ISO/DIS 12495

Cathodic protection for fixed steel offshore structures

Protection cathodique des structures en acier fixes en mer

Standards Content (sample)

DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 12495
Attributed to ISO/TC 156 by the Central Secretariat (see page iii)
Voting begins on Voting terminates on
2005-04-05 2005-09-05

INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION • МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ • ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION

FAST-TRACK PROCEDURE
Cathodic protection for fixed steel offshore structures
Protection cathodique des structures en acier fixes en mer
ICS 47.020.99; 77.060

THIS DOCUMENT IS A DRAFT CIRCULATED FOR COMMENT AND APPROVAL. IT IS THEREFORE SUBJECT TO CHANGE AND MAY NOT BE

REFERRED TO AS AN INTERNATIONAL STANDARD UNTIL PUBLISHED AS SUCH.

IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNOLOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,

DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME

STANDARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN NATIONAL REGULATIONS.
International Organization for Standardization, 2005
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/DIS 12495
PDF disclaimer

This PDF file may contain embedded typefaces. In accordance with Adobe's licensing policy, this file may be printed or viewed but

shall not be edited unless the typefaces which are embedded are licensed to and installed on the computer performing the editing. In

downloading this file, parties accept therein the responsibility of not infringing Adobe's licensing policy. The ISO Central Secretariat

accepts no liability in this area.
Adobe is a trademark of Adobe Systems Incorporated.

Details of the software products used to create this PDF file can be found in the General Info relative to the file; the PDF-creation

parameters were optimized for printing. Every care has been taken to ensure that the file is suitable for use by ISO member bodies. In

the unlikely event that a problem relating to it is found, please inform the Central Secretariat at the address given below.

Copyright notice

This ISO document is a Draft International Standard and is copyright-protected by ISO. Except as permitted

under the applicable laws of the user's country, neither this ISO draft nor any extract from it may be

reproduced, stored in a retrieval system or transmitted in any form or by any means, electronic,

photocopying, recording or otherwise, without prior written permission being secured.

Requests for permission to reproduce should be addressed to either ISO at the address below or ISO's

member body in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail [e-mail]
Web www.iso.org
Reproduction may be subject to royalty payments or a licensing agreement.
Violators may be prosecuted.
ii © ISO 2005 — All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/DIS 12495
NOTE FROM THE ISO CENTRAL SECRETARIAT

This draft International Standard is submitted for voting to ISO member bodies under the fast-track procedure.

Technical Committee ISO/TC 156, Corrosion of metals and alloys, at its meeting held in May 2004, decided to

approve the submission of the standard EN 12495:2000, Cathodic protection for fixed steel offshore

structures, for processing under the “Fast-track procedure”, in accordance with the provisions of Clause F.2,

Annex F, of the ISO/IEC Directives, Part 1 (fourth edition, 2001).
F.2 “Fast-track procedure”
F.2.1 Proposals to apply the fast-track procedure may be made as follows.

F.2.1.1 Any P-member or category A liaison organization of a concerned technical committee may propose that

an existing standard from any source be submitted for vote as an enquiry draft. The proposer shall obtain the

agreement of the originating organization before making a proposal. The criteria for proposing an existing

standard for the fast-track procedure are a matter for each proposer to decide.

F.2.1.2 An international standardizing body recognized by the ISO or IEC council board may propose that a

standard developed by that body be submitted for vote as a final draft International Standard.

F.2.1.3 An organization having entered into a formal technical agreement with ISO or IEC may propose, in

agreement with the appropriate technical committee or subcommittee, that a draft standard developed by that

organization be submitted for vote as an enquiry draft within that technical committee or subcommittee.

F.2.2 The proposal shall be received by the Chief Executive Officer, who shall take the following actions:

a) settle the copyright and/or trademark situation with the organization having originated the proposed

document, so that it can be freely copied and distributed to national bodies without restriction;

b) for cases F.2.1.1 and F.2.1.3, assess in consultation with the relevant secretariats which technical

committee/subcommittee is competent for the subject covered by the proposed document; where no

technical committee exists competent to deal with the subject of the document in question, the Chief

Executive Officer shall refer the proposal to the technical management board, which may request the Chief

Executive Officer to submit the document to the enquiry stage and to establish an ad hoc group to deal with

matters subsequently arising;

c) ascertain that there is no evident contradiction with other International Standards;

d) distribute the proposed document as an enquiry draft (F.2.1.1 and F.2.1.3) in accordance with 2.6.1, or as a

final draft International Standard (case F.2.1.2) in accordance with 2.7.1, indicating (in cases F.2.1.1 and

F.2.1.3) the technical committee/subcommittee to the domain of which the proposed document belongs.

F.2.3 The period for voting and the conditions for approval shall be as specified in 2.6 for an enquiry draft and

2.7 for a final draft International Standard. In the case where no technical committee is involved, the condition for

approval of a final draft International Standard is that not more than one-quarter of the total number of votes cast

are negative.

F.2.4 If, for an enquiry draft, the conditions of approval are met, the draft standard shall progress to the

approval stage (2.7). If not, the proposal has failed and any further action shall be decided upon by the technical

committee/subcommittee to which the document was attributed in accordance with F.2.2 b).

If, for a final draft International Standard, the conditions of approval are met, the document shall progress to the

publication stage (2.8). If not, the proposal has failed and any further action shall be decided upon by the

technical committee/subcommittee to which the FDIS was attributed in accordance with F.2.2 b), or by

discussion between the originating organization and the office of the CEO if no technical committee was

involved.

