Sådan fungerer et aktivt ICCP-anodesystem

Katodisk korrosionsbeskyttelse med påtrykt strøm i varmtvandsbeholdere

En aktiv anode anvender ICCP (Impressed Current Cathodic Protection), altså katodisk beskyttelse med en eksternt genereret strøm. Formålet er at styre de elektrokemiske reaktioner på beholderens indvendige ståloverflade, så metallet holdes inden for et beskyttet potentialeområde.

AnodeTech omhandler kompakte elektroniske titananodesystemer til private og kommercielle varmtvandsbeholdere. ICCP beskriver her princippet med påtrykt strøm; maritime anlæg, rørledninger og betonkonstruktioner følger andre dimensioneringsregler og standarder.

I modsætning til en magnesiumanode, som beskytter ved selv at blive opløst, leverer ICCP-systemet den nødvendige beskyttelsesstrøm fra en ekstern strømforsyning. En potentiostat regulerer strømmen ud fra faktiske målinger i beholderen.

Sammenlign med magnesiumanode →
Se tilgængelige systemer →

Det elektrokemiske princip

Korrosion i en varmtvandsbeholder er en elektrokemisk proces. Selv en god emaljebelægning har mikroskopiske porer og beskadigede områder, hvor stål kan komme i kontakt med vand og opløst ilt.

På disse steder opstår lokale anodiske og katodiske områder. Metalatomer afgiver elektroner og går i opløsning, så stålet gradvist bliver tyndere. Grubetæring kan udvikle sig dybt, længe før skaden kan ses udefra.

ICCP flytter stålets elektrokemiske tilstand i katodisk retning. En kontrolleret beskyttelsesstrøm dæmper oxidationsreaktionerne på de ubeskyttede stålpunkter og hjælper med at opretholde det nødvendige beskyttelsespotentiale.

Systemets hovedkomponenter

Titanelektrode med blandingsoxidbelægning

Elektroden inde i beholderen består af titanium med en katalytisk aktiv blandingsoxidbelægning (MMO). Belægningen overfører beskyttelsesstrømmen til vandet uden, at selve titanet fungerer som forbrugelig offeranode.

Elektroden er dimensionsstabil under normale driftsforhold og betegnes derfor også som en DSA-elektrode (Dimensionally Stable Anode).

• Ingen kontinuerlig opløsning af elektrodemateriale
• Stabil aktiv overflade ved langvarig drift
• Fås i forskellige længder til forskellige beholderstørrelser
• Flere elektroder kan anvendes i store eller komplekse beholdere

Potentiostat og styreenhed

Potentiostaten måler beholderens elektrokemiske tilstand, beregner den nødvendige beskyttelsesstrøm og regulerer automatisk den strøm, der leveres til elektroden.

• Måling under reelle beholderforhold
• Beregning af nødvendigt strømniveau
• Automatisk regulering af udgangen
• LED-indikator til visuel kontrol

Reguleringen bygger ikke på én fast strømværdi. Potentiostaten fungerer som en interrupter og skifter mellem måle- og beskyttelsesfaser i intervaller på millisekunder.

Måle- og reguleringscyklussen

ICCP-systemets arbejdscyklus gentages kontinuerligt:

• Beskyttelsesstrømmen afbrydes kortvarigt for måling
• Systemet måler beholderens polarisationspotentiale
• Potentiostaten sammenligner målingen med målområdet
• Den nødvendige strøm tilføres via titanelektroden
• Cyklussen starter igen efter få millisekunder

I målefasen fungerer elektroden midlertidigt som sensorelement. Styreenheden regulerer derfor ud fra beholderens respons og ikke kun ud fra en antaget vandkvalitet.

Den hurtige regulering hjælper med at undgå både utilstrækkelig beskyttelse og overbeskyttelse. Det er vigtigt, når ledningsevne, temperatur eller varmtvandsforbrug ændrer sig.

Hvorfor bruges der ikke en fast strøm?

Én fast strøm passer ikke til alle beholdere. Strømbehovet afhænger blandt andet af den eksponerede ståloverflade, tankens geometri, varmevekslere og vandets elektriske ledningsevne.

For lav strøm kan efterlade dele af beholderen utilstrækkeligt beskyttet. For høj strøm kan give unødvendige elektrokemiske bivirkninger. Derfor er automatisk regulering en central del af ICCP-princippet.

Tilpasning til vandforhold

• Lav ledningsevne: den galvaniske strøm fra en magnesiumanode kan blive for lille
• Hårdt vand: kalk og aflejringer kan hæmme traditionelle anoder
• Skiftende drift: temperatur og vandudskiftning ændrer strømbehovet

ICCP-systemet justerer udgangen efter den målte tilstand og er derfor mindre afhængigt af faste antagelser om vandet.

Elektrodeplacering og elektrisk isolering

Elektroden skal være omgivet af vand og må ikke berøre beholdervæggen, en varmevekslerspiral eller andre metaldele. Kontakt vil kunne kortslutte beskyttelseskredsløbet.

Elektroden monteres gennem en isoleringsbøsning eller en isoleret gennemføring. Stelkablet forbindes separat til blankt metal på beholderen, så måling og strøm følger den planlagte vej gennem vandet.

Permanent strøm og overvågning

Potentiostaten er konstrueret til kontinuerlig drift. Energiforbruget er lavt, men uden netspænding dannes der ingen beskyttelsesstrøm.

Potentiostaten skal være permanent tilsluttet. Ved længerevarende afbrydelse er ICCP-beskyttelsen ikke aktiv.

• LED gør det muligt at kontrollere normal drift eller fejl
• Et kort strømsvigt giver normalt ikke øjeblikkelig beholderskade, men beskyttelsen er afbrudt under udfaldet
• Ved fejl kontrolleres først vandniveau, stelforbindelse, kabler og elektrodeisolering

Kompatible beholdere

• Emaljerede varmtvandsbeholdere af stål
• Beholdere af rustfrit stål med en dertil beregnet styreenhed
• Beholdere med én eller flere varmevekslere
• Lodrette og vandrette beholdere, når der er tilstrækkelig fri plads til elektroden

Dimensioneringen afhænger af volumen, materiale, indvendigt areal og antal varmevekslere. Se tekniske specifikationer og vejledende valg.

Konklusion

En ICCP-aktiv anode er ikke blot en elektrisk erstatning for en magnesiumstav. Det er et reguleret korrosionsbeskyttelsessystem, som måler beholderens tilstand og leverer den nødvendige strøm.

I visse varmtvandsbeholdersystemer er 2,3 V og 1,9 V nominelle setpunkter i potentiostaten for bestemte konfigurationer, ikke universelle beholderpotentialer. Den faktiske drivspænding og beskyttelsesstrøm afhænger af model, vandets ledningsevne, beholderens geometri og producentens godkendelse.

Planlagt udskiftning af en offeranode er ikke nødvendig, men systemet er vedligeholdelseslet og ikke helt vedligeholdelsesfrit: LED, kabler og forbindelser skal kontrolleres efter producentens anvisninger. Elforbruget afhænger af model og driftsforhold.

Hvor det fremgår af modellens datablad, har styreenheden beskyttelsesisolering klasse II. Klasse II er ikke en IP-klassificering.

DIN 4753-3 er relevant for korrosionsbeskyttelse af emaljerede varmtvandsbeholdere, men overensstemmelse og dimensionering skal bekræftes for den præcise beholder-anodekombination. Volumen alene er ikke tilstrækkelig til valg.

Se ICCP-systemer →
Læs installationsvejledningen →
Få teknisk rådgivning →