Der kathodische Schutz (CP) ist eine elektrochemische Technik zur Abschwächung der äußeren Korrosion an erdverlegten Metallrohrleitungen. Während duktile Gussrohre mit hochwertigen Zink- oder Polyurethanbeschichtungen oft ihre geplante Lebensdauer ohne CP erreichen, rechtfertigen bestimmte Bedingungen ihre Anwendung. In diesem Artikel wird erläutert, wann und wie CP auf Rohrleitungen aus duktilem Gusseisen angewendet wird.
Für duktile Gussrohre, die in Böden mit einem spezifischen Widerstand über 3.000 Ohm·cm und mit intakten Beschichtungen verlegt werden, ist CP im Allgemeinen nicht erforderlich. CP wird jedoch unter drei Bedingungen empfohlen: Bodenwiderstand unter 1.000 Ohm·cm (sehr aggressiv), Vorhandensein von Streuströmen von nahegelegenen Gleichstrom-Transitsystemen oder Schweißarbeiten oder Rohrleitungen, die sich im Umkreis von 50 Metern um bestehende CP-Systeme für Stahlrohrleitungen befinden, wo Störungen möglich sind.
Es stehen zwei CP-Systemtypen zur Verfügung: Opferanode und eingeprägter Strom. Opferanoden aus Magnesium oder Zink werden für Rohrleitungen aus duktilem Gusseisen bevorzugt, da ihre Betriebsspannung niedrig ist und das Risiko eines Überschutzes, der zur Ablösung von Beschichtungen führen könnte, verringert wird. Magnesiumanoden werden typischerweise in Böden mit einem spezifischen Widerstand zwischen 1.000 und 5.000 Ohm·cm verwendet, während Zinkanoden in Böden mit niedrigerem spezifischem Widerstand unter 1.000 Ohm·cm eine bessere Leistung erbringen. Fremdstromsysteme mit externen Stromquellen und Anoden aus Graphit oder gemischten Metalloxiden sind für sehr große Projekte oder bei starken Streustromstörungen reserviert.
Das Schutzkriterium für Sphäroguss unter CP ist ein Polarisationspotential von -850 mV relativ zu einer Kupfer/Kupfersulfat-Referenzelektrode, gemessen mit IR-Tropfenkompensation. Ein Überschutz über -1.100 mV sollte vermieden werden, da eine übermäßige Wasserstoffentwicklung zu einer Wasserstoffversprödung hochfester Komponenten führen kann.
Hersteller sollten sich mit Korrosionsingenieuren abstimmen, um die CP-Anforderungen auf Projektbasis -für-zu ermitteln. Vor dem Entwurf sind Feldtests auf Bodenwiderstand und Redoxpotential obligatorisch.