Offshore-Ölplattform und Offshore-Windenergie

Bei Offshore-Windkraftprojekten werden die in Meerwasser getauchten Gründungspfähle durch Meerwasser korrodiert. Um die Lebensdauer von Stahlpfählen zu erhöhen, ist es unumgänglich, diese mit einem Korrosionsschutz zu versehen. Derzeit handelt es sich hauptsächlich um eine Kombination aus physikalischem Korrosionsschutz (Beschichtungen) und elektrochemischem Korrosionsschutz (kathodischer Schutz).

Das Prinzip des kathodischen Schutzes besteht darin, dem Metall eine große Anzahl von Elektronen zuzuführen, sodass sich das gesamte geschützte Metall in einem Zustand des Elektronenüberschusses befindet und alle Punkte auf der Metalloberfläche das gleiche negative Potenzial erreichen.

Der kathodische Schutz besteht derzeit hauptsächlich aus zwei Schemata: Beim einen handelt es sich um den kathodischen Opferanodenschutz und beim anderen um den kathodischen Schutz mit eingeprägtem Strom.

Kathodischer Schutz mit kathodischem Opferanodenschutz

Opferanodenschutzmethode:

Bei der Opferanodenmethode handelt es sich um eine Technik, die ein Metall oder eine Legierung mit einem aktiveren Potenzial als dem des zu schützenden Metalls elektrisch mit dem zu schützenden Metall verbindet. Der durch die kontinuierliche Korrosion und Auflösung des Metalls erzeugte Strom wird zum Schutz anderer Metalle genutzt.

Die Opferanode im Meerwasser besteht hauptsächlich aus einer Aluminiumlegierung.

• Vor- und Nachteile:
• Vorteile:

Die Opferanodenschutzmethode ist eine einmalige-Investition und erfordert im Betrieb grundsätzlich keine Wartungskosten. Die Auslastung des Schutzstroms ist relativ hoch und ein Überschutz tritt nicht auf.

• Nachteil:

1. Das Fahrpotenzial ist gering. Nach der Anlagerung von Meeresorganismen und der Entstehung anodischer Korrosion wird der Einstellbereich des Schutzstroms immer enger. Auf den Stahlpfählen müssen zahlreiche Opferanoden angeschweißt werden.
2. Die wirksame kathodische Schutzdauer ist durch die Lebensdauer der Opferanode begrenzt und beträgt in der Regel 10 bis 15 Jahre.
3. Während des Schutzprozesses wird eine große Menge Schwermetallverschmutzung in die Ozeane freigesetzt. Die Installation war zeitaufwändig und mühsam, wodurch der Stahlpfahlkörper zusätzlich belastet wurde.
4. Der allgemeine kathodische Schutz kommt vor allem dann zum Einsatz, wenn die Beschichtung des Stahlpfahlkörpers im späteren Stadium beschädigt ist und ein späterer Austausch nahezu unmöglich ist.

Beeindruckte aktuelle kathodische Schutzmethode:

Bei der kathodischen Schutzmethode mit eingeprägtem Strom wird eine Gleichstromversorgung in Reihe in den Stromkreis eingefügt und mit Hilfe einer Hilfselektrode Gleichstrom an das zu schützende Metall angelegt, um einen Schutz zu erreichen.

Das eingeprägte kathodische Schutzsystem ist auf der Grundlage verschiedener Fundamentstrukturen von Windkraftanlagen angeordnet und konzipiert und bietet eine umfassende und optimierte Designlösung sowie die beste Schutzwirkung für die Ausrüstung von Offshore-Windkraftprojekten.

• Vor- und Nachteile:
• Vorteile:

1. Es verfügt über eine hohe Antriebsspannung und kann die Ausgabe des kathodischen Schutzstroms in einem weiten Bereich flexibel steuern.
2. Es ist auch in rauen korrosiven Bedingungen oder Umgebungen mit hohem Widerstand einsetzbar. Der Schutzbereich ist groß. Wenn die Qualität der Korrosionsschutzbeschichtung der Rohrleitung gut ist, können zwei Sätze kathodischer Fremdstromschutzsysteme den gesamten Stahlpfahl schützen.
3. Das kathodische Fremdstromschutzsystem ist auf eine lange Lebensdauer ausgelegt und kann über einen langen Zeitraum Schutz bieten.
4. Es verursacht keine Umweltverschmutzung. Durch das eingeprägte kathodische Schutzsystem werden keine schwermetallischen Schadstoffe ins Meer freigesetzt.
5. Es ist einfach zu installieren und erfordert lediglich die Installation einer Flanschverbindung, ohne dass eine Schweißinstallation erforderlich ist.

• Nachteil:

1. Im Betrieb kommt es nicht ohne eine externe Stromversorgung aus und benötigt das ganze Jahr über eine kontinuierliche Stromversorgung.
2. Beim Betrieb kathodischer Schutzanlagen ist eine strenge professionelle Wartung und Verwaltung erforderlich.

Zusammensetzung des eingeprägten kathodischen Schutzsystems:

• Transformatorgleichrichter

• Hilfsanode

• Referenzelektrode

• Fernüberwachungssystem