APCE PLivorno. PoliLaPP. Protezione catodica ad anodi galvanici. Marco Ormellese
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1 Protezione catodica ad anodi galvanici Marco Ormellese Laboratorio di Corrosione dei Materiali P. Pedeferri Dip. Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica G. Natta Politecnico di Milano
2 Protezione catodica (PC) La PC è una tecnica elettrochimica per prevenire e controllare la corrosione attraverso la diminuzione del potenziale di una struttura metallica (il catodo) mediante l applicazione di una corrente continua sistemi a corrente impressa sistemi ad anodi galvanici
3 PC a corrente impressa
4 PC ad anodi galvanici
5 PC ad anodi galvanici (vantaggi) Il più impiegato in acqua di mare piattaforme serbatoi petroliere sea-line scafi di navi Nessuna fonte di energia Distribuzione di corrente uniforme Nessuna manutenzione in esercizio
6 PC ad anodi galvanici (svantaggi) Corrente erogata modesta Lavoro motore modesto Installazione costosa se fatta dopo la messa in opera Strutture nude richiedono molti anodi Non efficace in ambienti a elevata resistività
7 Materiali anodici Leghe metalliche meno nobili della struttura da proteggere Zinco Alluminio Ferro per la PC di strutture in acciaio inossidabile e rame Magnesio Reazione anodica Consumo del metallo
8 Materiali anodici Anodi di alluminio Al Al e - Usati per le piattaforme Anodi di zinco Zn Zn e - Usati per le tubazioni sottomarine Con fluidi caldi meglio usare leghe Al-In
9 Materiali anodici Potenziale di lavoro Diverso dal potenziale di corrosione libera Forza motrice Erogazione anodica Capacità (A h/kg) Consumo (kg / A anno) Numero di anodi
10 Anodi galvanici Zn Al Fe Peso atomico 65,38 26,97 55,85 Densità (g/cm 3 ) 7,14 2,70 7,80 Peso equivalente 32,69 8,99 27,93 Consumo teorico (kg/a anno) 10,69 2,94 10,00 Capacità teorica (A h/kg) Potenziale di lavoro (V) Efficienza 95% 95% 90%
11 Processo catodico H 2 O + O 2 + 4e - = 4OH - Riduzione di ossigeno Processo alcalinizzante Precipitazione del deposito calcareo
12 Processo catodico H 2 O + O 2 + 4e - = 4OH - Riduzione di ossigeno Processo alcalinizzante Precipitazione del deposito calcareo
13 Anodi galvanici: metalli puri???
14 Leghe anodiche
15 Leghe anodiche
16 Leghe anodiche
17 Qualità degli anodi Caratteristiche non conformi posso avere gravi conseguenze economiche: sostituzione degli anodi sicurezza degli impianti (piattaforme petrolifere, metanodotti, petroliere) Controllo qualità degli anodi composizione chimica proprietà elettrochimiche (potenziale e capacità) esame metallografico difetti di fabbricazione
18 Qualità degli anodi Standard internazionali raccomandano le modalità di esecuzione delle prove e i criteri di accettazione NACE RP0398 Metallurgical and inspection requirements for cast sacrificial anodes for offshore application DNV RP 401 Cathodic protection design EN Sacrificial anodes for cathodic protection in seawater
19 Prove elettrochimiche
20 Leghe di zinco
21 Inversione di polarità (T > 50 C)
22 Leghe di alluminio Potenziale più negativo dello zinco Maggiore lavoro motore Elevato equivalente elettrochimico Libera 3 elettroni per ogni ioni sciolto Maggiore capacità teorica Basso peso Leghe ternarie Al-Zn-Hg Al-Zn-In
23 Leghe di alluminio
24 Leghe di alluminio: temperatura
25 Leghe di alluminio: temperatura
26 Anodi di ferro
27 Materiali anodici
28 Dimensionamento anodico Scelta dell anodo Verificare l erogazione della corrente I prot = ΣI a Verificare la massa richiesta Durata del sistema anodico
29 Erogazione anodica
30 Erogazione anodica Ia E = R
31 Erogazione anodica Ia E R Potenziale di protezione E prot = V AAC Potenziale di lavoro dell anodo E a, Zn = V AAC E a, Al = V AAC Lavoro motore E Zn = 200 mv E Al = 250 mv = E = E prot Ea
32 Resistenza anodica: R a
33 Anodi di alluminio
34 Slender anode di alluminio
35 Piattaforma Tiffany
36 Retrofitting Fango marino ANODE POD slender anodes Cavi di collegamento jacket
37 Anodi a bracciale di zinco
38 Anodi a bracciale di zinco
39 Anodi a bracciale di zinco
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