If the standard is published, its maintenance shall be handled by the technical committee/subcommittee to which

the document was attributed in accordance with F.2.2 b), or, if no technical committee was involved, the

approval procedure set out above shall be repeated if the originating organization decides that changes to the

standard are required.
© ISO 2005 — All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
Page 2
EN 12495:2005
Contents
Page

......................................................................................................................................................................4

Foreword

.................................................................................................................................................................5

Introduction

1 Scope......................................................................................................................................................5

1.1 Structural parts......................................................................................................................................5

1.2 Materials.................................................................................................................................................5

1.3 Environment ..........................................................................................................................................6

2 Normative references............................................................................................................................6

3 Terms and definitions...........................................................................................................................6

4 Design basis ..........................................................................................................................................8

..............................................................................................................................................8

4.1 Objectives

.................................................................................................................9

4.2 Cathodic protection criteria

....................................................................................................................9

4.3 Electrical current demand

4.4 Coatings ...............................................................................................................................................10

4.5 Cathodic protection systems - Anode dimensions .........................................................................11

5 Design of galvanic anodes system ...................................................................................................11

5.1 General .................................................................................................................................................11

5.2 Design considerations........................................................................................................................12

5.3 Galvanic anode materials...................................................................................................................12

.............................................................................................................................13

5.4 Location of anodes

.........................................................................................14

5.5 Anodes' inserts and attachments design

................................................................................................15

6 Design of impressed current system

.................................................................................................................................................15

6.1 General

6.2 Design considerations........................................................................................................................15

6.3 Equipment considerations .................................................................................................................16

6.4 Location considerations.....................................................................................................................17

7 Design of monitoring systems...........................................................................................................17

7.1 Objectives ............................................................................................................................................18

---------------------- Page: 4 ----------------------
Page 3
EN 12495:2005

7.2 Description...........................................................................................................................................18

7.3 Potential measurements.....................................................................................................................19

7.4 Measurement of the anode electrical current output ......................................................................19

..........................................................................................................................20

7.5 Transmission of data
.............................................................20
7.6 Control and monitoring of impressed current generators
.........................................................20
8 Installation of cathodic protection and monitoring systems
...................................................20
9 Commissioning and surveying of cathodic protection systems

9.1 Objectives ............................................................................................................................................20

9.2 Galvanic anode system ......................................................................................................................21

9.3 Impressed current system .................................................................................................................21

10 Documentation ....................................................................................................................................21

10.1 General.................................................................................................................................................21

10.2 Galvanic anodes system ....................................................................................................................21

10.3 Impressed current system .................................................................................................................22

..........................................................................................................22

11 Safety and cathodic protection

............................................................................................................................................22

11.1 Objectives

.........................................................................................................................23

11.2 Physical obstructions

11.3 Electric shock......................................................................................................................................23

11.4 Gas evolution ......................................................................................................................................23

Annex A (informative) Guidance on current requirement for cathodic protection of fixed steel offshore

..................................................................................................................................................................24

structures
...................................................................26
Annex B (informative) Anode resistance and life duration formulae
........................................................................29
Annex C (informative) Recommendations for anode installation

Annex D (informative) Safety precautions for impressed current system..........................................................30

Annex E (informative) Typical electrochemical characteristics for commonly used impressed current

anodes........................................................................................................................................................................31

Bibliography..............................................................................................................................................................32

---------------------- Page: 5 ----------------------
Page 4
EN 12495:2005
Foreword

This European Standard has been prepared by Technical Committee CEN/TC 219 "Cathodic Protection", the

secretariat of which is held by BSI.

This European Standard shall be given the status of a national standard, either by publication of an identical text or

by endorsement, at the latest by July 2000, and conflicting national standards shall be withdrawn at the latest by

July 2000.

According to the CEN/CENELEC Internal Regulations, the national standards organizations of the following

countries are bound to implement this European Standard: Austria, Belgium, Czech Republic, Denmark, Finland,

France, Germany, Greece, Iceland, Ireland, Italy, Luxembourg, Netherlands, Norway, Portugal, Spain, Sweden,

Switzerland and the United Kingdom.
The Annexes A,B,C,D, and E of this European Standard are informative.
---------------------- Page: 6 ----------------------
Page 5
EN 12495:2005
Introduction

Cathodic protection, possibly together with protective coating or paint, is usually applied to protect the external

surfaces of fixed steel offshore structures and appurtenance from corrosion due to sea water or marine sediments.

The general principles of cathodic protection are detailed in prEN 12473:1999.

The cathodic reaction ensures the protection from corrosion of the submerged areas of the structure and

associated appurtenances which are exposed to the marine environment.

Cathodic protection involves the supply of sufficient direct current to the external surface of the structure in order to

reduce the steel to electrolyte potential down to values where corrosion is insignificant.

1 Scope

This European Standard defines the means to be used to cathodically protect the submerged areas of fixed steel

offshore structures and appurtenances.
1.1 Structural parts

This European Standard defines the requirements for the cathodic protection of fixed structures, including sub sea

production and related protective structures whether connected or not to each other by pipelines and/or walkways.

It also covers the submerged areas of appurtenances attached to the structure, when these are electrically

connected to the structure.

It does not cover the cathodic protection of floating structures such as ships, semi-submersible units, or elongated

structures such as pipelines or cables.

This European Standard concerns only the cathodic protection of external surfaces, in contact with the sea water or

with the sea bed. It covers the immersed or buried external surfaces of the jacket, conductor pipes, well casings,

piles, J-tubes, production or utility risers, etc.

It does not cover the corrosion protection of the sections of the structure above the sea level : i.e. the splash zone

and atmospheric zone.

