Accelerated life test method of mixed metal oxide anodes for cathodic protection — Part 1: Application in concrete

ISO 19097-1:2018 specifies accelerated life test method of mixed metal oxide anodes for impressed current cathodic protection used in concrete. The accelerated life test results can be used to compare the durability of the anodes and to evaluate whether the anodes can comply with required specifications of design life expectancy at rated current output. ISO 19097-1:2018 is also applicable to other anode systems that are used as impressed current anodes embedded in concrete with suitably modified apparatus to hold anodes of different geometry.

Méthode d'essai accéléré de durabilité des anodes à oxydes métalliques mixtes pour la protection cathodique — Partie 1: Application dans le béton

ISO 19097-1:2018 spécifie une méthode d'essai accéléré de durabilité des anodes à oxydes métalliques mixtes pour la protection cathodique par courant imposé utilisées dans le béton. Les résultats de l'essai accéléré de durabilité peuvent être utilisés pour comparer la durabilité des anodes et pour évaluer si elles peuvent satisfaire aux exigences requises concernant la durée de vie de calcul visée au débit d'anode spécifié. Il est possible d'appliquer également l' ISO 19097-1:2018 à d'autres systèmes anodiques qui doivent être utilisés en tant qu'anodes à courant imposé noyées dans du béton, avec un appareillage modifié de manière appropriée pour maintenir des anodes de géométries différentes.

General Information

Status
Published
Publication Date
07-Feb-2018
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
08-Feb-2018
Completion Date
08-Feb-2018
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ISO 19097-1:2018 - Accelerated life test method of mixed metal oxide anodes for cathodic protection
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ISO 19097-1:2018 - Méthode d'essai accéléré de durabilité des anodes a oxydes métalliques mixtes pour la protection cathodique
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 19097-1
First edition
2018-02
Accelerated life test method of mixed
metal oxide anodes for cathodic
protection —
Part 1:
Application in concrete
Méthode d'essai accéléré de durabilité des anodes à oxydes
métalliques mixtes pour la protection cathodique —
Partie 1: Application dans le béton
Reference number
ISO 19097-1:2018(E)
ISO 2018
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ISO 19097-1:2018(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2018

All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may

be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting

on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address

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Published in Switzerland
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ISO 19097-1:2018(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 Test method ............................................................................................................................................................................................................... 2

4.1 Principle ........................................................................................................................................................................................................ 2

4.2 Test solutions ........................................................................................................................................................................................... 2

4.2.1 General...................................................................................................................................................................................... 2

4.2.2 Sodium chloride (NaCl) solution ........................................................................................................................ 2

4.2.3 Sodium hydroxide (NaOH) solution ................................................................................................................ 3

4.2.4 Simulated pore water in sand ............................................................................................................................... 3

4.2.5 Other testing solutions ............................................................................................................................................... 3

4.3 Test apparatus ......................................................................................................................................................................................... 4

4.4 Test specimens ........................................................................................................................................................................................ 4

4.5 Test conditions ........................................................................................................................................................................................ 5

4.6 Continuity of tests ................................................................................................................................................................................ 7

4.7 Treatment of specimens after test ......................................................................................................................................... 7

5 Reporting test results ...................................................................................................................................................................................... 8

6 Application of results ....................................................................................................................................................................................... 8

Annex A (informative) Typical apparatus for accelerated life test ....................................................................................... 9

Annex B (informative) The typical testing results of mixed metal oxide anode ..................................................11

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................14

© ISO 2018 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 19097-1:2018(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following

URL: www .iso .org/ iso/ foreword .html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 156, Corrosion of metals and alloys.

A list of all the parts in the ISO 19097 series can be found on the ISO website.
iv © ISO 2018 – All rights reserved
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ISO 19097-1:2018(E)
Introduction

Impressed current cathodic protection (ICCP) is an effective method to control corrosion of metallic

structures immersed in seawater, brackish water and fresh water or buried in soil. ICCP is also

widely applied to prevent steel reinforcement in concrete from corrosion in marine or other chloride

contaminated environment.

Mixed metal oxide (MMO) anodes have been widely taken as impressed current anodes in the ICCP

system due to their good electrocatalytic activity, low consumption rate, long service life, light weight,

malleability, high ratio of performance to cost, and wide suitability for different electrolytes.

