Corrosie van bijvoorbeeld het wapeningsmetaal in beton, ook onder de waterlijn, kan op een elektrolytische manier uitgeschakeld worden, door het inbouwen van een kathodische beschermingsconstructie met "'vreemdstroom" of met een "opofferingsanode".
Bij al ontstane wapeningsschade herstelt kathodische bescherming (KB) niet de functie van de wapening. Daarom is soms een combinatie met herstelmethoden noodzakelijk, waarna kathodische bescherming preventief werkt tegen corrosie. Wel kan bij lokale betonrot dat deel hersteld worden en middels kathodische bescherming verder corroderen vermeden worden.
Soms wordt deze methode gecombineerd met een coating.
Principe "vreemdstroom"
Chemische reacties kunnen worden gestuurd door er een elektrische stroom op te leggen. Door elektronen in de wapening te brengen ("vreemdstroom" of "opgelegde stroom") wordt het potentiaal van het wapeningsstaal verlaagd waardoor er geen corrosie meer kan plaatsvinden. Het wapeningsstaal wordt met behulp van een gelijkspanningsstroom kunstmatig negatiever gehouden waardoor het staal van een anode tot een kathode wordt gemaakt. De stroombron wordt afgesteld om de juiste hoeveelheid die geleverd moet worden. Dit dwingen van het staal in een kathodefunctie noemen we kathodische bescherming.
principe vreemdstroom (ervas): |
| 1. transformator/gelijkrichter 2. meet en regelapparatuur 3. koolstof inboor anode 4. kathodeverbinding op wapening 5. anode verbinding 6. beton elektrolyt |
Principe "opofferingsanode"
Bij galvanische KB wordt de wapening verbonden met een zelfopofferende anode. Het betreffende materiaal, een onedel metaal zoals bijvoorbeeld zink of aluminium, genereert daarbij zelf de benodigde beschermstroom zodra het in contact met de wapening wordt gebracht (zie foto "preventie" hieronder). In een dergelijk KB-systeem is dus geen externe stroombron en geen bekabeling nodig. Deze methode kan uitsluitend een preventieve maatregel zijn omdat ze wordt aangebracht vóór het storten van het beton. Groot voordeel van de opofferingsanode is dat er geen extra stroombron nodig is.
Ook Kwaaitaal- en Mantra-vloeren (zie betoncorrosie) kunnen, na reparatie, van galvanische KB worden voorzien.
preventie, aanbrengen opofferingsanode (nebest): |
Gebruik
Naast preventie van betonrot is kathodische bescherming bijvoorbeeld bijzonder geschikt voor damwandconstructies die in een getijdengebied staan (zeewater tast beton en staal aan). Daar waar sanering of vernieuwing te kostbaar is, wordt ook kathodische bescherming toegepast. Zink en magnesium worden ook wel gebruikt als opofferingsanode voor de bescherming van het stalen onderwatergedeelte van schepen. (Denk er wel aan dat er zich geen magnesiumoxide tussen het staal en het magnesium mag bevinden omdat er anders geen stroom loopt en er dus geen kathodische corrosiebescherming is.)
Kathodische bescherming bij stalen leidingen e.d.
Boilers zijn voorzien van een opofferingsanode die de kuip tegen corrosie beschermt.
Kathodische bescherming komt ook voor bij ondergrondse stalen pijpleidingen, boorplatforms, steigers, ondergrondse olietanks, rioolzuiveringsinstallaties en filters in drinkwaterinstallaties.
kathodische bescherming van een ondergrondse stalen transportleiding (stedin):
De term kathode is ontleend aan het Engelse cathode (kathode), een door de Engelse natuurkundige Michael Faraday (1791-1867) in 1834 geïntroduceerd neologisme op basis van het Griekse kathodos (weg omlaag, terugweg), dat gevormd is uit kata- (neer, omlaag) en het zelfstandig naamwoord hodos (weg). Zo is door Faraday op een vergelijkbare manier het woord anode ontleend aan het Griekse anodos (heenweg), dat gevormd is uit ana- (omhoog) en het hodos (weg). Bron Etymologiebank.
Met dank aan Ervas, Nebest, Hemubo en Stedin.
Eng. cathodic protection, electrolytic protection