This standard does not include the internal protection of any components such as jacket members, legs, conductor

pipes; the protection of these is often performed using chemicals.
1.2 Materials

This European Standard covers the cathodic protection of bare or coated steels with a specified minimum yield

strength (S.M.Y.S.) not exceeding 500 N/mm .
1.2.1 Overpolarisation & high strength steels

If the potential of the structure becomes too negative the structure will become overpolarised and this can induce a

penetration of hydrogen into the steel wall, resulting in embrittlement of the metal, and subsequently a possible

detrimental effect, including propagation of cracks.

As a general indication the higher the tensile properties, the greater is the risk of hydrogen induced damage.

However, material hardness and microstructure are also important.

These phenomena can occur on conventional steels used for offshore fixed structures (grade S355 as per EN

10025) at potentials more negative than -1,10 V vs. Ag/AgCl/sea water. Relevant tests should be performed for the

use of cathodic protection outside these limits.
---------------------- Page: 7 ----------------------
Page 6
EN 12495:2005
1.2.2 Galvanic coupling

Some parts of the structure can be made of metallic materials other than carbon manganese steel. The cathodic

protection system should be designed to ensure that there is complete control over any galvanic corrosion arising

from this coupling.
1.3 Environment

This European Standard is applicable for the whole submerged zone in any kind of sea water or sea bed.

For surfaces which are alternately immersed and exposed to the atmosphere, the cathodic protection is only

effective when the immersion time is sufficiently long for the steel to become polarised. This is the case on about

the lowest third part of the tidal zone. A different method of corrosion protection shall be therefore used for the

protection of the wetted surface located above this level, i.e. by using a protective coating, cladding, sheathing or

increasing the thickness of the structural material.
2 Normative references

This European Standard incorporates by dated or undated reference, provisions from other publications. These

normative references are cited at the appropriate places in the text and the publications are listed hereafter. For

dated references, subsequent amendments to or revisions of any of these publications apply to this European

Standard only when incorporated in it by amendement or revision. For undated references the latest edition of the

publication referred to applies.
prEN 12473:1999, General principles of cathodic protection in sea water.
prEN 12496:1997, Sacrificial anodes for cathodic protection in sea water

EN 10025, Hot rolled products of non-alloy structural steels - Technical delivery conditions.

3 Terms and definitions

For the purpose of this European Standard the terms and definitions in prEN 12473 :1999 and the following apply :

3.1
atmospheric zone

zone located above the splash zone, i.e. above the level reached by the normal swell

3.2
buried zone
zone located under the mud line
3.3
conductor pipe
first installed casing of an offshore well
3.4
doubler plate

plate welded onto a member to locally reinforce it or to isolate it from further welding work

3.5
extended tidal zone
zone including the tidal zone, the splash zone and the transition zone
3.6
H.A.T.
level of the highest astronomical tide
---------------------- Page: 8 ----------------------
Page 7
EN 12495:2005
3.7
immersed zone
zone located below the extended tidal zone and above the mud line
3.8
J.tube

curved tubular conduit designed and installed on a structure to support and guide one or more pipeline risers or

cables.
3.9
L.A.T.
level of the lowest astronomical tide
3.10
marine sediments

top layer of the sea bed composed of water saturated solid materials of various densities

3.11
M.T.L.
mean tide level (also known as M.S.L. or M.W.L.)
3.12
pile
deep foundation element supporting a fixed offshore structure
3.13
riser

vertical or near vertical portion of an offshore pipeline between the platform piping and the pipeline at or below the

seabed, including a length of pipe of at least five pipe diameters beyond the bottom elbow, bend or fitting

3.14
salinity

amount of inorganic salts dissolved in the sea water. The standardised measurement is based on the determination

of the electrical conductivity of the sea water. Salinity is expressed in grammes per kilogramme or in ppt

3.15
splash zone

height of the structure which is intermittently wet and dry due to the wave action just above the H.A.T

3.16
submerged zone
zone including the buried zone, the immersed zone and the transition zone
3.17
tidal zone
zone located between the L.A.T. and the H.A.T.
3.18
transition zone

zone located below the L.A.T. and including the possible level inaccuracy of the platform installation and a depth

with a usually higher oxygen content due to the normal swell
3.19
well casing

string of steel pipes lowered into oil, gas or water producing wells to shut off water or to prevent the caving in of

loose ground
---------------------- Page: 9 ----------------------
Page 8
EN 12495:2005
Atmospheric zone
Splash
zone
H.A.T.
Extended tidal zone
Tidal zone
M.T.L.
L.A.T.
Transition zone
Submerged zone
Immersed zone
Mud line
Buried zone
Figure 1 - Schematic representation of levels and zones in sea water environment
4 Design basis
4.1 Objectives

The major objective of a cathodic protection system is to deliver sufficient current to protect each part of the

structure and appurtenances and distribute this current so that the steel to sea water potential of each part of the

structure is within the limits given by the potential criteria (refer to 4.2).

Potentials should be as homogeneous as possible over the whole structure. This aim may only be approached by

an adequate distribution of the anodes over the structure. This is difficult to achieve in some areas such as

complex nodes or frames of conductor guides where little room can be allocated for the installation of anodes

though large surfaces are to be protected. Therefore consideration should be given at the structure design stage :

---------------------- Page: 10 ----------------------
Page 9
EN 12495:2005

- by avoiding complex configurations : i.e. tubular elements are preferred rather than T or H profiles ;

- by reducing the number of ancillary surfaces ;

- by limiting the ratio of steel surfaces over electrolyte volume in congested areas.

A protective coating may be used near anodes where their current output and proximity to the structure may lead to

overpolarisation (see 1.2.1).