Durability is one of the most important properties of MMO anodes. ISO 19097 (all parts) examines

the accelerated life test method of MMO anodes for cathodic protection to evaluate the anode’s ability

to achieve an expected lifetime. The accelerated lifetime can also be used to compare the stability

of different MMO anodes. This document is applicable to MMO anodes intended for use in concrete.

This method is not intended to give the exact service life of the anodes in the practical applications,

but to provide users and manufacturers of MMO anodes a way to evaluate whether the designed life

expectancy can be achieved.
[1]

Large portions of this document were derived from NACE International Standard TM0294-2016 .

© ISO 2018 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 19097-1:2018(E)
Accelerated life test method of mixed metal oxide anodes
for cathodic protection —
Part 1:
Application in concrete
1 Scope

This document specifies accelerated life test method of mixed metal oxide anodes for impressed current

cathodic protection used in concrete. The accelerated life test results can be used to compare the

durability of the anodes and to evaluate whether the anodes can comply with required specifications of

design life expectancy at rated current output.

This document is also applicable to other anode systems that are used as impressed current anodes

embedded in concrete with suitably modified apparatus to hold anodes of different geometry.

2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 679, Cement — Test methods — Determination of strength
ISO 8044, Corrosion of metals and alloys — Basic terms and definitions
3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 8044 and the following apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
3.1
mixed metal oxide anode

impressed current anode for cathodic protection consisting of conductive coating of mixed metal oxides

formed on titanium substrate

Note 1 to entry: The most common mixture used for cathodic protection is iridium oxide and tantalum oxide.

Exact compositions may vary.
3.2
accelerated life

lifetime of mixed metal oxide anode (3.1) under accelerated testing conditions, usually in the specific

electrolyte applied with large current density

Note 1 to entry: The total period of testing until the deactivation of the mixed metal oxide anode is taken as the

accelerated life.
© ISO 2018 – All rights reserved 1
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ISO 19097-1:2018(E)
3.3
cell voltage
voltage between anode and cathode in a single cell
3.4
charge density
product of applied current density multiplied by operating time
3.5
ripple

alternating current (AC) component in the output of a direct current (DC) power supply, arising within

the power supply from incomplete filtering or from commutator action in a DC generator

4 Test method
4.1 Principle

The accelerated life testing of mixed metal oxide anode is conducted in specific simulated environments

at a much higher current density than experienced in usual working conditions. This can shorten the

period of time to deactivation of the anode significantly.

This document includes two parts of a test method for evaluating the anode material.

Test Method Part A is designed to evaluate whether the mixed metal oxide anode material can meet

an expected lifetime criterion. It is possible that an anode may suffer from current reversal caused by

erroneously connecting as a cathode or other reasons during the initial stage in practice. Therefore,

current reversal testing should be conducted for a period of time before the later testing to ensure the

ability of the anode to survive a brief current reversal.

Test Method Part B is a quicker test to ensure that a sample from a particular batch of anode material is

suitable. It shall only be conducted on samples of a product that has passed Test Method Part A for the

required design life.
4.2 Test solutions
4.2.1 General

Accelerated life testing cannot be conducted in concrete because testing at high-current levels results

in premature failure of the concrete as the test electrolyte. Accelerated life testing shall therefore be

conducted in an aqueous solution. The following clauses give instructions for the preparation and use

of the simulated concrete electrolyte in Test Method Part A, and test solutions in Test Method Part B.

All the chemicals used are reagent grade and water is distilled or deionized. All the solutions shall be

freshly prepared for each test.
4.2.2 Sodium chloride (NaCl) solution

A mass of 30,0 g ± 0,1 g sodium chloride shall be added to a 1,0 l volumetric flask, then about 500 ml of

distilled or deionized water added to the above. The solution shall be swirled in the flask until the NaCl

crystals are totally dissolved. More distilled or deionized water shall be added to the level of the 1,0 l mark

in the flask to produce a concentration of 30 g/l NaCl solution. The solution shall be thoroughly mixed.

