In Europa zijn nagenoeg alle stalen transportleidingen voor gas, ruwe olie en aardolieproducten en, in toenemende mate, waterleidingen kathodisch beschermd tegen corrosie. Corrosie is de ongewenste aantasting van een metaal door een chemische of elektrochemische reactie met zijn omgeving.

Voor een aantal objecten, zoals onder andere ondergrondse stalen tanks, stalen transportleidingen voor aardolieproducten en stalen transportleidingen voor hoge druk gas, is KB wettelijk verplicht.

Het principe van kathodische bescherming.

De uitwendige bescherming van stalen leidingen en ondergrondse tanks d.m.v. onder andere coatings (verf) bewijst zich al vele jaren.

Tegenover de actieve kathodische bescherming staat de bescherming door middel van coatings, passieve bescherming genoemd.

Op een volledige en zekere bescherming tegen corrosie door coatings, in welke vorm dan ook, kan men echter niet rekenen. Beschadigingen, poriën en scheuren in deze coatings zijn niet te vermijden waardoor er altijd plaatsen blijven waar de corrosie normaal voortgang vindt.

Kathodische bescherming is een techniek waarmee, ook op de (onbekende) plaatsen waar de coating faalt, een betrouwbare bescherming tegen corrosie kan worden geboden.

Door de kathodische bescherming worden elektronen aan het te beschermen metaal toegevoerd. Deze elektronen dekken de benodigde elektronen voor de reductie van de aan het metaaloppervlak aanwezige zuurstof af. Daardoor wordt het potentiaal van het metaal zover negatief gemaakt dat het in oplossing gaan van positieve metaalionen niet meer mogelijk is. Op plaatsen waar voorheen een anodische reactie plaatsvond volgt nu een kathodische reductie van diffunderend zuurstof. Het gehele oppervlak van het te beschermen metaal wordt nu een voor corrosie onaantastbare kathode, dat wil zeggen, het metaal is kathodisch beschermd en corrosie vindt niet meer plaats.

Door nu door middel van kathodische bescherming het potentiaal van de stalen leiding te verlagen tot minstens -850 mVolt en maximaal -1.600 mVolt wordt een volledige bescherming tegen corrosie op de stalen leiding gerealiseerd.

Door diverse invloeden van buitenaf zoals onder andere:

• Zwerfstroom beïnvloeding door gelijkstroom tractiesystemen van trams, metro’s en (1500 Volt) treinen,
• Wisselstroomcorrosie door wisselstroom hoogspanningsverbindingen zoals onder andere tractiesystemen van (25kV) treinenkan de bescherming van een kathodisch beschermd object teniet gedaan worden en dienen (zonodig) gepaste maatregelen worden genomen.

Gelijkstroomtractie: risico op zwerfstromen in buisleidingen

Daar waar een leiding in de buurt van een spoor-, metro of tramlijn met een gelijkstroom tractiesysteem komt te liggen is bijzondere aandacht vereist in verband met de mogelijkheid van Zwerfstromen. Bij dit soort gelijkstroomtractie functioneren de rails als geleider van de retourstroom van trein, metro of tram. Aangezien deze rails nooit volledig geïsoleerd kunnen worden van de bodem, zoals de praktijk ervaring leert, zal een deel van deze retourstroom als Zwerfstroom door de bodem terugvloeien naar het voedingsstation. Vooral bij natte rails en bodem zal deze stroom toenemen. Door het defect raken van doorslagveiligheden bij portaal – spoorstaafverbindingen kunnen zwerfstromen aanzienlijk toenemen.

Afhankelijk van de situering van de leiding t.o.v. de rails kan een deel van de zwerfstroom de leiding als geleider gebruiken. Op bepaalde plaatsen zal deze stroom de leiding dan intreden, op andere plaatsen zal deze stroom weer uit de leiding uittreden. Met name op de plaatsen waar de stroom uit de leiding treedt kunnen gevaarlijke situaties ontstaan. De uittredende stroom heeft een tegengesteld resultaat tot gevolg als KB en heeft versnelde corrosie tot gevolg.

Uitgebreide, registrerende, metingen kunnen dan noodzakelijk zijn om een inzicht te verkrijgen in de aard en ernst van de zwerfstromen. Uit de resultaten van de metingen kunnen te nemen maatregelen worden vastgesteld en doorgevoerd. In een aantal gevallen dienen de Zwerfstromen middels een drainageverbinding (DC drainage) naar de rails terug gevoerd te worden. Binnen het vakgebied van KB is onderzoek naar en bestrijding van zwerfstromen een bijzondere vorm van interferentie. Veel vakkennis door onderzoek en praktijkervaring is noodzakelijk om bestrijding van Zwerfstromen.

Wisselstroomtractie: risico op inductieve beïnvloeding

Één van de grote voordelen van een wisselstroom tractiesysteem is dat Zwerfstromen niet meer voorkomen. Echter een ander gevaar steekt de kop op: Inductieve beïnvloeding en weerstandbeïnvloeding.

Hierdoor kunnen te grote aanraakspanningen ontstaan in onder andere kabelverbindingen, op hekwerken en in stalen leidingen. In stalen leidingen kan door de Inductieve beïnvloedingzelfs Wisselstroomcorrosieontstaan omdat door gebreken fouten in de coating de wisselstroom bij het uittreden uit de leiding buismateriaal meeneemt.

Te grote aanraakspanningen op bijvoorbeeld hekwerken kunnen worden voorkomen door dit soort metalen objecten te aarden of te sectioneren.

Bij stalen leidingen is dit niet mogelijk aangezien door het aarden van de leiding niet alleen de ongewenste wisselstroom uit de leiding verdwijnt maar ook de gewenste KB-stroom. Door het toepassen van zogenaamde AC-drainages (ook wel wisselstroomdrainages genoemd) wordt de wisselstroom uit de leiding gehaald maar wordt de KB-stroom in de leiding gehouden.

Het berekenen van AC-drainages dient door deskundigen te geschieden waarbij alle hoogspannings beïnvloedingsbronnen in de omgeving van een stalen leiding in de berekeningen worden meegenomen.