Kathodische bescherming

Betekenis

Kathodische bescherming is een techniek waarbij het potentiaal van staal kunstmatig negatiever wordt gehouden zodat het staal functioneert als kathode en corrosie stopt of wordt vertraagd. De methode kan elektrolytisch uitgevoerd worden met een opgelegde stroom ("vreemdstroom") of door gebruik van een zelfopofferende anode ("opofferingsanode"). Kathodische bescherming herstelt echter niet de mechanische functie van reeds aangetaste wapening; vaak is combinatie met herstelwerk noodzakelijk.

Toepassing

Kathodische bescherming wordt toegepast om verdere corrosie van staal en wapening te voorkomen.

• Preventieve bescherming van wapening in nieuw gestort beton met opofferingsanode.
• Bescherming van damwandconstructies in getijdengebieden.
• Behandeling wanneer sanering of vernieuwing te kostbaar is.
• Bescherming van het stalen onderwatergedeelte van schepen, boilers, ondergrondse pijpleidingen, boorplatforms, steigers, ondergrondse olietanks, rioolzuiveringsinstallaties en filters in drinkwaterinstallaties.
• Na lokale betonreparatie van betonrot kan kathodische bescherming verdere corrosie vermijden; ook Kwaaitaal- en Mantra-vloeren kunnen na herstel van galvanische KB worden voorzien.
• Combinatie met een coating komt soms voor.

Aandachtspunten

• Voer herstel van reeds aangetaste wapening uit wanneer de structurele functie is aangetast; KB herstelt die functie niet.
• Stel bij systemen met opgelegde stroom de stroombron en meet- en regelapparatuur af op de juiste beschermstroom.
• Realiseer dat opofferingsanodes uitsluitend preventief zijn en doorgaans vóór het storten van het beton worden aangebracht.
• Bij gebruik van magnesium als opofferingsanode vermijden dat er magnesiumoxide tussen anode en staal aanwezig is, aangezien dat de stroomoverdracht blokkeert.
• Kies het systeem (vreemdstroom of galvanisch) op basis van toepassing, bereik en beschikbare voorzieningen.

Werking / principe

Principe "vreemdstroom"

• Kernprincipe: elektronen inbrengen in de wapening via een externe gelijkstroombron zodat het staal negatiever wordt en niet meer corrodeert.
• Belangrijke onderdelen:
  1. transformator / gelijkrichter
  2. meet- en regelapparatuur
  3. koolstof inboor anode
  4. kathodeverbinding op de wapening
  5. anodeverbinding
  6. beton als elektrolyt
• De externe stroombron dwingt het staal in een kathodefunctie; de beschermstroom wordt ingesteld op de vereiste waarde.

Principe "opofferingsanode"

• Kernprincipe: de wapening elektrisch verbinden met een onedel metaal (opofferingsanode) dat spontaan stroom levert doordat het zichzelf opoffert.
• Kenmerken:
  • Geen externe stroombron of bekabeling nodig.
  • Meestal materiaalkeuze: zink, aluminium of magnesium.
  • Wordt voornamelijk preventief toegepast door plaatsing vóór betonstorting.
  • Groot voordeel is het ontbreken van een externe voedingsbron; nadeel is het beperkte toepassingsmoment en -bereik.

Etymologie

De term kathode is ontleend aan het Engelse cathode en het Griekse kathodos (weg omlaag), analoog aan anode van het Griekse anodos (heenweg); de termen dateren uit werk van Michael Faraday (1791–1867).