The cathodic protection system should normally be designed for the life time of the structure.

In order to achieve an appropriate design of the cathodic protection system it should be carried out by a cathodic

protection specialist.
4.2 Cathodic protection criteria
The cathodic protection criteria are detailed in prEN 12473:1999.

To achieve an adequate cathodic protection level, steel structures should have protective potentials as indicated in

the following table.

Table 1 - Summary of potential versus silver/silver chloride/sea water reference electrode recommended

for the cathodic protection of steel materials in sea water
Material Minimum negative potential Maximum negative potential
volt volt
Carbon / low alloy steels
aerobic environment -0,80 -1,10
anaerobic environment -0,90 -1,10
Stainless steel
Austenitic steel
- (PREN
40) -0,30 no limit
-0,60 (see note 1) no limit
- (PREN < 40)
Duplex -0,60 (see note 1) (see note 2)

NOTE 1 For most applications these potentials are adequate for the protection of crevices although higher potentials can

be considered.

NOTE 2 Depending on metallurgical structure these alloys can be susceptible to cracking and high negative potentials

must be avoided (see prEN 12473:1999).
4.3 Electrical current demand

In order to achieve the cathodic protection criteria on the whole structure it is necessary to consider the electrical

current demand on each part of the structure.

The electrical current demand of each part of the structure is the product of its steel surface area multiplied by the

electrical current density required.

The current density required is not the same for all parts of the structure as the environmental conditions are

variable. Therefore, the following areas and parts should be considered, referring to zones as defined in clause 3 :

- areas located in the tidal and transition zones (usually coated or cladded) ;
- areas located in the immersed zone ;
- areas located in the buried zone ;
---------------------- Page: 11 ----------------------
Page 10
EN 12495:2005

- wells to be drilled ; a current allowance per well shall be considered, depending on projected sizes, depth and

cementing of the wells (see A.4 in annex A) ;

- neighbouring structures and pipelines in electrical contact with the fixed steel offshore structure to be

protected.

The selection of design current densities may be based on experiences from similar structures in the same

environment or from specific tests and measurements (typical values are given in annex A).

The electrical current density required for cathodic protection depends upon the kinetics of the electrochemical

reactions and varies with parameters such as the electrode potential of the steel, the dissolved oxygen content of

the sea water, the water flow rate, the temperature, and, possibly, the water depth. Furthermore, the build up of

calcareous deposits and the settlement of marine growth modify the surface conditions for the cathodic reactions.

For each particular set of environmental condition and surface condition of the steel (such as rusted, blast cleaned,

coated with organic or metallic coating), the following electrical current densities shall be evaluated :

- initial electrical current density required to achieve the initial polarisation of the structure, i.e. to achieve the

lowering of the steel potential down to value within the range recommended in table 1;

- maintenance electrical current density required to maintain this polarisation level on the structure ;

- final or repolarisation electrical current density required for a possible repolarisation (i.e. for re-establishing the

potential to the initial polarisation level) of the structure after severe storms or cleaning operations.

As the initial polarisation period preceding steady state or maintenance conditions is normally short compared to

the design life, the time weighted electrical current density becomes very close to maintenance electrical current

density.

A proper evaluation of the current densities required shall be carried out to optimise the cathodic protection system.

Interactions

A platform may be permanently or temporarily connected to other neighbouring structures. These structures should

be fitted with their own cathodic protection system which shall be checked before electrically connecting them to

the platform considered.

If temporary structures are not fitted with a cathodic protection system or if this is ineffective, the cathodic protection

of the platform should be checked to ensure its efficiency during the connection period and the influence of this

foreign structure should be evaluated.
4.4 Coatings

The cathodic protection system may be combined with suitable coating systems. The coating reduces the electrical

current demand and improves the electrical current distribution on the structure due to its insulating properties.

This reduction of the electrical current demand may be in a ratio of 100 to 1 or even more. However, the current

demand of coated stee
...

PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 12495
Attribué à l'ISO/TC 156 par le Secrétariat central (voir page iii)
Début de vote Vote clos le
2005-04-05 2005-09-05

INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION • МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ • ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION

PROCÉDURE «VOIE EXPRESS»
Protection cathodique des structures en acier fixes en mer
Cathodic protection for fixed steel offshore structures
ICS 47.020.99; 77.060

CE DOCUMENT EST UN PROJET DIFFUSÉ POUR OBSERVATIONS ET APPROBATION. IL EST DONC SUSCEPTIBLE DE MODIFICATION ET NE

PEUT ÊTRE CITÉ COMME NORME INTERNATIONALE AVANT SA PUBLICATION EN TANT QUE TELLE.

OUTRE LE FAIT D'ÊTRE EXAMINÉS POUR ÉTABLIR S'ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET

COMMERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE GUIDES DOIVENT PARFOIS ÊTRE CONSIDÉRÉS DU

POINT DE VUE DE LEUR POSSIBILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTATION NATIONALE.

Organisation internationale de normalisation, 2005
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/DIS 12495
PDF – Exonération de responsabilité

Le présent fichier PDF peut contenir des polices de caractères intégrées. Conformément aux conditions de licence d'Adobe, ce fichier

peut être imprimé ou visualisé, mais ne doit pas être modifié à moins que l'ordinateur employé à cet effet ne bénéficie d'une licence

autorisant l'utilisation de ces polices et que celles-ci y soient installées. Lors du téléchargement de ce fichier, les parties concernées

acceptent de fait la responsabilité de ne pas enfreindre les conditions de licence d'Adobe. Le Secrétariat central de l'ISO décline toute

responsabilité en la matière.
Adobe est une marque déposée d'Adobe Systems Incorporated.

