Tilstedeværelse av vann / fuktighet og oksygen er en nødvendig forutsetning for korrosjon av stål

Transkript

1 1

2 Produksjon og nedbryting av stål Stål som vi ønsker å bevare Råmateriale jernmalm Rust Tilstedeværelse av vann / fuktighet og oksygen er en nødvendig forutsetning for korrosjon av stål 2

3 3 Nødvendige forutsetninger En katode: for å få korrosjon En korrosjonscelle består av: Det edle metall / legering (eller del av metall) En anode: Det uedle metall / legering En metallisk forbindelse mellom de to metaller. Leder elektrisk strøm (ved elektroner) En elektrolytt: Leder elektrisk strøm (ved ioner)

4 Et metall vil ha forskjellig korrosjonshastighet i to ulike miljøer Stål korroderer med ulik hastighet i ferskvann og i sjøvann Sjøvannet er mer aggressivt og gir kraftigere korrosjon CP and corrosion: Corrosivity_liquid11 4

5 Galvanisk spenningsrekke i sjøvann 5

6 Hva slags informasjon kan finnes fra den galvaniske spenningsrekka? Differansen i galvanisk potensial vil si oss hvilket av de to materialene som vil korrodere dersom de kobles sammen. Metallet med det mest negative potensialet vil korrodere Metallet med mest positivt potensialet vil bli beskyttet Korrosjonshastigheten avhenger av forskjellen i potensial mellom metallene Jo større potensialforskjell, desto større korrosjon. Tommelfinger-regel : En potensialforskjell mindre enn 50 mv vil ikke forårsake ytterligere korrosjon 6

7 Hvordan måle korrosjons- potensialet for en struktur Volt meter Struktur + Sjøvann Referanse elektrode 7

8 Korrosjonsbeskyttelse med maling. Barriere-effekten. Prinsipper Danner en barriere som hindrer ionevandring (dvs stopper korrosjonstrømmen). Eksempel: epoksy-malinger. Katodiske effekt. Malingen selv virker som en offeranode (galvanisk effekt). Eksempel: sink-rike malinger. Inhibierende / passiviserende effekt Malingen passiverer stålets overflate. Eksempel: malinger iblandet rustbeskyttende pigmenter. (blymønje, kromater og fosfater). 8

9 Mange malinger beskytter stålet ved å bygge opp en barriere En barriere vil øke motstanden i den galvaniske strømkretsen En tykk film gir høyere motstand enn en tynn og vil derfor beskytte stålet bedre CP and corrosion: Cell_paintprotection1 9

10 Unngå løsninger hvor støv / fuktighet samler seg Uheldig Bedre Beste løsning Fuktighet er innestengt 10

11 Korrosjonsbeskyttelse kan oppnås på mange måter: Bruke riktige materialer God design, endre miljøet, fjerne vann og fuktighet Legge inn isolasjon mellom ulike metaller Maling og / eller metalliske belegg Katodisk beskyttelse Benytte korrosjonsinhibitorer (i lukkede systemer) Forbedre tilgjengelighet for vedlikehold 11

12 Galvanisk korrosjon Forutsetninger: Vann (elektrolytt) To metaller med forskjellig potensial Elektrisk kontakt mellom metallene Viktige parametre: Arealforhold Anode - katode Elektrolyttmotstand (konduktivitet) Forskjell i galvanisk spenning Fe ++ Katode Rustfritt stål e - Anode Stål 12

13 Galvanisk korrosjon (eller bimetallisk korrosjon) Hvor sterkt angrepet er, avhenger av: Ledningsevne i elektrolytt (vannfilm) Arealforhold anode - katode Anode Katode Anode Elektrolytt med høy ledningsevne: Korrosjonsangrepet rekker langt Anode Katode Anode Elektrolytt med lav ledningdevne: Angrepet nær inntil katode Katode Anode Katode Ugunstig arealforhold: Liten anode vil korrodere hurtig 13

