technical product information cathodic … constant a and b for calculation of paint coatings...

6
Technical Product Information CATHODIC PROTECTION Sacrificial Anode Systems Sacrificial Anode for WILSON WALTON INTERNATIONAL® (ES) Offshore Application ALOLINE® BA-778 S Equivalent to NORSOK-M503 & GALVALUM III

Upload: doannguyet

Post on 17-Jul-2018

236 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: Technical Product Information CATHODIC … constant a and b for calculation of paint coatings breakdown factors. (DNV ‐RP‐B401 ... Microsoft Word - 0713 COMOFFSZNAL_I-SF.docx Author

 Technical Product Information                   CATHODIC PROTECTION 

        Sacrificial Anode Systems

Sacrificial Anode for WILSON WALTON INTERNATIONAL® (ES) Offshore Application  

     

 

 

 

 

ALOLINE® BA-778 S Equivalent to NORSOK-M503 & GALVALUM III

Page 2: Technical Product Information CATHODIC … constant a and b for calculation of paint coatings breakdown factors. (DNV ‐RP‐B401 ... Microsoft Word - 0713 COMOFFSZNAL_I-SF.docx Author

                   

       

Sacrificial Anodes for WILSON WALTON INTERNATIONAL® (ES) Offshore Application  

0713COMOFFSZNAL                                                        © 2013Wilson Walton International® (ES), S.A. • All rights reserved                        

Introduction  Wilson  Walton  International®  undertakes  a  wide  variety  associated  with  the British Offshore  oil  gas  industries  including  large  fabrication work  at  our main works on Teesside as well on platforms and rigs overseas. 

  If it is connected with offshore engineering then Wilson Walton International® is likely to be involved – Jackets, Modules, Floating Production Systems, Conductor Pipe Installations, Electrical Installation and Mechanical Outfitting – all are part of the comprehensive service Wilson Walton International® (ES) offers the offshore industry. 

  The  sacrificial  anode method  of  cathodic  protection  has  been  used  to  combat corrosion  of  metals  by  sea  water  for  over  150  years.  Wilson  Walton International®  leads  in  the  development  of  sacrificial  anode  system  for  use  in offshore applications and has modern foundry facilities  in the around the world, all manufacturing to the same exacting quality control procedures. 

  The Aloline® and Zincoline® range of alloys are widely accepted for offshore use and alloy designations are common throughout the WWI® Group. Wilson Walton International®  experts will  advise  on  the most  appropriate  alloy  for  any  given application  and  offer  a  full  system  design  service  if  required,  together  with commissioning, testing and monitoring services. 

Alloys  Wilson Walton  International® Group  has  developed  in  conjunction with  British Aluminum  (BACO)  the BA 778 S Aloline® aluminium alloys and  is equivalent  to GALVALUM III & NOSRSOK M503, over a long period during which their excellent performance characteristics have been widely recognised. Evidence of this can be found  in  the number of Aloline® based systems  installed on North Sea offshore structures.                                                    

Aloline® is protected by worldwide patents and is characterized by:  

• light weight • high electrical capacity – 2700 ampere hours per kilogram • high  solution  potential  –  1100  mV  negative  to  a  Ag/AgCI  seawater 

reference cell • even corrosion pattern without fissuring • stability of composition and performance during storage and service 

 These features allow substantial savings to be made, both in the cost of materials and  in  the  cost  of  installing  cathodic  protection  systems  using  anodes  cast  in Aloline® aluminium alloy.  

  The ALOLINE® of alloys based on Aluminium‐Zinc with an  Indium activator and Zinc alloys are manufactured under the trade name ZINCOLINE® 

  Wilson Walton  International®´s  standard  range of alloys  is detailed  in  the  table below. Other  alloy  formulations  or modifications  to  the  standard  alloys,  eg  in respect  of  limits  on  residual  elements  such  as  Iron,  can  be manufactured  to customer specification. 

 

 

 

2

Page 3: Technical Product Information CATHODIC … constant a and b for calculation of paint coatings breakdown factors. (DNV ‐RP‐B401 ... Microsoft Word - 0713 COMOFFSZNAL_I-SF.docx Author

    

Sacrificial Anodes for WILSON WALTON INTERNATIONAL® (ES) Offshore Application  

0713COMOFFSZNAL                                                        ©2013Wilson Walton International® (ES), S.A. • All rights reserved                          

 

Composition Aloline®  BA 778 S 

Zincoline® US Military 

Zinc  3.5 – 5.0  Balance 

Aluminium  Balance  0.1 – 0.5 

Copper  0.005 max.  0.005 max. 

Silicon  0.06 max.  ‐ 

Iron  0.15 max.  0.005 max. 

Titanium  ‐  ‐ 

Bismuth  ‐  ‐ 

Indium  0.015 – 0.04  ‐ 

Lead  ‐  0.006 max. 