Les détails relatifs aux produits logiciels utilisés pour la création du présent fichier PDF sont disponibles dans la rubrique General Info

du fichier; les paramètres de création PDF ont été optimisés pour l'impression. Toutes les mesures ont été prises pour garantir

l'exploitation de ce fichier par les comités membres de l'ISO. Dans le cas peu probable où surviendrait un problème d'utilisation,

veuillez en informer le Secrétariat central à l'adresse donnée ci-dessous.
Notice de droit d'auteur

Ce document de l'ISO est un projet de Norme internationale qui est protégé par les droits d'auteur de l'ISO.

Sauf autorisé par les lois en matière de droits d'auteur du pays utilisateur, aucune partie de ce projet ISO

ne peut être reproduite, enregistrée dans un système d'extraction ou transmise sous quelque forme que ce

soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, les enregistrements ou

autres, sans autorisation écrite préalable.

Les demandes d'autorisation de reproduction doivent être envoyées à l'ISO à l'adresse ci-après ou au

comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail [e-mail]
Web www.iso.org
Toute reproduction est soumise au paiement de droits ou à un contrat de licence.
Les contrevenants pourront être poursuivis.
ii © ISO 2005 — Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/DIS 12495
NOTE DU SECRÉTARIAT CENTRAL

Le présent projet de Norme internationale est soumis au vote des comités membres de l'ISO selon la

procédure par voie express.

Le comité technique ISO/TC 156, Corrosion des métaux et alliages, à sa réunion de mai 2004, a décidé

d'approuver la soumission de la norme EN 12495:2000, Protection cathodique des structures en acier fixes en

mer, selon la «procédure par voie express», conformément aux dispositions de l'Article F.2, Annexe F, des

Directives ISO/CEI, Partie 1 (quatrième édition, 2001).
F.2 «Procédure par voie express»

F.2.1 Les propositions d'appliquer la procédure par voie express peuvent être soumises selon les règles

décrites ci-dessous.

F.2.1.1 Tout membre (P) d'un comité technique concerné et toute organisation ayant un statut de liaison de

catégorie A auprès de ce comité peuvent proposer de soumettre directement au vote, en tant que projet pour

enquête, une norme existante de toute origine. L'auteur de la proposition doit obtenir l'accord de

l'organisation d'origine avant de faire la proposition. Il appartient à l'auteur de chaque proposition de décider des

critères permettant de proposer le traitement d'une norme existante selon la procédure par voie express.

F.2.1.2 Un organisme international ayant des activités normatives reconnu par le bureau du conseil de l'ISO ou

de la CEI peut proposer qu'une norme qu'il a établie lui-même soit soumise au vote comme projet final de

Norme internationale.

F.2.1.3 Une organisation ayant passé un accord technique formel avec l'ISO ou la CEI peut proposer, en

accord avec le comité technique ou sous-comité concerné, qu'un projet de norme établi par cette

organisation soit soumis au vote comme projet pour enquête au sein du comité technique ou sous-comité.

F.2.2 La proposition doit être adressée au Secrétaire général qui doit prendre les dispositions suivantes:

a) régler, avec l'organisation à l'origine de la proposition, les questions de droit d'auteur et/ou de marques de

fabrique, de façon que le texte proposé puisse être librement reproduit et diffusé aux organismes nationaux;

b) déterminer, dans les cas F.2.1.1 et F.2.1.3, en concertation avec les secrétariats concernés, lequel des

comités techniques ou sous-comités est compétent pour le sujet traité dans le document proposé; dans le

cas où il n'existe aucun comité technique compétent pour traiter de l'objet du document en question, le

Secrétaire général doit présenter la proposition au bureau de gestion technique qui peut inviter le Secrétaire

général à soumettre le document au stade enquête et à créer un groupe ad hoc chargé de traiter des

questions qui surgiraient par la suite;

c) s'assurer qu'il n'y a pas de contradiction manifeste avec d'autres Normes internationales;

d) diffuser le document proposé sous forme de projet pour enquête (F.2.1.1 et F.2.1.3) selon le paragraphe 2.6.1,

ou sous forme de projet final de Norme internationale (cas F.2.1.2) selon le paragraphe 2.7.1, en indiquant

(cas F.2.1.1 et F.2.1.3) le comité technique ou sous-comité dont relève le document proposé.

F.2.3 Le délai pour la procédure de vote et les conditions d'approbation sont spécifiés en 2.6 pour un projet

pour enquête ou 2.7 pour un projet final de Norme internationale. Dans le cas où aucun comité technique n'est

concerné, la condition d'approbation pour un projet final de Norme internationale est que moins d'un quart des

votes exprimés soit négatif.

F.2.4 Si, pour un projet d'enquête, les conditions d'approbation sont réunies, le projet de norme doit avancer au

stade approbation (2.7). Si cela n'est pas le cas, la proposition échoue et la suite doit être déterminée par le

comité technique ou sous-comité à qui on a attribué le document selon F.2.2 b).

Si, pour un projet final de Norme internationale, les conditions d'approbation sont réunies, le document doit

avancer au stade publication (2.8). Si cela n'est pas le cas, la proposition échoue et la suite doit être déterminée

par le comité technique ou sous-comité à qui on a attribué le projet final de Norme internationale selon F.2.2 b)

ou par discussion entre l'organisation d'origine et le bureau du Secrétaire général si aucun comité technique

n'est concerné.