In the cathodic protection for reinforced concrete structures like bridge piers and pilings in marine or

chloride contaminated environment, the mixed metal oxide anode is exposed to the solution containing

chloride ions. So sodium chloride solution is used to simulate these environments and test the ability of

the mixed metal oxide anodes to tolerate chlorine evolution reaction.
2 © ISO 2018 – All rights reserved
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ISO 19097-1:2018(E)
4.2.3 Sodium hydroxide (NaOH) solution

An amount of 40,0 g ± 0,1 g sodium hydroxide shall be slowly added to a 1,0 l volumetric flask containing

approximately 500 ml of distilled water or deionized water. The solution shall be swirled until the NaOH

is totally dissolved. This reaction is exothermic and generates heat. More distilled water or deionized

water shall be filled in the flask just under the 1,0 l level and the solution shall be left to cool to room

temperature. Finally, the flask shall be filled to the 1,0 l mark with distilled water or deionized water to

form the solution of 40 g/l NaOH. The solution shall be thoroughly mixed.

In new reinforced concrete, the pH of electrolyte solution is high with little contamination of chloride in

the environment. This solution is used to simulate actual environment in new concrete and to measure

the ability of the anode to tolerate oxygen evolution reaction, which is more favoured at low level of

chloride contamination experienced with fresh overlays.
4.2.4 Simulated pore water in sand

A mass of 26,3 g ± 0,1 g sodium hydroxide, 10,74 g ± 0,1 g potassium hydroxide, 34,35 g ± 0,1 g potassium

chloride and 2,15 g ± 0,01 g calcium hydroxide shall be dissolved in 1,0 l of distilled water or deionized

water one by one in a flask, stirred until no solid left to form the simulated concrete pore solution. The

composition by mass of the simulated pore water used shall be as follows:
a) 0,20 % Ca(OH) ;
b) 3,20 % KCl;
c) 1,00 % KOH;
d) 2,45 % NaOH;
e) 93,15 % distilled or deionized water.

Fine natural silica sand (270 μm to 380 μm) shall be obtained in accordance with ISO 679. The test

cell shall first be filled with enough sand to cover the anode completely after the electrodes and

Luggin probe are in place. The simulated pore water shall then be added to displace any air and fill the

remainder of the cell.

The electrolyte available to the embedded mixed metal oxide anode in a cured concrete structure

is pore water. This solution tests the ability of the anode to tolerate the actual concentrations of the

pore water components and any possible synergistic effects imposed by these components. The use of

fine sand to encompass the electrode, eliminating convective mixing, tests the ability of the anode to

tolerate the situation most closely simulating its operation in cured concrete.
4.2.5 Other testing solutions

The composition of the electrolyte used for Test Method Part B shall be suitable to force the reaction

of oxygen evolution at the anode. The ionic concentrations shall be suitable to provide sufficient

conductivity in the solution to avoid excessive voltage requirements for the power supply.

Some suitable solutions are as follows:
— 1 M sulfuric acid (H SO );
2 4
— 1 M sodium sulfate (Na SO );
2 4
— 180 g/l sodium sulfate with 0,1 N sulfuric acid to maintain pH at 1.
© ISO 2018 – All rights reserved 3
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ISO
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 19097-1
Première édition
2018-02
Méthode d'essai accéléré de
durabilité des anodes à oxydes
métalliques mixtes pour la protection
cathodique —
Partie 1:
Application dans le béton
Accelerated life test method of mixed metal oxide anodes for cathodic
protection —
Part 1: Application in concrete
Numéro de référence
ISO 19097-1:2018(F)
ISO 2018
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ISO 19097-1:2018(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en oeuvre, aucune partie de cette

publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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Publié en Suisse
ii © ISO 2018 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 19097-1:2018(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d'application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1

4 Méthode d'essai ..................................................................................................................................................................................................... 2

4.1 Principe ......................................................................................................................................................................................................... 2

4.2 Solutions pour essai ........................................................................................................................................................................... 2

4.2.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 2

4.2.2 Solution de chlorure de sodium (NaCl) ........................................................................................................ 3

4.2.3 Solution d'hydroxyde de sodium (NaOH) ................................................................................................... 3

4.2.4 Eau interstitielle simulée dans du sable ...................................................................................................... 3

4.2.5 Autres solutions d'essai ............................................................................................................................................. 4

4.3 Appareillage d'essai ............................................................................................................................................................................ 4

4.4 Éprouvettes ................................................................................................................................................................................................ 5

4.5 Conditions d'essai................................................................................................................................................................................. 5

4.6 Continuité des essais ......................................................................................................................................................................... 8

4.7 Traitement des éprouvettes après essai ........................................................................................................................... 8

5 Rapport des résultats des essais .......................................................................................................................................................... 9

6 Application des résultats ............................................................................................................................................................................. 9

Annexe A (informative) Appareillage type pour essai accéléré de durabilité ........................................................10

Annexe B (informative) Résultats d'essais types obtenus sur une anode à oxydes

métalliques mixtes ..........................................................................................................................................................................................12

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................15

© ISO 2018 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 19097-1:2018(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.