Cadmium  ‐  0.025 – 0.07 

 Nominal Electromechanical Capacity (AH/Kg)  2700  780 

Nominal Solution Potential (mV)  ‐1100  ‐1050 

Density (Kg/m3)  2710  7000 

 Applications  ALOLINE®, BA 778 S 

Originally  developed  in  conjunction  with  British  Aluminium  (BACO)  to  replace magnesium   containing alloys for protection of crude carrier cargo/ballast tanks, this  alloy has proved extremely  suitable  for offshore applications  and operates even at low anode current densities and elevated temperatures. Aloline® BA 778 S is therefore recommended for use on buried pipeline, coated sub‐sea structure, semi‐submersible hulls, offshore jackets and general piled structure. 

ZINCOLINE®  Zinc alloys based on US Military A 18001  specifications are  suitable  for general sea water  applications  but  their  high  specific  gravity  and  low  electrochemical capacity makes  them  less  favoured  for  use  on  jackets  and  the  structures.  Zinc alloys  operate  over  very wide  range  of  anode  current  densities  and  in  higher resistivity waters and  saline mud, but are not  suitable  for use at  temperatures about 50ºC. Zincoline®  is  therefore  recommended  for use on coated  structures where weight is of less consideration and for buried sub‐sea pipelines at ambient operating temperatures. 

Anode Types  Sacrificial anodes types for offshore structures or pipelines are many and varied. Structural  anodes may  be  flush mounted with  flat  bar  steel  inserts  or may  be “Stand Off”  types  generally with  tubular  steel  inserts which may be  reinforced with concentric or  long elbow  reducers  to meet  structural design  requirements for  a  given  anode  location. Pipeline  anodes  in bracelet  form may be  in paired “half‐shells”  or  segment  anode  assemblies.  Bracelet  anodes  may  be  squared ended or tapered and with a variety of fixing arrangements incorporated into the insert design. 

Anodes are cast around steel inserts or cores which support the anode material, permit  attachment  to  the  structure  or  pipeline  and  provided  an  electrically continuous  path  from  structure  to  anode  surface.  Some  of  the  various anode/insert  configurations  available  are  indicated  below  and Wilson Walton International®´s experts can advise on the most appropriate anode type for any specific application. 

3

Page 4: Technical Product Information CATHODIC … constant a and b for calculation of paint coatings breakdown factors. (DNV ‐RP‐B401 ... Microsoft Word - 0713 COMOFFSZNAL_I-SF.docx Author

rof sedonA laicifircaS WILSON WALTON INTERNATIONAL® (ES) Offshore Application

0713COMOFFSZNAL ©2013Wilson Walton International® (ES), S.A. • All rights reserved

System Design The design of a cathodic protection system for offshore structures will depend on many factors such as geographical location, environmental conditions, exposed surface areas, complexity of structural members, coating quality, etc and a well engineered system will take into account all the relevant factors during detailed design. Additionally, there may be specific Class Society Authority requirements to be met.

The final design should result in anodes of the optimum net weight for design life with the necessary current output at all stages of anode consumption to meet the expected current demand. The quantity and location anode should ensure a uniform cathodic potential at all points on the structure’s surface throughout its design life although for some structures anodes may be retrofitted.

Wilson Walton International® (ES) engineers can advise on any aspect of detailed design for offshore sacrificial anode applications. Additionally there are a number of published design guides for offshore cathodic protection and some of the more relevant design parameters are detailed in the following sections.

Wilson Walton International® (ES) uses the most demanding international standards such as DNV-RP-B401/101/F103 & NORSOK 503/505/506/501/N-001.

4

Page 5: Technical Product Information CATHODIC … constant a and b for calculation of paint coatings breakdown factors. (DNV ‐RP‐B401 ... Microsoft Word - 0713 COMOFFSZNAL_I-SF.docx Author

    

Sacrificial Anodes for WILSON WALTON INTERNATIONAL® (ES) Offshore Application  

0713COMOFFSZNAL                                                        ©2013Wilson Walton International® (ES), S.A. • All rights reserved                          

Design Data  Current Densities (A/m2)   Minimum design current densities for protection of bare metal surface, as a function of “depth and 

climatic regions” based on surface water temperature (DNV‐RP‐B401; page 30)      

Tropical (> 20ºC) 

Sub‐Tropical (12 – 20ºC) 

Temperate (7 – 11ºC) 

Arctic (< 7ºC) 

Depth (m) 

Initial   Mean   Final  Initial  Mean  Final  Initial  Mean  Final  Initial   Mean  Final 

