strøm: Høyt spenningspotensial. Høy strømstyrke/effekt som kan beskytte andre nedgravde stålstrukturer med lave driftskostnader. Muligheter for kontroll og variasjon av strømstyrken. Kan brukes nesten uansett resistivitet på jordsmonnet. Kan beskytte store, udekkede stålstrukturer. Begrenset spenningspotensial. Lav strømstyrke/effekt, noe som hindrer beskyttelse av andre strukturer. Høy resistivitet i jordsmonnet kan føre til begrensninger i effektiviteten. Ikke anvendbar i forbindelse med beskyttelse av store, udekkede stålstrukturer. Kan ha kort levetid. Kan forårsake lekkasjestrømmer til andre strukturer. Mulighet for at strømmen, enten tilsiktet eller utilsiktet, blir slått av. Dermed elimineres korrosjonsbeskyttelsen. Systemet må overvåkes og vedlikeholdes på rutinemessig basis. Feilkopling kan forårsake motsatt strøm, noe som vil øke risikoen for korrosjon. I mange tilfeller kreves det undersøkelser på stedet for å fremskaffe nødvendig informasjon til prosjekteringen av beskyttelsessystemet. Systemet må også gjøres tilstrekkelig fleksibelt, slik at det kan fungere tilfredsstillende ved mulige forandringer i forholdene på stedet. Ifølge API 1632 /7, s. 9/ er katodisk beskyttelse med påtrykt strøm ofte den mest økonomisk metoden for korrosjonsbeskyttelse av eksisterende, nedgravde petroleumstanker og tilhørende rørsystem Krav til den katodiske beskyttelsen For å kunne benytte katodisk korrosjonsbeskyttelse må, ifølge CEN/TC262 /6, s. 5-6/, følgende betingelser være tilfredsstilt: Elektrisk kontinuitet: Alle deler av den strukturen som skal beskyttes, må være elektrisk sammenhengende, og ha lav langsgående elektrisk motstand. Strukturer som driftsmessig ikke utgjør en enhet, skal jordes. For måletekniske hensyn, kan det bli et krav at jordingen må

15 15 kunne frakoples. Komponenter som kan medføre økt langsgående motstand for strukturen, må kortsluttes. Elektrisk isolering: Strukturer som skal beskyttes, skal ikke ha metallisk kontakt med de deler av strukturen som ikke skal beskyttes, eller med andre jordete strukturer. Metallisk kontakt med jordingssystemet skal ungås. Hvis jording er nødvendig av sikkerhetsgrunner, for eksempel elektrisk utstyr, lyn og eksplosjonsvern, skal spesielle tiltak settes i verk. Utvendig belegg: Strukturer som skal beskyttes må ha et passende utvendig belegg. På bare strukturer eller strukturer som har dårlig belegg, skal katodisk beskyttelse gjennomføres med forsiktighet for å unngå uakseptable elektriske forstyrrelser. Effektiv prosjektering av katodiske korrosjonsbeskyttelsessystemer er, ifølge CEN/TC262 /6, s. 7/, meget avhengig av riktig informasjon om strukturen som skal beskyttes. Det er nødvendig å kjenne til strukturelle detaljer, servicebetingelser og prosjektert levetid for å etablere den korrekte metoden for beskyttelse av materialer, samt for å oppnå og opprettholde tilfredsstillende katodisk beskyttelse. Detaljert informasjon angående nabostrukturer bør innhentes. Slik informasjon bør inkludere følgende: Plassering Hoveddimensjoner Detaljer angående belegget Type og plassering av lokalt jordingssystem Type og plassering av isolerende skjøter/koplinger Detaljer angående andre katodiske korrosjonsbeskyttelsessystemer Slik informasjon vil være til hjelp i forbindelse med å unngå uheldige effekter for den aktuelle strukturen og nabostrukturer. Miljøforhold kan få stor innflytelse på anvendelsen av den katodiske beskyttelsen, og disse må inkluderes i prosjekteringsfasen. For spredtliggende strukturer må også variasjoner i miljøbetingelsene inkluderes. Følgende miljøbetingelser bør, ifølge CEN/TC262 /6, s. 8/, tas i betraktning: Elektrisk motstand eller resistiviteten i jordsmonnet ved visse dybder og plasseringer Muligheten for lekkasjestrømmer Sannsynligheten for sulfatreduserende aktivitet av bakterier Grunnvannsnivået For prosjektering av et katodisk beskyttelsessystem til tank og tilhørende rørledninger skal, ifølge CEN/TC262 /6, s. 8/, følgende informasjon være gitt: Plasseringen til strukturen Dimensjoner og materialer til strukturen, inklusive overflateareal Tankkonstruksjonen (for eksempel antall mannhull, fordypninger/hull,.) Egenskaper til belegget Detaljer med hensyn til underlaget (metode og materialer) Jordingssystem Lagret medium i tanken Plassering og detaljer angående isolerende anordninger Plassering og detaljer av hylser

16 16 Plassering og detaljer av åpninger Elektrisk utstyr koplet til strukturen Områdeklassifisering med hensyn til risiko Materialet i strukturen som skal beskyttes Materialet i strukturen som skal beskyttes vil, ifølge CEN/TC262 /6, s. 9-10/, bestemme beskyttelsesspenningen. Hvis deler av strukturen er laget av forskjellige materialer, må en ta hensyn til at disse materialene kan føre til endringer i beskyttelsesspenningen i forhold til om strukturen bestod kun av et material. I dette tilfelle må en ta i betraktning følgende spesielle tiltak i prosjekteringen, drift og inspeksjonen av den katodiske beskyttelsen: Økning av motstanden til jord ved anvendelse av et passende belegg på metallet. Installere permanente referanseelektroder. Oftere og mer detaljert inspeksjon av det katodiske korrosjonsbeskyttelsessystemet. Strukturer som beskyttes katodisk skal ikke være elektrisk forbundet til det generelle jordingssystemet for anlegget. Hvis isolerende skjøteforbindelser blir brukt, skal de beskyttes slik at de ikke utilsiktet blir forbundet til jord. I risikoområder skal de installeres i samsvar med sikkerhetsbestemmelsene. Det katodiske beskyttelsessystemet skal også ta med i beregningene midlertidig kontakt/forbindelser med andre mobile strukturer i forbindelse med omfyllingsaktivitetene (for eksempel tanktransportkjøretøyer, båter). Gjensidig påvirkning mellom elektrisk utstyr (pumper, elektriske kontrollventiler, telemetrisk måleutstyr) og katodisk beskyttede strukturer skal ifølge CEN/TC262 /6, s.10/ unngås. Dette kan for eksempel gjennomføres ved hjelp av følgende tiltak: Installering av jordfeilbryter i forbindelse med det lokale jordingssystemet. Installering av en isolerende transformator. Isolere elektrisk utstyr fra katodisk beskyttet utstyr. Installere utstyr for likestrømsutkopling mellom det elektriske utstyret og det generelle jordingssystemet. For å unngå uheldige effekter på den katodisk beskyttende strukturen, bør det lokale jordingssystemet lages av et materiale med en mer negativ fri korrosjonsspenning enn det metallet som skal beskyttes. For å muliggjøre at nøyaktige målinger kan gjennomføres, bør det være en mulighet for å kople ut denne jordingsforbindelsen, under forutsetning av at sikkerhetsbestemmelsene tillater dette. 4.5 Passiv beskyttelse Offeranoder eller galvaniske anoder Generelt Ved passiv beskyttelse blir en metallanode, som er mer negativ enn stål, koplet til den strukturen som skal beskyttes. En galvanisk celle blir dannet, og den aktive metallanoden korroderer. Anoden blir altså ofret, mens selve strukturen blir katodisk, som dermed blir beskyttet. En beskyttelsesstrøm går i motsatt retning av korrosjonsstrømmen og overvinner denne. Dermed hindres korrosjonsstrømmen fra metalloverflaten. Beskyttelsesstrømmen returnere til offeranoden via en metallisk leder.