L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/ directives).

L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/ brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion

de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/ avant -propos.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 156, Corrosion des métaux et alliages.

Une liste de toutes les parties de la série ISO 19097 peut être consultée sur le site web de l’ISO.

iv © ISO 2018 – Tous droits réservés
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ISO 19097-1:2018(F)
Introduction

La protection cathodique par courant imposé (PCCI) est une méthode efficace pour contrôler la

corrosion de structures métalliques immergées dans l’eau de mer, l’eau saumâtre et l’eau douce ou

enterrées dans le sol. La PCCI est également largement appliquée à la prévention de la corrosion des

armatures en acier dans le béton exposé aux environnements marins ou à d’autres environnements

contaminés par des chlorures.

Les anodes à oxydes métalliques mixtes (MMO) sont largement utilisées comme anodes à courant

imposé pour les systèmes de PCCI du fait de leur bonne activité électro-catalytique, de leur faible vitesse

de consommation, de leur longue durée de vie, de leur poids léger, de leur malléabilité, de leur rapport

performance sur coût élevé et de leur large compatibilité d’emploi avec les différents électrolytes.

La durabilité est l'une des propriétés les plus importantes des anodes MMO. La norme ISO 19097 (toutes

les parties) traite de la méthode d’essai accéléré de durabilité des anodes de protection cathodique à

oxydes métalliques mixtes (MMO) destinée à évaluer leur capacité à atteindre une durée de vie visée.

L'essai accéléré de durabilité peut également être utilisé pour comparer la stabilité de différentes anodes

MMO. Le présent document est applicable aux anodes MMO destinées à être utilisées dans du béton. La

présente méthode n'a pas pour but d'indiquer la durée de vie exacte des anodes dans les applications

pratiques, mais de fournir aux utilisateurs et aux fabricants d'anodes MMO un moyen d'évaluer si la

durée de vie spécifiée lors des étapes de conception peut être atteinte.

D'importants passages du présent document proviennent de l'International Standard NACE TM0294-

[1]
2016 .
© ISO 2018 – Tous droits réservés v
---------------------- Page: 5 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 19097-1:2018(F)
Méthode d'essai accéléré de durabilité des anodes à oxydes
métalliques mixtes pour la protection cathodique —
Partie 1:
Application dans le béton
1 Domaine d'application

Le présent document spécifie une méthode d'essai accéléré de durabilité des anodes à oxydes

métalliques mixtes pour la protection cathodique par courant imposé utilisées dans le béton. Les

résultats de l'essai accéléré de durabilité peuvent être utilisés pour comparer la durabilité des anodes

et pour évaluer si elles peuvent satisfaire aux exigences requises concernant la durée de vie de calcul

visée au débit d'anode spécifié.

Il est possible d'appliquer également le présent document à d'autres systèmes anodiques qui doivent

être utilisés en tant qu'anodes à courant imposé noyées dans du béton, avec un appareillage modifié de

manière appropriée pour maintenir des anodes de géométries différentes.
2 Références normatives

Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des exigences

du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non

datées, la dernière édition du document de référence (y compris les éventuels amendements) s’applique.

ISO 679, Ciment — Méthodes d’essai — Détermination de la résistance mécanique
ISO 8044, Corrosion des métaux et alliages — Termes principaux et définitions
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 8044 ainsi que les

suivants s'appliquent.

