Allmän information om korrosion och katodiskt skydd
Katodiskt skydd är en elektrokemisk metod som används för att skydda metalliska strukturer från korrosion. Det är en effektiv teknik som används i olika branscher för att förlänga livslängden på metaller och minska risken för korrosionsskador.
Vid katodiskt skydd appliceras en extern strömkälla, vanligtvis en likriktare, på den metalliska strukturen som ska skyddas. Strömmen genererar en elektrokemisk reaktion som gör att strukturerad metall fungerar som katod och förhindrar korrosion.
En viktig komponent i katodiskt skydd är användningen av offeranoder, som är mer elektronegativa än den skyddade metallen. Offeranoden, vanligtvis tillverkad av zink, magnesium eller aluminium, utsätts för korrosion i stället för den skyddade metallen. Detta beror på att offeranoden blir anoden i det elektrokemiska systemet och lockar korrosiva angrepp till sig själv. Genom att offra sig själva skyddar offeranoderna den skyddade metallen från korrosionsskador.
För att tillämpa katodiskt skydd på en metallisk struktur krävs en korrekt dimensionering och installation av strömkälla och offeranoder. Det är också viktigt att övervaka och underhålla katodiskt skyddssystem regelbundet för att säkerställa att det fungerar effektivt över tiden.
Katodiskt skydd används i en mängd olika tillämpningar, inklusive olje- och gasindustrin, vatten- och avloppsbehandling, marin miljö, pipelines och korrosiva miljöer. Det är en kostnadseffektiv metod för att skydda metalliska strukturer och förlänga deras livslängd.
Sammanfattningsvis är katodiskt skydd en elektrokemisk teknik som använder offeranoder och en extern strömkälla för att skydda metalliska strukturer från korrosion. Genom att applicera rätt skyddssystem kan man minska korrosionsskador och förlänga livslängden hos metaller i olika industriella tillämpningar.
Korrosion - vad är det och hur skyddar vi metaller mot det?
Alla konstruktionsmetaller är oädla
Korrosion är en utmaning som årligen kostar samhället ca 100 miljarder kronor, vilket motsvarar ca 2,5 gånger Sveriges årsbudget för Hälsovård, sjukvård och social omsorg.
Ofta är korrosion ett problem p g a val av fel material och inte sällan används ”rostfria stål” i konstruktioner som extra trygghet för lång livslängd och sänkt livscykelkostnad helt i onödan. Rostfria stål finns i en mängd olika kvalitéer och är oftast beroende av en specifik hantering eller miljö för att uppnå just detta – rostfritt. De rostfria stålens specifika egenskaper och legeringar är dessutom ett dyrt materialval, ofta helt utan några fördelar i underhåll och livslängd.
I förhållande till rostfria stål blir i princip alla andra konstruktionsmetaller så kallade offeranoder då stål, segjärn, gjutjärn etc är mindre ädla än de rostfria legeringarna. Detta innebär att dessa mindre ädla metaller kommer att offra sig om de får metallisk kontakt med det rostfria stålet och befinner sig i en elektrolyt (mark, vatten eller betong) som kan leda de galvaniska strömmarna mellan metallerna.
Begreppet galvaniska strömmar upptäcktes redan år 1780 av Luigi Galvani och runt 1820 använde Sir Humphry Davy denna kunskap för att skydda kopparplåtarna, på fartygens skrov i den Brittiska flottan, med järntackor. Det galvaniska korrosionsskyddet har sedan dess varit avgörande för fartygsindustrin och är fortfarande en grundförutsättning i fartygskonstruktioner.
I takt med att nya material har utvecklats har nya lösningar anspelat på att utgöra en fullgod metod för att häva, och förhindra, korrosion – faktum kvarstår att naturlagarna inte går att ändra på – metaller som inte är ädla korroderar och ädla metaller är sällan bra konstruktionsmetaller och dessutom alldeles för dyra för att använda på detta sätt.
Vad är katodiskt korrosionsskydd?
Som nämnts ovan är katodiskt korrosionsskydd en metod med vilken man hindrar metallkonstruktioner från att korrodera. Metoden innebär att en svag likström matas till den metallyta som ska skyddas. Vid ytan sker då reaktioner i elektrolyten (vattnet) runt metallen som medför att metallen inte korroderar. KKS är en så kallad elektrokemisk metod. Det innebär att det är elektroner inblandade i processen samt att det sker kemiska reaktioner. Detta förhållande används för att styra skyddet.
Grundprincipen kan beskrivas så här:
- När en stycke metall sänks ner i en elektrolyt (vanligtvis vattenlösning) kommer metallens yta att börja korrodera.
- Om ett stycke av en annan metall sänks ner i elektrolyten, kommer även det att korrodera. Kanske med en annan hastighet, men det korroderar.
- Om metallerna nu får direktkontakt med varandra, eller helt enkelt kopplas ihop, kommer korrosionsförloppet att ändras dramatiskt. Den ena metallen kommer att korrodera snabbare, medan korrosionen på den andra metallen kommer att minska eller närmast upphöra. Galvanisk korrosion har uppstått.
Det som bestämmer vilken av metallerna som kommer att få ökad, respektive minskad korrosion är metallernas olika ädelhet i förhållande till varandra. Om man till exempel kopplar ihop koppar och järn kommer järnet att korrodera mer och kopparytan mindre.
Att metaller är olika ädla i förhållande till varandra är alltså nyckeln. Den metall som ska skyddas kopplas samman med en metall som är mindre ädel och därför korroderar lättare. Konstruktionen som ska skyddas kallas skyddsobjekt. Metallen som korroderar kallas offeranod. Den yta som skyddas kallas katod. På utombordsmotorer tillverkas den utbytbara trimfenan oftast av zink, och fungerar därmed som offeranod vilken tar på sig den korrosion som annars skulle skada riggen.
Anod och katod samt elektrolyten som omger ytorna utgör en elektrokemisk cell som genererar en elektisk ström. Man kan också uttrycka sig så att katoden strömmatas – det kommer ström i form av laddade molekyler, joner, från anodytan till katodytan. Den ström som kommer till ytan tas om hand av molekyler i vattnet runt om katoden och denna yta blir intakt. Offeranoden korroderar och ”offras”. (källa: Potential för skydd av den gömda metallen, Sveriges Kommuner och Landsting, 2007).
Skydd mot korrosion - Passivt (coating/ytskydd)
Passivt korrosionsskydd skiljer sig markant från aktivt. Där den största skillnaden är syftet. Passivt skydd (ytskydd som coating, färg m.m) verkar som en barriär mot yttre element som vatten,syre och bakterierier. Katodiskt korrosionsskydd med påtryckt ström kräver inget ytskydd men blir bra mycket effektivare med ett.
Att enbart förlita sig på ytskydd i korrosiva miljöer som till havs, i mark och i kloridinträngda betongmiljöer är enligt oss att hoppas på det bästa.
Den absolut tryggaste och mest effektiva korrosionsförebyggande metoden i mark,vatten och betong idag är ytskikt tillsammans med katodiskt skydd.
Certifikat
