Rent vann tærer mer

  • Fagartikler

Ødelagte havnekonstruksjoner på grunn av oppbygging av bakteriekolonier på stålkonstruksjoner under vann, såkalt "Accelerated Low Water Corrosion" - ALWC, er et økende problem i i havnene rundt Nordsjøen.

Havnemyndighetene i mange byer har satt i gang millionprosjekter for å oppgradere og reparere byens havner.

Paradoksalt nok skyldes det økende problemet at vannet har blitt renere. For 15 år siden var problemet ukjent, men mindre forurensning i havnene gjør at bakteriekoloniene trives bedre enn noen gang.

Under de karakteristiske oransje flekkene med den like karakteristiske lukten av råtne egg, går korrosjonsprosessen for fullt, særlig i rifter og sprekker. Ofte blir ikke skaden oppdaget før et hull er dannet og utvaskingen fører til at dekket over svikter. Faren for menneskeliv er liten, men reell, og kostnaden av de materielle skadene betydelige.

Løsningen

Ved å installere et system for katodisk beskyttelse, kan den bakterielle korrosjonsprosessen forhindres i nybygg eller stoppes i eksisterende anlegg. Modellering og installasjon av anoder når veggen bygges gir langt lavere kostnader enn reparasjon og etterinstallasjon.

Korrosjon er en naturlig prosess som foregår hos alle metaller og legeringer, og hastigheten av denne prosessen påvirkes av omgivelsene. Når et metall er neddykket i sjøvann, dannes en elektrokjemisk celle ved grenseflaten mellom metalloverflate og elektrolytt (f.eks. sjø). Metallet avgir positive ioner ved overflaten, anodisk reaksjon, og de overskytende elektronene forbrukes i den katodiske reaksjonen.

Et system for katodisk beskyttelse er nødvendig for at havnekonstruksjonen skal vare så lenge som den er konstruert for. Katodisk beskyttelse undertrykker den anodiske reaksjonen ved at metalloverflaten går over til å bli katode. Den vanligste metoden er å koble stålet til en offeranode i et annet materiale (sink) som tar over den anodiske reaksjonen.

Installasjon av katodisk beskyttelse Strøm vanlig

For å beskytte spuntvegger i stål, brukes både offeranoder og systemer med påtrykt strøm. Hvert sted vil kreve en gjennomgang for å bestemme hvilken type katodisk beskyttelse som passer best.

Modellering bestemmer det mest regningssvarende antall og størrelse på anodene som skal beskytte hele spuntveggens lengde og gir en optimal og kostnadseffektiv løsning som krever minimalt vedlikehold. Her er norske fagmiljøer langt framme.

Anoden plasseres typisk i den indre delen av en spunt. Dersom dette kombineres med belegg av høy kvalitet kan spuntveggens eller pælens levetid forlenges, fordi den elektriske strømmen som er nødvendig for å beskytte strukturen reduseres, og anodens levetid forlenges.

På grunn av norsk industris ekspertise på feltet er også flere kaier beskyttet. Men det er tydelig at relativt små miljøforandringer kan gi store utslag. Etter den varme sommeren er det kanskje en idé å gå langs kaikanten med neseborene vidt åpne - på jakt etter sulfidlukt?

Mekanismen bak bakteriell korrosjon Mekanismen som fører til at bakteriene koloniserer seg og angriper metalloverflaten er kompleks og ikke fullstendig avklart. Det er identifisert fire hovedgrupper av bakterier som tar del i korrosjonsprosessen.

TRINN 1 - Syreproduserende bakterier

Syreproduserende bakterier (Acid Producing Bacteria - APB) er normalt den bakterien som først fester seg på metalloverflaten. Bakteriene forbruker oksygen. Ved, toffskifteprosessen i bakterien omvandles de tilstedeværende hydrokarbonene til organiske syrer. Disse kan opptre i form av gelé eller pasta, noe som også gir god vedheft til metalloverflaten. Syreproduserende bakterier danner en oksygenfri sone under kolonien og her vil de anaerobe bakteriene (sulfatreduserende bakterier) trives og danne en koloni.

TRINN 2 - Sulfatreduserende bakterier

Sulfatreduserende bakterier (Sulphur Reducing Bacteria - SRB) er anaerobe og kan kun eksistere i et oksygenfritt miljø. Sulfationer diffunderer inn og bakteriene forbruker oksygenet i sulfationet til å omdanne de organiske syrene. Sulfatreduserende bakterier avgir sulfidioner som hydrogensulfid, som er en korrosiv gass, løselig i vann. Hydrogensulfidet kan også oksidere videre til ren svovel.

TRINN 3 - Sulfatoksiderende bakterier

Sulfatoksiderende bakterier (Sulphur Oxidicing Bacteria - SOB) oksiderer svovel og danner svovelsyre. Dette kan føre til et svært aggressivt miljø med høy korrosjonshastighet og derav følgende metalltap. En antar at straks syren dannes er bakteriene overflødige i korrosjonsprosessen.

TRINN 4 - Jernutfellende Bakterier

Jernutfellende bakterier (Iron Precipitating Bacteria - IPB)er karakterisert ved utfelling av jern og manganhydroksider som danner et hardt belegg over bakteriene. Disse metallavsetningene kan danne avluftingsceller som fører til økt groptæring (pitting). Når bakterier av denne typen angriper metall overflaten, kan resultatet sees i form av blærer eller utvekster kjent som rustknoller.