17 17 Korrosjonsbeskyttelse med offeranoder kan foretrekkes fremfor påtrykt strøm i de tilfeller hvor kravet til strømstyrken er lav. Magnesiumanoder er mest vanlige å benytte, selv om sinkanoder kan brukes når resistiviteten i jordsmonnet er lavt. Nye installasjoner og/eller fordelingsrørledninger med belegg er spesielt egnet, for bruk av offeranoder ifølge API /7, s. 7/. Offeranoder blir ofte levert fastmontert på tanken ved levering. Strømbehovet blir minimalisert ved at tanken er belagt med et belegg med lang varighet. Tanken blir forsynt med elektrisk isolerende foringer eller overgangsrør for å isolere tanken, slik at strømbehovet ikke øker. Antallet anoder som er nødvendige for å oppnå tilstrekkelig katodisk beskyttelse, avhenger av behovet med hensyn til strømstyrke, men faktorer relatert til strømfordelingen i systemet må heller ikke undervurderes. I tilfeller hvor flere anoder er nødvendig, vil en ujevn fordeling av anodene rundt tanken gi bedre strømfordeling. Hvis det er snakk om beskyttelse av en ny tank, bør anodene, ifølge API /7, s. 8/, plasseres parallelt med tankveggen, på et nivå nært ved eller på nivået med bunnen av tanken. Ifølge CEN/TC262 /6, s. 9-10/ kan katodisk korrosjonsbeskyttelse med offeranoder oppnås på en økonomisk forsvarlig måte hvis følgende forutsetninger er oppfylt: Strømbehovet er lavt. Resistiviteten i jordsmonnet er lav. Galvaniske anoder blir vanligvis installert i tilbakefylte masser med lav elektrisk resistivitet, og som ikke er rik på karbon. For å kunne tilfredsstille kravene til effektiv katodisk beskyttelse, må følgende faktorer ifølge CEN/TC262 tas med i betraktningen: Bruk av et effektivt beskyttelsesbelegg på tanken. Opprettholde god elektrisk isolasjon mellom tank og andre nabotanker/strukturer i nærheten. Unngå å benytte nedgravde, uisolerte kabler (for eksempel kabler for jordingssystemet) Aktuelle materialer i offeranoder Følgende materialer er, ifølge CEN/TC262 /6, s. 9-10/, aktuelle for offeranoder: Magnesiumanoder: Der hvor et magnesiumanodesystem er prosjektert for bruk i lange perioder med lav anodestrømtetthet (minste anodestrømtetthet spesifisert av produsenten), bør ytelsen måles hyppig og nøyaktig. Sinkanoder: Sinkanoder har lavere kapasitet og mindre driftsspenning mot karbonstål sammenlignet med magnesiumanoder, men de kan likevel bli brukt i mange situasjoner, for eksempel for å ta hensyn til forskjellig anodeutforming og prosjektert levetid på elektroden/økonomi Plassering av anoden Plasseringen av en galvanisk anode, skal, ifølge CEN/TC262 /6, s. 14/, velges slik at ønsket strømfordeling oppnås. Tilleggsmålinger kan bli nødvendige for å sikre at det ikke er noe risiko

18 18 for utilsiktet kontakt mellom anoden og metallstrukturen. I fravær av andre begrensende faktorer, bør en distanse på 1 m opprettholdes. Anodene skal knyttes til strukturen via en teststasjon, for å muliggjøre nødvendige målinger for kontroll/inspeksjon Jotun Cathodics metode Generelt Jotun Cathodic Production a.s 7 /8, s. 5/ har som designgrunnlag for den katodiske beskyttelsen at den er gjort med utgangspunkt i tankenes beskyttelsesbehov, anodens egenskaper og hva som generelt er praktisk gjennomførbart. Anodene dimensjoneres med hensyn til anodeforbrukshastighet og anodestrømtilgjengelighet. Når det gjelder tankstørrelser er designberegningene basert på tankstørrelser og tankdimensjoner beskrevet i Norsk Standard NS Liggende sylindriske tanker 3 til 50 m 3 for nedgraving. Beskyttelseskriteriene baserer seg på kriterier beskrevet i NACE RP Corrosion Control of Underground Storage Tank Systems by Cathodic Protection, der en eller flere av følgende kriterier gjelder: Beskyttelsespotensial på tankoverflaten mer negativ enn -850 mv i forhold til Cu/CuSO 4 referanseelektrode. Minimum 300 mv negativ potensialendring på tankoverflaten ved tilkoplede anoder. Minimum 100 mv negativ potensialendring på røroverflaten umiddelbart etter frakopling av anoder. Dersom det er grunn til å anta økt korrosjonsrate på grunn av sulfatreduserende bakterier, bør polariseringen økes/endres med ytterligere 100 mv. Anodene for innvendig og utvendig katodisk beskyttelse er designet for minimum 30 års driftstid. Når en tank er malt eller på en annen måte belagt, vil områdene som har avskrapet eller defekt belegg være bestemmende for det totale behovet for beskyttelsesstrøm. Stål med intakt belegg vil i forhold til bart stål ha forsvinnende lite strømbehov. Ved design av katodisk beskyttelse for lange levetider, må det tas hensyn til nedbryting av maling ved elde. Beregning av anodenes strømavgang er i herværende design, basert på Ohms lov og den såkalte McCoys formel for anodemotstand, hvor anodenes areal er en avgjørende faktor. Den drivende spenningen er gitt som anodenes potensial, minus det potensial man ønsker å oppnå på tankoverflaten Innvendig beskyttelse: Den innvendige katodiske beskyttelsen er beregnet for beskyttelse av umalt stålflate. En eventuelt malt stålflate vil gi ekstra beskyttelseskapasitet og dermed lengre anodelevetid. 7 Alt som står nevnt i dette avsnittet om denne metoden er hentet fra Dokument nr SA-15,: Katodisk korrosjonsbeskyttelse av liggende, sylindriske petroleumstanker.

