Accelerated life test method of mixed metal oxide anodes for cathodic protection — Part 2: Application in soils and natural waters

ISO 19097-2:2018 specifies accelerated life test method of mixed metal oxide anodes for impressed current cathodic protection used in soil or natural waters. 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.

Méthode d'essai accéléré de durabilité des anodes à oxydes métalliques mixtes pour la protection cathodique — Partie 2: Application dans les sols et aux naturelles

ISO 19097-2:2018 spécifie une méthode d'essai accéléré de durabilité des anodes à oxydes métalliques mixtes pour la protection cathodique par courant imposé, utilisées dans les sols ou les eaux naturelles. 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 visée au débit d'anode spécifié.

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 19097-2:2018 - Accelerated life test method of mixed metal oxide anodes for cathodic protection
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ISO 19097-2:2018 - 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 19097-2
First edition
2018-02
Accelerated life test method of mixed
metal oxide anodes for cathodic
protection —
Part 2:
Application in soils and natural waters
Méthode d'essai accéléré de durabilité des anodes à oxydes
métalliques mixtes pour la protection cathodique —
Partie 2: Application dans les sols et aux naturelles
Reference number
ISO 19097-2:2018(E)
ISO 2018
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ISO 19097-2:2018(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 19097-2:2018(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 solution .............................................................................................................................................................................................. 2

4.3 Test apparatus ......................................................................................................................................................................................... 2

4.4 Test specimens ........................................................................................................................................................................................ 3

4.5 Test procedure ......................................................................................................................................................................................... 3

4.6 Continuity of tests ................................................................................................................................................................................ 5

4.7 Treatment of specimens after test ......................................................................................................................................... 5

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

6 Application of results ....................................................................................................................................................................................... 5

Annex A (informative) Typical apparatus for accelerated life test ....................................................................................... 6

Annex B (informative) The service life evaluation of metal oxide anode for cathodic protection ......8

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................12

© ISO 2018 – All rights reserved iii
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ISO 19097-2:2018(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 19097-2:2018(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 underground

or underwater environments. 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 TM0108-2012 .

© ISO 2018 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 19097-2:2018(E)
Accelerated life test method of mixed metal oxide anodes
for cathodic protection —
Part 2:
Application in soils and natural waters
1 Scope

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

current cathodic protection used in soil or natural waters. 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.
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 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 condition, 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.
3.3
cell voltage
voltage between anode and cathode in a single cell
© ISO 2018 – All rights reserved 1
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ISO 19097-2:2018(E)
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.
4.2 Test solution

4.2.1 The composition of the electrolyte used for the test shall be suitable to force the reaction to

be the electrolysis of water to produce oxygen at the anode and hydrogen at the cathode. The ionic

concentrations shall be suitable to provide sufficient conductivity in the solution to avoid excessive

voltage requirements for the power supply.
4.2.2 Some suitable electrolytes 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.

4.2.3 Suitable electrolytes should not contain chlorides. The presence of chlorides results in chlorine

gas being generated in lieu of oxygen at the anode. Chlorine gas poses handling and safety concerns during

testing. Catalysed titanium anodes are much more severely tested for lifetime by oxygen generation than

chlorine generation.
4.2.4 Fresh electrolyte shall be used for each test.

4.2.5 The concentration shall be maintained at ±5 % of the specified target throughout the test.

4.2.6 The temperature of the electrolyte shall be maintained at 30 °C ± 5 °C.
4.3 Test apparatus

4.3.1 The test equipment comprises an anode (test sample), a cathode, a thermometer, a glass vessel,

electrolyte agitation device (e.g. magnetic stirrer), rubber stopper for tall glass beaker, a funnel for

deionized water addition during the test, vent tubing and power supply.

4.3.2 The glass vessel shall be sized to minimize the fluctuation in level resulting from the electrolysis

of water during the test and evaporative losses. A 1 l beaker may be used.

4.3.3 A means of securing the relative positions of the anode sample, the cathode and the thermometer

should be used. This apparatus can be a rubber stopper with holes for the various pieces of equipment

and vents or a series of stands and clamps. The gap between the anode and cathode shall be fixed. The

anode top and bottom edges shall be at least 10 mm from the liquid level and the bottom of the beaker,

respectively.
4.3.4 The anode-to-cathode gap should be
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 19097-2
Première édition
2018-02
Méthode d'essai accéléré de
durabilité des anodes à oxydes
métalliques mixtes pour la protection
cathodique —
Partie 2:
Application dans les sols et aux
naturelles
Accelerated life test method of mixed metal oxide anodes for cathodic
protection —
Part 2: Application in soils and natural waters
Numéro de référence
ISO 19097-2:2018(F)
ISO 2018
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ISO 19097-2:2018(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
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ISO 19097-2:2018(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 Solution d’essai ....................................................................................................................................................................................... 2