L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp

3.1
anode à oxydes métalliques mixtes

anode de protection cathodique par courant imposé constituée d’un revêtement conducteur à oxydes

métalliques mixtes déposé sur un substrat en titane

Note 1 à l'article: Le mélange le plus courant utilisé pour la protection cathodique est composé d'oxyde d'iridium

et d'oxyde de tantale. La composition exacte du revêtement peut varier.
© ISO 2018 – Tous droits réservés 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 19097-1:2018(F)
3.2
durée de vie en condition d'essai accéléré

durée de vie d’une anode à oxydes métalliques mixtes (3.1) mesurée dans les conditions d’un essai

accéléré réalisé à une densité de courant élevée, l'anode étant placée dans un électrolyte spécifique

Note 1 à l'article: La durée d'essai totale jusqu'à désactivation de l'anode correspond à la durée de vie en condition

d'essai accéléré.
3.3
tension de cellule
tension entre l’anode et la cathode constituant une pile élémentaire
3.4
densité de charge
produit de la densité de courant appliquée par la durée de fonctionnement
3.5
ondulation

composante de courant alternatif (AC) dans la sortie d'une alimentation en courant continu (DC) se

produisant en raison d'un filtrage incomplet ou d'une action de commutation dans un générateur DC

4 Méthode d'essai
4.1 Principe

L’essai accéléré de durabilité d’une anode à oxydes métalliques mixtes est réalisé dans des

environnements spécifiques simulés à une densité de courant beaucoup plus élevée que celle

utilisée dans les conditions de travail habituelles. Cela peut raccourcir significativement la durée de

désactivation de l’anode.

Le présent document comprend une méthode d'essai en deux parties pour évaluer le matériau

constitutif de l'anode.

La partie A de la méthode d'essai vise à évaluer si le matériau constitutif de l'anode à oxydes métalliques

mixtes peut satisfaire à un critère de durée de vie visée. Il est possible qu'une anode subisse une

inversion du sens de circulation du courant si elle est connectée comme cathode par erreur ou pour

toute autre raison lors de la mise en route en pratique. De ce fait, il convient d'effectuer un essai

d'inversion du sens du courant pendant une certaine durée avant la poursuite de l'essai de l'anode, afin

de contrôler la capacité de cette dernière à supporter une brève inversion du sens de circulation du

courant.

La partie B de la méthode d'essai est un essai plus rapide visant à vérifier le caractère approprié d'un

échantillon issu d'un lot particulier du matériau constituant l'anode. Cet essai ne doit être réalisé que

sur des échantillons d'un produit ayant donné des résultats satisfaisants lors de l'essai conduit selon la

partie A de la méthode d'essai se rapportant à la durée de vie exigée.
4.2 Solutions pour essai
4.2.1 Généralités

L'essai accéléré de durabilité ne peut pas être réalisé dans le béton car les essais à courants élevés

provoquent une défaillance prématurée du béton lorsque celui-ci est utilisé comme électrolyte pour

essai. De ce fait, l'essai accéléré de durabilité doit être réalisé dans une solution aqueuse. Les articles

suivants donnent des instructions relatives à la préparation et à l'utilisation d'un électrolyte simulant

un béton pour la Partie A de la méthode d'essai, et de solutions d'essai pour la Partie B de la méthode.

Tous les produits chimiques utilisés sont de qualité réactif et l’eau doit être distillée ou désionisée.

Toutes les solutions doivent être fraîchement préparées pour chaque essai.
2 © ISO 2018 – Tous droits réservés
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ISO 19097-1:2018(F)
4.2.2 Solution de chlorure de sodium (NaCl)

Une quantité de 40,0 g ± 0,1 g de chlorure de sodium doit être introduite dans un flacon volumétrique

de 1,0 l, puis environ 500 ml d'eau distillée ou désionisée doit être ajoutée. La solution doit être ajoutée

dans le flacon jusqu'à dissolution complète des cristaux de NaCl. Un complément d'eau distillée ou

désionisée doit être ajouté jusqu'à la marque du niveau de 1,0 l du flacon de façon que la solution de

NaCl ainsi obtenue ait une concentration de 40 g/l. La solution doit être homogénéisée.