Si la norme est publiée, la maintenance de celle-ci doit être confiée au comité technique ou sous-comité auquel

on a attribué le document selon F.2.2 b), ou, si aucun comité technique n'était concerné, la procédure

d'approbation décrite ci-dessus doit être répétée si l'organisation d'origine décide que des modifications à la

norme sont nécessaires.
© ISO 2005 — Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
Page 2
EN 12495:2005
Sommaire
Page

...............................................................................................................................................................4

Avant-propos

.................................................................................................................................................................5

Introduction

1 Domaine d'application ..........................................................................................................................5

1.1 Parties structurales...............................................................................................................................5

1.2 Matériaux................................................................................................................................................5

2 Références normatives.........................................................................................................................6

3 Termes et définitions ............................................................................................................................6

4 Eléments nécessaires à la conception ...............................................................................................8

.................................................................................................................................................8

4.1 Objectifs

.......................................................................................................9

4.2 Critères de protection cathodique

............................................................................................................9

4.3 Besoin en courant (électrique)

4.4 Revêtements ........................................................................................................................................10

4.5 Systèmes de protection cathodique - Dimensionnement des anodes..........................................11

5 Conception d'un système par anodes galvaniques ........................................................................12

5.1 Généralités...........................................................................................................................................12

5.2 Considérations d'étude ......................................................................................................................12

5.3 Matériaux des anodes galvaniques...................................................................................................12

5.4 Emplacement des anodes ..................................................................................................................14

...........................................14
5.5 Conception des inserts et autres dispositifs de fixation des anodes

....................................................................................16

6 Conception d'un système à courant imposé

...........................................................................................................................................16

6.1 Généralités

......................................................................................................................16

6.2 Considérations d'étude

6.3 Considérations relatives à l'équipement ..........................................................................................17

6.4 Considérations relatives à l'emplacement .......................................................................................18

7 Conception des systèmes de surveillance.......................................................................................18

7.1 Objectifs ...............................................................................................................................................18

7.2 Description...........................................................................................................................................19

---------------------- Page: 4 ----------------------
Page 3
EN 12495:2005

7.3 Mesures du potentiel ..........................................................................................................................20

7.4 Mesure du courant débité par l'anode ..............................................................................................20

................................................................................................................21

7.5 Transmission des données
..................................................21
7.6 Commande et surveillance des générateurs de courant imposé
.......................................21
8 Installation des systèmes de protection cathodique et de surveillance
...........................................21
9 Mise en service et contrôle des systèmes de protection cathodique

...............................................................................................................................................21

9.1 Objectifs

9.2 Système par anodes galvaniques .....................................................................................................22

9.3 Système à courant imposé.................................................................................................................22

10 Documentation ....................................................................................................................................22

10.1 Généralités...........................................................................................................................................22

10.2 Système par anodes galvaniques .....................................................................................................22

10.3 Système à courant imposé.................................................................................................................23

.....................................................................................................24

11 Sécurité et protection cathodique

...............................................................................................................................................24

11.1 Objectifs

.....................................................................................................................24

11.2 Obstructions physiques

11.3 Choc électrique ...................................................................................................................................24

11.4 Dégagement gazeux ...........................................................................................................................24

Annexe A (informative) Données générales relatives aux exigences en matière de courant pour la

.............................................................................26
protection cathodique des structures offshore fixes en acier
.................................28

Annexe B (informative) Formules relatives à la résistance et à la longévité des anodes

.......................................................31
Annexe C (informative) Recommandations pour l'installation des anodes

Annex D Précautions en matière de sécurité relatives au système à courant imposé...............32

(informative)

Annex E (informative) Caractéristiques électrochimiques types des anodes à courant imposé couramment

utilisées......................................................................................................................................................................33

Bibliographie.............................................................................................................................................................34

---------------------- Page: 5 ----------------------
Page 4
EN 12495:2005
Avant-propos

La présente norme européenne a été élaborée par le Comité Technique CEN/TC 219 "Cathodic Protection" dont le

secrétariat est tenu par le BSI.

Cette norme européenne devra recevoir le statut de norme nationale, soit par publication d'un texte identique, soit

par entérinement, au plus tard en juillet 2000, et toutes les normes nationales en contradiction devront être retirées

au plus tard en juillet 2000.

Selon le Règlement Intérieur du CEN/CENELEC, les instituts de normalisation nationaux des pays suivants sont

tenus de mettre cette norme européenne en application: Allemagne, Autriche, Belgique, Danemark, Espagne,

Finlande, France, Grèce, Irlande, Islande, Italie, Luxembourg, Norvège, Pays-Bas, Portugal, République Tchèque,

Royaume-Uni, Suède et Suisse.
Les annexes A, B, C, D et E de cette norme européenne sont informatives.
---------------------- Page: 6 ----------------------
Page 5
EN 12495:2005
Introduction

La protection cathodique, éventuellement associée à un revêtement ou à une peinture de protection, est

habituellement utilisée pour protéger les surfaces externes des structures offshore fixes en acier et de leurs parties

annexes contre la corrosion due à l'eau de mer ou aux sédiments marins.

Les principes généraux de la protection cathodique sont exposés, de façon détaillée, dans le prEN 12473:1999.

La réaction cathodique assure la protection contre la corrosion des surfaces de la structure et de ses parties

annexes submergées qui sont exposées à l'environnement marin.

La protection cathodique consiste à fournir une quantité suffisante de courant continu à la surface externe de la

structure pour abaisser le potentiel entre l'acier et l'électrolyte jusqu'à des valeurs où la corrosion est insignifiante.

1 Domaine d'application

La présente norme européenne définit les moyens à mettre en oeuvre pour assurer la protection cathodique des

parties submergées des structures offshore fixes en acier et de leurs parties annexes.