19 19 Anodelenkene er dimensjonert i forhold til at en gjennomsnittlig sektor innvendig i bunnen av tanken på 20 er kontinuerlig eksponert for bunnvann. Mindre bunnvann vil forlenge anodelevetiden Utvendig beskyttelse: Det er forutsatt en utvendig beleggsskade tilsvarende 1% bart stål ved installasjonstidspunktet av tankene (ca. 1 m 2 for en 50 m 3 tank) og maksimalt 10 % etter 30 år. Kapasitet og levetid for de utvendige anodene er beregnet med utgangspunkt i fuktige, marine jordforhold ( worst case ). Det vil si at i tørrere områder med høyere jordresistivitet, kan det oppnås lengre anodelevetid. Figur 4.1 viser en prinsippskisse av nedgravd ståltank (offeranoder). Figur 4.1: Prinsippskisse av katodisk beskyttelse av nedgravd ståltank i henhold til Jotun Cathodics metode /9/. Når det gjelder utførelsen av den innvendige beskyttelsen hevder Jotun Cathodic Production a.s /8, s. 7/ at en serie sinkanoder støpt rundt en stålwire (anodelenke), har vist seg som en teknisk og praktisk god løsning for innvendig beskyttelse av tankbunnen. Anodelenken legges direkte på tankbunnen over hele mantellengden. Wiren sveises eller boltes til punkter på tanken som er fri for fett, rust og andre forurensninger. Wiren er dimensjonert slik at sviktende kontakt i den ene enden kan oppstå uten at dette medfører uakseptabel reduksjon i anodelenkens strømavgang. Det benyttes en anodestørrelse som gir tilstrekkelig levetid og strøm ved benyttelse av en enkelt lenke for samtlige tanker benevnt i NS Dette gjelder dersom anodelenken monteres i hele tanken mantellengde.

20 20 Når det gjelder beskyttelse av utvendig tankoverflate, utføres den, ifølge Jotun Cathodic Production a.s /8, s. 5/, ved at 2-4 magnesiumanoder (avhengig av tankstørrelsen) installeres i jorden rundt tanken. Anodene tilkoples tanken enten direkte eller via måleskap. Ved benyttelse av måleskap kan tankens overflatepotensial, anodestrøm og anodespenning enkelt kontrolleres. Ved utvendig katodisk beskyttelse av flere, nærliggende tanker anvendes vanligvis felles måleskap for kontroll av beskyttelsen (inntil 4 tanker pr måleskap). Måleskap monteres på nærliggende vegg eller stolpe. Anodene fordeles rundt tanken, installeres på nivå med tankens nedre del og installeres med minimum 1 m avstand fra tanken. Det oppnås tilstrekkelig beskyttelse ved benyttelse av: 2 stk anoder for 3 og 6 m 2 tanker 4 stk anoder for 9 og 50 m 2 tanker Anodebehov - innvendig: For innvendig beskyttelse er anodebehovet, ifølge Jotun Cathodic Production a.s /8, s. 8/, for å oppnå tilfredsstillende katodisk beskyttelse, følgende (beregningene baserer seg på beskrevne data om tank, elektrolytt og anoder): Tank-/elektrolyttdata: Spesifikt beskyttelses strømbehov: 0,020 A/m 2 Gjennomsnittlig tankareal eksponert mot bunnvann (katodisk beskyttet areal): 20 sektor i tankbunnen Vannresistivitet: 2 Ωm Tankbelegg: Bart stål Anodedata/anodeegenskaper: Legering: Zink, US Milspec. A18001 Tetthet: 7.13 kg/dm 3 Kapasitet: 781 Ah/kg Forbrukshastighet: 11,2 kg/aår Anodeutnyttelsesfaktor: 0,9 Drivende spenning: 0,23 V Netto zinkvekt pr anode: 2,9 kg Initialt overflateareal pr anode: 0,045 m 2 Nominell startstrøm pr. anode: 0,055 A Nominell sluttstrøm pr anode: 0,008 A Ledermotstand i stålwire (Ø4 mm): 0,02 Ω/m