4.3 Appareillage d'essai ............................................................................................................................................................................ 2

4.4 Éprouvettes ................................................................................................................................................................................................ 3

4.5 Procédure d’essai .................................................................................................................................................................................. 3

4.6 Continuité des essais ......................................................................................................................................................................... 5

4.7 Traitement des éprouvettes après essai ........................................................................................................................... 5

5 Rapport des résultats des essais .......................................................................................................................................................... 6

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

Annexe A (informative) Appareillage type pour essai accéléré de durabilité ...........................................................7

Annexe B (informative) Évaluation de la durée de vie d’une anode à oxydes métalliques

pour la protection cathodique ............................................................................................................................................................... 9

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................13

© ISO 2018 – Tous droits réservés iii
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ISO 19097-2:2018(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 19097-2:2018(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. L’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 des

environnements souterrains ou subaquatiques. 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 TM0108-

[1]
2012 .
© ISO 2018 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 19097-2:2018(F)
Méthode d'essai accéléré de durabilité des anodes à oxydes
métalliques mixtes pour la protection cathodique —
Partie 2:
Application dans les sols et aux naturelles
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 les sols ou les

eaux naturelles. 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 visée au débit d'anode spécifié.
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 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.
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
© ISO 2018 – Tous droits réservés 1
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ISO 19097-2:2018(F)
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.
4.2 Solution d’essai

4.2.1 La composition de l’électrolyte utilisé pour l’essai doit être appropriée et doit provoquer

l’électrolyse de l’eau (transformation forcée) pour produire de l’oxygène à l’anode et de l’hydrogène à

la cathode. Les concentrations ioniques doivent pouvoir engendrer une conductivité suffisante de la

solution afin d’éviter qu’il ne soit nécessaire de trop augmenter la tension de l’alimentation électrique.

4.2.2 Exemples d’électrolytes appropriés:
— 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.

4.2.3 Il convient que les électrolytes sélectionnés ne contiennent pas de chlorures. La présence de

chlorures conduit à la production de chlore gazeux à l’anode au lieu de celle d’oxygène. Le chlore gazeux

pose des problèmes de manipulation et de sécurité pendant l’essai. Les conditions d’essai accéléré

de durabilité des anodes de titane revêtues de catalyseurs sont beaucoup plus sévères en présence

d’oxygène qu’en présence de chlore.
4.2.4 L’électrolyte doit être renouvelé à chaque essai.

4.2.5 La concentration doit être maintenue à la valeur cible spécifiée pour toute la durée de

l’essai, ± 5 %.
4.2.6 La température de l’électrolyte doit être maintenue à 30 °C ± 5 °C.
4.3 Appareillage d'essai

4.3.1 L’équipement d’essai se compose des éléments suivants: anode (échantillon pour essai),

cathode, thermomètre, récipient en verre, dispositif d’agitation de l’électrolyte (par exemple, agitateur

magnétique), bouchon en caoutchouc en cas d’utilisation d’un bécher en verre de grande taille, entonnoir

pour l’ajout d’eau désionisée pendant l’essai, évent et alimentation électrique.

4.3.2 Le récipient en verre doit être dimensionné de manière à limiter au minimum la fluctuation du

niveau résultant de l’électrolyse de l’eau pendant l’essai et des pertes par évaporation. Il est possible

d'utiliser un bécher de 1 l.

4.3.3 Il est recommandé d’utiliser un dispositif permettant de maintenir les positions relatives de

l’échantillon d'anode, de la cathode et du thermomètre. Ce dispositif peut être un bouchon en caoutchouc

muni de trous pour les différents éléments de l’équipement et d’évents, ou une série de supports et de

pinces. La distance entre l’anode et la cathode doit être fixe. Les bords supérieur et inférieur de l’anode

doivent être à au moins 10 mm du niveau du liquide et du fond du bécher.

4.3.4 Il convient que la distance entre l’anode et la cathode soit approximativement de 20 mm.

2 © ISO 2018 – Tous droits réservés
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ISO 19097-2:2018(F)

4.3.5 La cathode doit être en zirconium, titane, niobium ou platine. Sa dimension doit être suffisante

pour que son extrémité inférieure se situe au fond du bécher et son extrémité supérieure dépasse

nettement par rapport au bord supérieur du bécher. A l'extérieur de la cellule, le conducteur de courant

de la cathode doit être convenablement connecté à un câble de cuivre isol
...

Questions, Comments and Discussion

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