Waarom coating en kathodische bescherming elkaar versterken
Een veelvoorkomende misvatting is dat een goede coating kathodische bescherming overbodig maakt, of omgekeerd dat kathodische bescherming een alternatief vormt voor een degelijk coatingsysteem. In werkelijkheid versterken beide systemen elkaar. Een coating vormt de eerste fysieke barrière tussen staal en elektrolyt. Kathodische bescherming biedt vervolgens actieve bescherming op plaatsen waar de coating beschadigd, verouderd of onvolmaakt is.
Voor ondergrondse en ondergedompelde staalconstructies is de combinatie van beide daarom vaak de meest betrouwbare én economische oplossing.
Een goede coating verlaagt de stroombehoefte
Kathodische bescherming moet enkel stroom leveren aan de delen van het staal die elektrisch contact maken met het elektrolyt. Hoe beter de coating, hoe kleiner het actief blootgestelde oppervlak en hoe lager de benodigde beschermstroom.
Dat heeft directe voordelen voor de dimensionering van het KB-systeem:
- lager benodigd vermogen van de gelijkrichter;
- minder of kleinere anodes;
- lager anodeverbruik;
- langere levensduur van het systeem;
- lagere investerings- en exploitatiekosten.
Daarom wordt bij het ontwerp rekening gehouden met de verwachte toestand en degradatie van de coating gedurende de volledige levensduur van de installatie. Een goede coating maakt kathodische bescherming dus niet overbodig, maar juist efficiënter.
Waarom een coating alleen niet volstaat
Geen enkel coatingsysteem blijft gedurende tientallen jaren gegarandeerd volledig defectvrij. Beschadigingen kunnen ontstaan tijdens transport, montage, aanvulling van sleuven, onderhoudswerken of gewoon door veroudering. Ook kleine pinholes of lokale defecten kunnen voldoende zijn om staal rechtstreeks aan het elektrolyt bloot te stellen. Bij aanwezigheid van zwerfstromen kunnen zulke kleine defecten zelfs bijzonder kritisch worden. Wanneer vrijwel het volledige staaloppervlak elektrisch geïsoleerd is door de coating, kan een externe gelijkstroom slechts via een beperkt aantal defecten tussen staal en elektrolyt worden uitgewisseld. Vooral plaatsen waar stroom van het staal naar het elektrolyt uittreedt zijn gevaarlijk. Daar ontstaat anodische metaaloplossing. Hoe kleiner het beschikbare uittredeoppervlak, hoe groter de lokale stroomdichtheid kan worden. Een zeer klein coatingdefect kan daardoor lokaal een veel hogere corrosiesnelheid vertonen dan een groot homogeen blootgesteld oppervlak.
Faraday maakt het risico tastbaar
De relatie tussen elektrische stroom en metaalverlies volgt uit de wet van Faraday.
Voor ijzer dat anodisch oplost als Fe²⁺ komt een continue anodische stroom van:
1 A gedurende één jaar overeen met ongeveer 9,13 kg ijzerverlies.
Dat betekent niet dat iedere ampère die door een leiding loopt automatisch zoveel corrosie veroorzaakt. Het gaat specifiek om de anodische stroom die via het staal naar het elektrolyt uittreedt.
De oppervlakte waarover die stroom verdeeld wordt, bepaalt vervolgens hoe geconcentreerd het metaalverlies optreedt. Wanneer dezelfde stroom via één klein coatingdefect wordt afgevoerd, kan daar een zeer hoge lokale aantastingssnelheid ontstaan.
Dit is precies waarom een goede coating op zichzelf geen volledige bescherming tegen elektrische interferentie of lokale corrosie biedt.
Coating en KB vullen elkaar aan!
De functies van beide systemen zijn verschillend maar complementair:
Coating beperkt zoveel mogelijk het contact tussen staal en elektrolyt. Kathodische bescherming beschermt het staal waar dat contact toch aanwezig is.
De coating verlaagt dus de benodigde beschermstroom, terwijl kathodische bescherming de onvermijdelijke zwakke punten en toekomstige degradatie van de coating opvangt. Voor kritische ondergrondse en ondergedompelde staalconstructies vormt die combinatie de basis van een robuuste, efficiënte en duurzame corrosiebeschermingsstrategie.