1.1 Parties structurales

La présente norme européenne définit les exigences relatives à la protection cathodique des structures fixes, y

compris les structures sous-marines de production et de protection, qu'elles soient ou non reliées entre elles par

des canalisations et/ou des passerelles.

Elle s'applique également aux zones submergées des parties annexes fixées à la structure, lorsque celles-ci sont

électriquement reliées à la structure.

Elle ne s'applique pas à la protection cathodique des structures flottantes telles que bateaux, unités semi-

submersibles, ou des structures allongées telles que canalisations ou câbles.

La présente norme européenne concerne uniquement la protection cathodique des surfaces externes qui sont en

contact avec l'eau de mer ou avec le fond marin. Elle s'applique aux surfaces externes immergées ou enterrées de

la plate-forme métallique fixe (jacket), des tubes conducteurs, des cuvelages de puits, des piles, des tubes en J,

des colonnes montantes, qu'elles soient destinées à la production ou aux utilités etc. .

Elle ne s'applique pas à la protection contre la corrosion des parties de la structure au-dessus du niveau de la mer,

à savoir la zone d'éclaboussures et la zone atmosphérique.

La présente norme ne s'applique pas à la protection interne des composants tubulaires tels que membrures,

jambes, tubes conducteurs ; la protection de ces composants est souvent réalisée par des produits chimiques.

1.2 Matériaux

La présente norme européenne couvre la protection cathodique d'aciers nus ou revêtus dont la limite d'élasticité

minimale spécifiée (S.M.Y.S.) ne dépasse pas 500 N/mm .
1.2.1 Surpolarisation et aciers à haute résistance

Si le potentiel de la structure devient trop négatif, la structure est soumise à une surpolarisation qui risque d'induire

une pénétration d'hydrogène dans la paroi en acier, d'où une fragilisation du métal et un effet préjudiciable

éventuel, incluant la propagation de fissures.

En règle générale, plus les caractéristiques de traction sont importantes, plus le risque de détérioration par

l'hydrogène est élevé. Toutefois, la dureté et la microstructure des matériaux ont également leur importance.

Ces phénomènes peuvent se produire sur des aciers habituellement utilisés pour les structures fixes en mer

(nuance S355 selon l'EN 10025) lorsque les potentiels, mesurés par rapport à une électrode de référence

---------------------- Page: 7 ----------------------
Page 6
EN 12495:2005

Ag/AgCl/eau de mer, sont plus négatifs que -1,10 V. Il convient que des essais appropriés doivent être effectués

pour vérifier que la protection cathodique peut être utilisée en-dehors de ces limites.

1.2.2 Couplage galvanique

Il est possible que certaines parties de la structure soient réalisées en matériaux métalliques autres que les aciers

au carbone/manganèse. Il convient alors d'étudier le système de protection cathodique de manière à assurer la

maîtrise totale de la corrosion due au couplage galvanique avec d'autres matériaux.

1.2.3 Environnement

La présente norme européenne est applicable à l'ensemble de la zone submergée quel que soit le type d'eau de

mer et de fond marin.

En ce qui concerne les surfaces qui sont alternativement immergées et exposées à l'atmosphère, la protection

cathodique n'est efficace que lorsque le temps d'immersion est suffisamment long pour permettre une polarisation

de l'acier. C'est le cas de la partie représentant environ le tiers inférieur de la zone de marnage. Il est donc

nécessaire pour assurer la protection de la surface humide située au-dessus de ce niveau d'utiliser une autre

méthode de protection contre la corrosion qui peut être, par exemple, l'utilisation d'un revêtement, d'un gainage,

d'une armature ou l'augmentation de l'épaisseur du matériau de la structure.
2 Références normatives

Cette norme européenne comporte par référence datée ou non datée des dispositions d'autres publications. Ces

références normatives sont citées aux endroits appropriés dans le texte et les publications sont énumérées ci-

après. Pour les références datées, les amendements ou révisions ultérieurs de l'une quelconque de ces

publications ne s'appliquent à cette norme européenne que s'ils y ont été incorporés par amendement ou révision.

Pour les références non datées, la dernière édition de la publication à laquelle il est fait référence s'applique.

prEN 12473:1999, Principes généraux de la protection cathodique en eau de mer.

prEN 12496:1997, Anodes sacrificielles pour protection cathodique dans l’eau de mer

EN 10025, Produits laminés à chaud en aciers de construction non alliés - Conditions techniques de livraison.

3 Termes et définitions

Pour les besoins de la présente norme européenne, les termes et définitions du prEN 12473:1999 et les définitions

suivantes s'appliquent :
3.1
zone atmosphérique

zone située au-dessus de la zone d'éclaboussure, c'est-à-dire au-dessus du niveau atteint par la houle normale

3.2
zone enfouie
zone située sous le fond vaseux
3.3
tube conducteur
premier tubage installé dans un puits
3.4
plaque de renforcement

plaque soudée sur une membrure pour la renforcer localement ou pour l'isoler lorsque des travaux de soudage

ultérieurs sont prévus
3.5
zone de marnage étendue
zone comprenant la zone marnage, la zone d'éclaboussure et la zone de transition
---------------------- Page: 8 ----------------------
Page 7
EN 12495:2005
3.6
H.A.T.
niveau de la marée astronomique maximale
3.7
zone immergée
zone située en dessous de la zone de marnage étendue et au-dessus du fond vaseux
3.8
tube en J

conduite tubulaire courbe conçue et installée sur une structure et dans laquelle sont glissés une ou plusieurs

canalisations montantes et un ou plusieurs câbles, afin de les soutenir et les guider

