Projektinitiativ #16: Miljövänligt katodiskt skydd ( 1 kommentar)

I princip samtliga fartyg och offshorekonstruktioner i världen korrosionsskyddas genom en kombination av rostskyddsmålning och katodiskt skydd. Katodiskt skydd kan åstadkommas antingen med offeranoder eller med påtryckt ström.

Mari Sparr presenterar initiativ #45 på programkonferensen Metalliska material 2017

I vissa delstater i USA råder förbud mot att använda zinkanoder. Man vill minska skadlig metallspridningen i haven. Zinkanoderna innehåller också kadmium, ca 0,05%. Anodförbrukningen för ett normalt handelsfartyg ligger på ca 2 ton per år vilket ger ett kadmiumutsläpp på ca 1 kg/år. Alternativet, påtryckt ström, innebär att skyddsströmmen matas från en likriktare. Anoderna är i detta fall inerta och utgörs av plattor av titan belagda med ädelmetalloxider. Anodreaktionen utgörs till största delen av klorgasutveckling som orsakar stor skada på levande organismer genom bildandet av giftiga klororganiska föreningar. Vattenverken och massaindustrin använde tidigare klor för desinfektion av dricksvatten respektive som blekmedel. För att minska utsläpp av klororganiska föreningar använder nu vattenverken kloramin eller, i vissa fall, klordioxid som desinfektionsmedel. Skogsindustrin har av samma skäl helt övergått till blekning med klordioxid eller klorfria blekmedel. Några motsvarande krav har dock inte ställts på fartygsnäringen men kan mycket väl komma, speciellt i känsligare hav och sjöar såsom Östersjön. Vårt förslag på lösning till detta ”miljöproblem” är att kombinera de båda skyddsmetoderna. Genom att använda järn/stål, istället för belagd titan, som anoder i system för påtryckt ström undviks klorgasutveckling och utsläppet blir järnjoner som är mi ljöneutrala. Offeranoder bultas eller svetsas direkt på skrovet medan anoder för påtryckt ström måste anslutas till kablar via skrovgenomföringar. Att ha en påtrycktström-anod som förbrukas kräver nya tekniska lösningar. För att förbättra strömspridningen placeras en isolerande sköld runt anoden. Kommer detta även att krävas runt en stor stålanod? Vilken form bör anoden ha för att förbrukas jämnt osv.

I ett första steg utförs teoretiska beräkningar och elektrokemiska provningar (Swerea KIMAB). Därefter inleds ett samarbete med ett företag som levererar system för påtryckt katodiskt skydd på världsmarknaden (t.ex. Corrpro, Savcor eller BAC). Baserat på de grundläggande undersökningarna tas ingenjörsmässiga lösningar fram. Om utförda provningar visar att speciella krav bör ställas på stålet i anoderna (sammansättning osv) inbjuds stålleverantör till konsortiet och patent övervägs. Slutligen kommersialiseras produkten.

Det nya systemet kommer inte att kunna konkurrera med dagens system med inerta anoder pga högre kostnader, större vikt och kortare livslängd. Hänsyn måste tas till den miljömässiga vinsten. För detta krävs troligen strängare lagstiftning varför syftet med utvecklingsprojektet är att ligga tidigt framme på en marknad som, av miljöskäl, bedöms uppstå inom en inte allt för avlägsen framtid.

Katodiskt skydd tillämpas också på kajer, broar och tunnlar. Eftersom utsläppskällan i detta fall är permanent lokaliserad torde kraven inträda tidigare i dessa fall. Bytet av anodmaterial är dessutom, för dessa applikationer, mindre praktiskt komplicerat.

Namn Bertil Sandberg
Organisation Swerea KIMAB

Kommentar #1

"För att förbättra strömspridningen placeras en isolerande sköld runt anoden. Kommer detta även att krävas runt en stor stålanod? Vilken form bör anoden ha för att förbrukas jämnt osv. I ett första steg utförs teoretiska beräkningar och elektrokemiska provningar (Swerea KIMAB)."

Detta föreslagna projekt passar bra ihop med initiativ #30 om process-simulering med inslag av multi-fysik med bl a form-optimering av anod och sköld.

Namn jesper oppelstrup
Organisation NEOKO AB, Innoxinetix AB