Kathodischer Korrosionsschutz von Stahl in Beton

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Kathodischer Korrosionsschutz von Stahl in Beton Die Dokumentation ist Voraussetzung für zukünftige Inspektionen, Unterhaltungs- oder Reparaturmaßnahmen, Beschaffung von Ersatzteilen und die Instandhaltung. 6 Betrieb und Instandhaltung Für den Betrieb und die Instandhaltung eines kathodischen Korrosionsschutzsystems müssen Intervalle und Verfahren für Inspektionen festgelegt werden. Die Intervalle sind dabei abhängig vom Bauwerkstyp, der Dimension des kathodischen Korrosionsschutzsystems, Art und Verlässlichkeit der Stromquelle, der Umgebung und möglicher mechanischer Einwirkungen und können daher variieren. Dagegen könne Systeme mit elektronischer Datenerfassung bzw. Datenübertragung Inspektionsintervalle verlängern, da die Prüfungen automatisch stattfinden. Die Inspektionen des Systems unterteilen sich in Funktionsprüfungen und Funktionsüberwachungen. Die Funktionsprüfung beinhaltet die Funktionsüberprüfung aller Untersysteme der KKS-Anlage, Messung der Austrittsspannung und der Stromstärke sowie die Auswertung der Daten und sollte in einem Intervall von maximal 3 Monaten durchgeführt werden. Die Funktionsüberwachung beinhaltet die Messung des Abschaltpotentials und des Potentialabfalls, eine vollständige Sichtprüfung des Korrosionsschutzsystems, die Auswertung der Daten sowie eventueller Anpassung des Schutzstromes und sollte alle 3 bis 12 Monate durchgeführt werden [1]. Wie bereits erwähnt sind Potentialmessungen stark von Temperatur und Feuchtigkeit des Probekörpers abhängig. Inspektionen bei kalten Temperaturen (unter 0° C) sind daher zu vermeiden. 7 Lebensdauer des Systems Das kathodische Korrosionsschutzsystem kann eigentlich nur auf zwei Möglichkeiten unterbrochen werden und zwar wenn einerseits eine Störung in der Stromversorgung vorliegt oder wenn die Aktivschicht der Anode nicht mehr arbeitet. Sollte es tatsächlich zu einem Ausfallen der Verkabelung oder der Gleichrichter kommen, so wäre diese Störstelle relativ einfach aufzuspüren und könnte schnell behoben werden. Die empfindlichen Teile werden deshalb auch auf Putz montiert, damit sie im Notfall schnell ausgetauscht werden können. Der Ausfall der Aktivschicht erfordert jedoch eine genauere Betrachtung. Wie schon beschrieben besitzt die Anode eine Oxidbeschichtung, die ihr aufgrund ihrer thermodynamisch nicht stabilen Struktur ihre Aktivität und lange Lebensdauer verleiht. Die Aktivschicht kann nur durch zwei Möglichkeiten deaktiviert werden. Bei der ersten Möglichkeit bildet sich eine Zwischenschicht aus nichtleitendem TiO2 zwischen dem Titan und der Aktivschicht. Hierzu ist zu sagen, dass dieser Prozess nur bei sehr hohen Stromdichten von ca. 10 000 A/m² (bei Elektroden für die Stahlbandverzinkung) eintritt und deshalb bei der Anwendung im Stahlbetonbau keine Rolle spielt. Auch Angriffe durch Säurebildung, die ebenfalls zur Passivierung durch TiO2-Bildung führen könnten, sind auszuschließen, da die Anode im Zement alkalisch geschützt ist und somit die Säurebildung verhindert wird. Seite 20
Kathodischer Korrosionsschutz von Stahl in Beton Sinnvoll ist es daher nur, den Abtrag der Aktivschicht als lebensdauerbegrenzend anzusehen. Um die ungefähre Lebensdauer von Anoden zu berechnen, sind sogenannte Schnelltests notwendig. Bei diesen Tests werden Anoden zum Beispiel in einer Natriumhydroxidlösung mit einem Schutzstrom betrieben, der um das tausendfache höher ist als der normal verwendete Schutzstrom von ca. 20 mA/m². Dadurch lässt sich ein 50 jähriger Betrieb einer Anode in wenigen Tagen simulieren. Diese Tests werden von den Anodenherstellern meistens selber durchgeführt, wie es zum Beispiel bei der Firma HERAEUS der Fall ist. Laut den Versuchsergebnissen der Firma HERAEUS erreichen die von ihnen hergestellten Titanoden eine Lebensdauer von 50 Jahren und mehr bei normaler Stromdichte. Seite 21
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