14 Galvanisk korrosjon i et rørsystem Gal løsning CuNi rør Støpejernsventil Varmeveksler Støpejern Offer-rør Riktig løsning Her vil ventilen angripes fra begge sider Offer-rør: Mindre edelt metall enn CuNi Vil korrodere istedenfor den kostbare ventilen 14

15 Lekkstrømkorrosjon Sveisetransformator - + Sveising ombord Kai Pontong Til jord Korrosjon Sjøvann 15

16 Katodisk beskyttelse Stål beskyttet med en offeranode 16

17 Katodisk beskyttelse Anlegg for Påtrykt strøm 17

18 Katodisk beskyttelse av stål med skade i malingen Uten katodisk beskyttelse Maling Sjøvann Rust Stål Med katodisk beskyttelse Sjøvann Maling Anode strøm Anode Stål Kalk belegg 18

19 Katodisk beskyttelse av (dårlig)) malt stål. Korrosjon i blære. Uten Katodisk Beskyttelse Maling Sjøvann Rust Stål Maling Med Katodisk Beskyttelse Sjøvann Anode strøm Anode Stål Kalk belegg 19

20 Katodisk beskyttelse kan bli brukt for å avlaste et malingsystem Intet malingsystem er 100 % perfekt Svake punkter og helligdager vil eksistere For undervannsstrukturer vil et CP system beskytte svake områder Et beskyttende kalkbelegg felles ut på ståloverflaten og reduserer korrosjonen Cp and corrosion \ Paint_and_cp1 20

21 Kombinasjon av maling og katodisk beskyttelse gir en forbedret sikkerhet 21

22 Typisk layout for et ICCP system Antall anoder og plassering av referanse elektroder kan variere med skipets størrelse og CP design 22

23 ICCP - Loggrapport avlesninger Strømbehov over tid Amp. Eksempel Systemkapasitet Grunnstøting (Malingskade) ,5 År 1. Dokking 3. Dokking 2. Dokking 23

24 Eksempel fra en grunnstøting (1 av 4) Et norsk LPG skip grunnnstøtte (var borti bunnen). Inspeksjon fra dykkere viste malingsskader på flatbunnen For å unngå alvorlige korrosjonsskader ble eieren anbefalt å dokke skipet Jotun ble kontaktet for å evalure de loggede dataene fra ICCP systemet. 24

25 Eksempel fra en grunnstøting (2 av 4) Resultatet fra ICCP log dataene Referanseelektroden viste: 180mV - 190mV. Fartøyet er godt beskyttet opp til 250mV Strøm: Økning fra 20 A to 35 A. Strømkapasitet: 150 A Spenning: Økning fra 4-5V til 7-10V Kapasiteten: 24 V 25

26 Eksempel fra en grunnstøting (3 av 4) Resultatet fra ICCP log dataene Bart stål krever 0,17 A/m 2 Strømbehovet økte med 15 A 15 A / 0,17 A/m 2 = 88m 2 bart stål. Det bare stålet ble altså godt beskyttet av ICCP systemet. Begroing ble ikke ansett for å være et problem på flatbunnen Tørrdokkingen ble kansellert og skipet fortsatte å seile!! 26

27 Eksempel fra en grunnstøting (4 av 4) Besparelse for eieren Inn og ut av tørrdokka = 4000 US Havn / kaiavgift = 540 US Frigassing = 520 US Strøm fra land = 480 US Leie 3 dager * US = US Total besparelse (eks. off trade) = US Pris for et 150 Ampere ICCP system: USD ,- eks arbeid (Norge) 27

28 Skipsskrog: Strømtetthet som funksjon av malingsskade Malingsskade Strømtetthet 2-5 % 10 ma/m % 15 ma/m % 20 ma/m % 30 ma/m % 40 ma/m % 50 ma/m 2 28

29 Katodisk beskyttelse på skip: Øvrige områder som må beskyttes Lokalisering Sjøkasse Trustertunnel Propelldyse Ror Rorflaps Antisuksjonstunnel Propell (umalt) Azimut propell Strømtetthet 40 ma/m ma/m ma/m ma/m ma/m ma/m ma/m ma/m 2 29