Pour la protection cathodique de structures de béton armé telles les piles de pont et les rangs de pieux

dans les environnements marins ou contaminés par les chlorures, l'anode à oxydes métalliques mixtes

est exposée à la solution contenant des ions chlorures. Ainsi la solution de chlorure de sodium est

utilisée pour simuler ces environnements et vérifier la capacité des anodes à oxydes métalliques mixtes

à supporter le dégagement de chlore.
4.2.3 Solution d'hydroxyde de sodium (NaOH)

Une quantité de 40,0 g ± 0,1 g d'hydroxyde de sodium doit être introduite lentement dans un flacon

volumétrique de 1,0 l contenant approximativement 500 ml d'eau distillée ou désionisée. La solution

doit être agitée jusqu'à dissolution complète du NaOH. Cette réaction est exothermique. Un complément

d'eau distillée ou désionisée doit être ajouté dans le flacon juste au-dessous du niveau 1,0 l. La

solution doit refroidir à température ambiante. Enfin, le flacon doit être rempli avec de l'eau distillée

ou désionisée jusqu'au trait de 1,0 l pour obtenir la solution de NaOH à 40 g/l. La solution doit être

homogénéisée.

Dans le béton armé fraîchement coulé, le pH de la solution électrolytique est élevé avec une faible

contamination du milieu environnant par les chlorures. Cette solution est utilisée pour simuler le milieu

environnant réel dans le béton frais et pour mesurer l'aptitude de l'anode à supporter un dégagement

d'oxygène, situation prépondérante d'autant que le niveau de contamination par les chlorures est faible

dans les strates fraiches.
4.2.4 Eau interstitielle simulée dans du sable

Des quantités de 26,3 g ± 0,1 g d'hydroxyde de sodium, 10,74 g ± 0,1 g d'hydroxyde de potassium,

34,35 g ± 0,1 g de chlorure de potassium et 2,15 g ± 0,01 g d'hydroxyde de calcium doivent être dissoutes,

successivement, dans 1,0 l d'eau distillée ou désionisée dans un flacon, en agitant jusqu'à dissolution

complète, pour obtenir la solution interstitielle simulée d'un béton. Les pourcentages respectifs en

masse des constituants de l'eau interstitielle simulée doivent être les suivants:

a) 0,20 % de Ca(OH)
b) 3,20 % de KCl,
c) 1,00 % de KOH,
d) 2,45 % de NaOH,
e) 93,15 % d'eau distillée ou désionisée.

Le sable fin siliceux naturel (de 270 μm à 380 μm) doit être obtenu conformément à l'ISO 679. Tout

d'abord, la cellule d'essai doit être remplie avec suffisamment de sable pour recouvrir complètement

l'anode, une fois les électrodes et le capillaire de Luggin en place. Ensuite, l'eau interstitielle simulée

doit être ajoutée pour chasser l'air et remplir le reste de la cellule.

Pour une anode à oxydes métalliques mixtes noyée dans une structure en béton durci, l'électrolyte

est l'eau interstitielle. Cette solution permet de vérifier la capacité de l'anode à supporter d'une part,

la concentration réelle des différents constituants de l'eau interstitielle, et d'autre part, les éventuels

effets de synergie exercés par lesdits constituants. L'utilisation de sable fin pour envelopper l'électrode,

éliminant tout mélange par convection, vise à vérifier l'aptitude de l'anode à supporter les conditions en

simulant de très près son fonctionnement dans un béton durci.
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ISO 19097-1:2018(F)
4.2.5 Autres solutions d'essai

La composition de l'électrolyte utilisé pour la partie B de la méthode d'essai doit permettre de

provoquer un dégagement d'oxygène à l'anode. Les concentrations ioniques doivent assurer une

conductivité suffisante de la solution de manière à éviter de devoir augmenter excessivement la tension

de l’alimentation.
Quelques solutions appropriées sont proposées ci-après:
— Acide sulfurique 1 M (H SO )
2 4
— Sulfate de sodium 1 M (Na SO )
2 4

— 180 g/l de sulfate de sodium additionné d'acide sulfurique 0,1 N pour maintenir le pH à 1.

4.3 Appareillage d'essai
NOTE Un schéma de l’appareillage d’essai est présenté en Annexe A.

4.3.1 La cellule d'essai doit être un bécher en verre, de forme haute et d'une contenance de 1.0 l, muni

à la partie supérieure d'un bouchon en caoutchouc pour maintenir les électrodes et limiter le contact

avec l'air. Il est possible d'utiliser des béchers en verre ayant d'autres dimensions tant que les électrodes

demeurent immergées pendant toute la durée d
...

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