0 ‐ 30  0.15  0.07  0.10  0.17  0.08  0.11  0.20  0.10  0.13  0.25  0.12  0.17 

>30 ‐ 100 

0.12  0.06  0.08  0.14  0.07  0.09  0.17  0.08  0.11  0.20  0.10  0.13 

>100 – 300 

0.14  0.07  0.09  0.16  0.08  0.11  0.19  0.09  0.14  0.22  0.11  0.17 

>300  0.18  0.09  0.13  0.20  0.10  0.15  0.22  0.11  0.17  0.22  0.11  0.17 

   Minimum design current densities for protection of reinforcement steel (i.e. in concrete structure), as a function of “depth and climatic regions” based on surface water temperature (DNV‐RP‐B401; page 30)    

Tropical (> 20ºC) 

Sub‐Tropical (12 – 20ºC) 

Temperate (7 – 11ºC) 

Arctic (< 7ºC) 

Depth (m) 

Initial   Mean   Final  Initial  Mean   Final  Initial  Mean   Final  Initial   Mean   Final 

0 ‐ 30    0.0025      0.0015      0.0010      0.0008   

>30 ‐ 100 

  0.0020      0.0010      0.0008      0.0006   

>100     0.0010      0.0008      0.0006      0.0006   

 Recommended constant a and b for calculation of paint coatings breakdown factors. (DNV‐RP‐B401; page 30)  

Recommended a and b values for Coating Categories I, II and III Depth (m)  I 

(a = 0.10) II 

(a = 0.05) III 

(a = 0.02) 

0 ‐ 30  b = 0.10  b = 0.025  b = 0.012 

>30  b = 0.05  b = 0.015  b = 0.008 

 Sea water resistivity as a function of temperature for salinity 35 %. (DNV‐RP‐B401; page 32)  

Location  Typical Resistivity (Ohm·m) Approx. 

Tropical Seas (25ºC)  18 

North Sea (<10ºC)  27 

North Sea mud  60 – 75 

North Sea clay  75 – 110 

North Sea sand/stiff clay  110 ‐ 160 

 

 

  

5

Page 6: Technical Product Information CATHODIC … constant a and b for calculation of paint coatings breakdown factors. (DNV ‐RP‐B401 ... Microsoft Word - 0713 COMOFFSZNAL_I-SF.docx Author

                   

       

Sacrificial Anodes for WILSON WALTON INTERNATIONAL® (ES) Offshore Application  

                                                                                                                                                                                                                                                 The information shown on this publication is confidential and must not be copied nor conveyed to third parties without the express permission of Wilson Walton International® (ES), S.A.  Our continuing commitment to quality products may mean a change in specification without notice.                                                                                                                                                                                                                                                   1ª edi.1972 ‐ Rev01. 09/13                                                                                  ©2013Wilson Walton International® (ES), S.A. • Printed in Spain • All rights reserved • Vo. IN  

 

 

 

This publication is one of a series of Technical Product Information brochures on aspects of cathodic protection for offshore, landbased and marine applications. Further information about the series is available on request. 

Certain items shown on this publication are subject to worldwide patent applications. 

Esta publicación forma parte de una serie de folletos de  información técnica de productos relacionados con  la protección catódica para aplicaciones offshore, landbased  y marina. Para más información envíenos su petición. 

Algunos de los artículos que aparecen en esta publicación están patentados por todo el mundo. 

WILSON WALTON INTERNATIONAL®  

The Wilson Walton International® group incorporates companies established in the principal shipping centres of the world. This structure facilitates international manufacture of the Wilson Walton International® product range and the availability of local expertise and system design. The WWI® organisation is service orientated and geared primarily to the marine, offshore & landbased market.. 

El grupo Wilson Walton  International®  incorpora al grupo aquellas empresas situadas en  los principales centros marítimos del mundo. Esta estructura  facilita  la  fabricación  internacional de  la gama de productos de Wilson Walton  International® y  la disponibilidad de  los conocimientos  locales y el diseño de los sistemas. La organización de Wilson Walton International® está orientada al  servicio y dirigida principalmente al mercado marítimo,  offshore y landbased. 

SYSTEMS & PRODUCTS (Marine, Port Facility, Land Based & Offshore Applications) 

Sacrificial Anode Systems. ALOLINE® & ZINCOLINE® Impressed Current Systems. (ICCP) AQUAMATIC® systems for the protection of ships hulls and marine growth prevention system (MGPS) PRAICOMATIC® for sea water circuits. ALOLINE®, FERROLINE® & CUPROLINE®. 

 

 

 

Wilson Walton International® (ES), S.A. Crta. de FUENCARRAL, 44 - EDIF. 9 - LOFT 19

Tlf.: +34 91 616 44 43 – 45 59 Fax: +34 91 616 53 01 28108 – ALCOBENDAS - (MADRID) - SPAIN [email protected] www.wilsonwaltoninternational.es  

Your Local Wilson Walton International Agent/Office is / Agente Local de Wilson Walton International® (ES):  

6