21 21 Innvendig anodebehov: Tankstørrelse (m 2 ): Mantellengde (m): 3,0 3,0 4,5 6,0 5,4 7,2 6,0 7,2 7,5 9,0 Beskyttet tankareal (m 2 ): 0,9 1,3 1,9 2,5 2,7 3,6 3,6 4,3 5,1 6,1 Anodebehov mhp vekt (kg.) 2,6 3,9 5,7 7,1 7,7 10,0 10,6 12,4 14,7 17,2 Anodebehov mhp strøm (ant.): 2,3 3,3 4,8 6,3 6,8 9,0 9,0 10,8 12,8 15, Anodebehov utvendig: For utvendig beskyttelse er det nødvendige anodebehovet, ifølge Jotun Cathodic Production a.s /8, s. 9/, for katodisk beskyttelse følgende (beregningene baserer seg på beskrevne data om tank, elektrolytt og anoder): Tank-/elektrolyttdata: Spesifikt beskyttelses strømbehov: 0,020 A/m 2 Prosent bart stål ved nedlegging av tank: 1 % Prosent bart stål etter 30 år: 10 % Gjennomsnittlig prosent bart stål: 5 % Jordresistivitet: 2 Ωm Tankbelegg: Normalbelegg Anodedata/anodeegenskaper: Legering: Magnesium Tetthet: 1,84 kg/dm 3 Kapasitet: 1230 Ah/kg Forbrukshastighet: 7,3 kg/aår Anodeutnyttelsesfaktor: 0,85 Drivende spenning: 0,85 V Anodeomfyllingsmasse: Gips (pulver), bentonitt og natriumsulfat. Netto magnesiumvekt pr anode: 10 kg Nominell bruttovekt pr anode: 19 kg Initielt overflateareal pr anode: 0,019 m 2 Nominell startstrøm pr. anode: 0,05 A Nominell sluttstrøm pr anode: 0,03 A Utvendig anodebehov: Tankstørrelse (m 2 ): Nom utv. tankareal (m 2 ): No. beskyttet tankareal (m 2 ): Anodebehov mhp vekt (kg.) 0,5 0,6 0,9 1,1 1,2 1,5 1,7 1,9 2,2 2,6 Anodebehov mhp strøm (ant.): 0,5 0,7 1,0 1,3 1,4 1,7 2,0 2,2 2,6 3,0

22 Måling av korrosjonsbeskyttelsen Ifølge Jotun Cathodic Production a.s /8, s. 10/ kan effekten av den utvendige katodiske beskyttelsen til enhver tid kontrolleres ved enkle strøm- og spenningsmålinger. Dersom slik kontroll utføres, kan intervallet for tilstandskontroll av tanken forlenges (jf Forskrift om tiltak for å hindre lekkasje fra nedgravd tank for brannfarlig væske klasse A fra Direktoratet for brann- og eksplosjonsvern (DBE) av 19. mars 1991). Tankens overflatepotensial (spenningspotensial som viser effekten av den katodiske beskyttelsen) måles enten ved beskyttelse av bærbare eller permanente referanseelektroder. 4.6 Aktiv beskyttelse Påtrykt strøm Generelt Den andre metoden i forbindelse med katodisk beskyttelse av nedgravde tanker er å bruke påtrykt likestrøm fra en ytre strømkilde. Likestrøm fra en likeretter strømmer gjennom jordsmonnet til strukturen fra en nedgravd elektrode. I dette tilfelle er det ikke behov for at anoden skal korrodere for å kunne gi tilstrekkelig strømstyrke til strukturen som skal beskyttes. Dermed kan anoden som avgir den påtrykte strømmen, være laget av et relativt inert materiale. Ifølge SGA 92 /4, s. 90/ er påtrykt strøm å foretrekke fremfor offeranoder ved katodisk beskyttelse av nedgravde tanker. Grunnen til dette er at den påtrykte strømmen kan justeres enkelt, hvilket innebærer at denne beskyttelsesmetoden kan tilpasses hver enkel nedgravd tank, og de aktuelle forholdene ved tanken. Videre er den elektriske motstanden eller resistiviteten i de tilbakefylte masser rundt tanken normalt så høy at offeranoder ikke blir tilstrekkelig effektive. Hvis offeranoder skal brukes, må det gjennomføres undersøkelser med hensyn på resistiviteten i jordsmonnet Aktuelle anodematerialer Ifølge CEN/TC262 /6, s. 15/ er vanlige anodematerialer, ved påtrykt strøm, følgende: silikon/jernlegeringer grafitt metalloksider ledende polymerer Valget med hensyn til anodematerial vil avhenge av den aktuelle anvendelsen av beskyttelsessystemet Nødvendig beskyttelsesspenning Ifølge SGA 92 /4, s. 92/ skal beksyttelsesstrømspenningen på hvert målepunkt på tanken og tilhørende rør normalt ligge mellom 950 og 1150 mv, målt med en koppersulfatelektrode. Spenningen skal ikke på noe punkt være høyere enn 850 mv. Den målte verdien skal korrigeres for spenningstap i jordsmonnet mellom referanseelektroden og tankens overflate.

23 23 Ifølge SGA 92 /4, s. 92/ vil antallet anoder og plasseringen av disse være avhengig av tanken som skal beskyttes, samt av jordresistiviteten. Som regel er det nødvendig med noen få anoder for hver tank, for at fullstendig beskyttelse skal oppnås. I forbindelse med visse jordsmonn, som har høy resistivitet, må en iblant benytte flere anoder for at polspenningen fra likeretteren ikke skal bli for høy. Polspenningen må ikke overstige 50 V, og den bør være lavere enn 20 V. Anoden/anodene skal plasseres dypt og helst dypere enn tankens eller rørledningens underkant. Videre bør avstanden mellom anoden og tankveggen/rørledning være minst 1 meter. Ved rørledninger som er elektrisk isolert fra tanken skal anoden plasseres på betryggende avstand fra rørledningen, slik at den ikke utsettes for skadelig sekundærpåvirkning. Avstanden mellom anoden og respektive jordingskabelen bør være minst 5 meter. Alle anoder skal pakkes inn i en omfylling av koksmasse. Anodesengen skal utformes slik at en eventuell utviklet gass på anodene (oksygen- eller klorgass) frigjøres til det fri, for eksempel ved at en fyller med grus over koksfyllingen nesten helt opp til markoverflaten Krav til likeretteren Generelt Generelt bør en ha en viss overkapasitet på alle likerettere for å få større fleksibilitet i løpet av systemets levetid, og for å hindre overbelastning. En likeretter kan imidlertid bli ødelagt av overbelastning. En overkapasitet på % over det forventete behovet blir ofte foreslått for å kompensere for spenningsfluktasjonen på nettet. En overkapasitet med hensyn til det aktuelle strømbehovet er spesielt å anbefale i forbindelse med strukturer med belegg. Belegget kan forringes over tid, og strukturen vil dermed ha høyere strømbehov, hvis korrosjonsbeskyttelsen fortsatt skal være effektiv Plassering Spesiell omtanke bør rettes mot plasseringen av likeretteren. En må vurdere plassering av likeretteren i områder som er spesielt utsatt for tilsiktet (hærverk) eller utilsiktet skade, ettersom ikke noe korrosjonsbeskyttelsessystem vil fungere, hvis likeretteren ikke er operativ. Hvis det er mulig, bør likeretteren plasseres i en sikker bygning, og på et sted som tillater regelmessig kontroll av måleapparater og indikatorlys Utstyr til likeretteren Likerettere kan skaffes med utstyr som gjør det lettere å foreta periodisk kontroll og som gir indikasjon på at anodene får strøm. Det blir foreslått at følgende utstyr bør monteres på frontpanelet på kabinettet til hver likeretter: Grønt og rødt lyssignal for å indikere korrekt/ikke korrekt drift på likeretteren Et voltmeter for å måle utgangsspenningen og utgangsstrømmen på likeretteren En ikke-tilbakestillbar klokke med en minste visbar klokkekapasistet på timer. Varselsskilt som tydelig viser at dette er en likeretter for katodisk korrosjonsbeskyttelse og at korrosjon av nedgravde strukturer kan bli resultat hvis strømmen blir slått av. En kan også i visse tilfeller ha tydelig lydalarm, hvis likeretteren ikke fungerer skikkelig.