3.9
L.A.T.
niveau de la marée astronomique minimale
3.10
sédiments marins

couche supérieure du fond marin composée de matériaux solides saturés d'eau de masses volumiques différentes

3.11
M.T.L.
niveau moyen de la marée (également désigné par M.S.L. ou M.W.L.)
3.12
pile
élément tubulaire de fondation profonde supportant une structure fixe en mer
3.13
colonne montante

partie verticale ou presque verticale d'une canalisation en mer, située entre le réseau de canalisations de la plate-

forme et la canalisation située au niveau ou en dessous du fond marin. Cette partie comprend une longueur égale

à au moins cinq fois le diamètre du tube, au-delà du coude, du cintrage ou du raccord inférieur

3.14
salinité

quantité de sels minéraux dissous dans l'eau de mer. La mesure normalisée de la salinité est fondée sur la

détermination de la conductivité électrique de l'eau de mer. La salinité s'exprime en grammes par kilogramme ou

en ppt
3.15
zone d'éclaboussure

hauteur de la structure qui est par intermittence humide et sèche en raison de l'action des vagues juste au-dessus

du H.A.T
3.16
zone submergée
zone comprenant la zone enfouie, la zone immergée et la zone de transition
3.17
zone de marnage
zone située entre le L.A.T. et le H.A.T
3.18
zone de transition

zone située en dessous du L.A.T., qui tient compte de l'éventuel décalage dû à l'installation de la plate-forme, et

dont la teneur en oxygène est généralement plus élevée en raison de la houle normale

---------------------- Page: 9 ----------------------
Page 8
EN 12495:2005
3.19
cuvelage de puits

ensemble des tubes en acier descendus dans les puits de production de pétrole, de gaz ou d'eau pour assurer

l'étanchéité ou pour empêcher l'affouillement dans un sol meuble
Zone atmosphérique
Zone d’éclaboussure
H.A.T.
Zone de marnage
Zone de marnage
étendue
M.T.L.
L.A.T.
Zone de transition
Zone submergée
Zone immergée
Fond vaseux
Zone enfouie

Figure 1 - Représentation schématique des niveaux et des zones dans l'environnement marin

4 Eléments nécessaires à la conception
4.1 Objectifs

L'objectif principal d'un système de protection cathodique est de fournir une quantité suffisante de courant pour

protéger chaque partie de la structure et chaque partie de ses annexes et de répartir ce courant de telle sorte que

le potentiel acier/eau de mer de chaque partie de la structure soit compris entre les limites données par les

différents critères de potentiel (se reporter à 4.2).
---------------------- Page: 10 ----------------------
Page 9
EN 12495:2005

Il convient que les potentiels soient aussi homogènes que possible sur l'ensemble de la structure. Ceci ne peut être

obtenu que par une répartition adéquate des anodes sur la structure. Cette répartition adéquate des anodes est

difficile à réaliser dans certaines zones telles que les noeuds complexes ou les grilles servant de guide aux tubes

conducteurs, lorsqu'on ne peut affecter qu'un espace réduit pour l'installation des anodes alors que des surfaces

importantes doivent être protégées. Il convient par conséquent d'accorder une attention toute particulière à la

phase de conception de la structure :

- éviter les configurations complexes : c'est-à-dire préférer l'utilisation de tubes à celle de profilés en T ou en H ;

- réduire le nombre de surfaces annexes ;

- limiter le rapport des surfaces en acier par rapport au volume de l'électrolyte dans les parties encombrées.

Il est possible d'utiliser un revêtement de protection à proximité des anodes lorsque leur courant de sortie et leur

proximité par rapport à la structure sont susceptibles de conduire à une surpolarisation (voir 1.2.1).

Il convient normalement d'étudier le système de protection cathodique pour la durée de vie prévue de la structure.

Il convient qu'un spécialiste réalise la conception du système de protection cathodique pour que celle-ci soit

satisfaisante.
4.2 Critères de protection cathodique

Les critères de protection cathodique sont décrits de façon détaillée dans le prEN 12473:1999.

Pour atteindre un niveau adéquat de protection cathodique, il est préférable que les potentiels de protection des

structures en acier soient conformes à ceux indiqués dans le tableau ci-dessous.

Tableau 1 - Résumé des potentiels recommandés par rapport aux électrodes de référence argent/chlorure

d'argent/eau de mer pour la protection cathodique des matériaux en acier dans l'eau de mer

Matériau Potentiel négatif minimum Potentiel négatif maximum
volt volt
Aciers au carbone faiblement alliés
environnement aérobie -0,80 -1,10
environnement anaérobie -0,90 -1,10
Acier inoxydable
Acier austénitique
- (PREN
40) -0,30 pas de limite
-0,60 (voir note 1) pas de limite
- (PREN < 40)
Duplex -0,60 (voir note 1) (voir note 2)

NOTE 1 Pour la plupart des applications, ces potentiels sont adaptés à la protection des surfaces des zones confinés

(crevasses) bien que des potentiels plus élevés puissent être pris en considération.

NOTE 2 Selon les structures métallurgiques, ces alliages peuvent être plus ou moins sensibles à la fissuration, les

potentiels très négatifs doivent donc être évités (voir prEN 12473:1999).
4.3 Besoin en courant (électrique)

Pour obtenir les critères de protection cathodique sur l'ensemble de la structure, il est nécessaire d'examiner le

besoin en courant (électrique) sur chaque partie de la structure.

Le besoin en courant de chaque partie de la structure est le produit de l'aire de la surface d'acier multipliée par la

densité de courant nécessaire.
---------------------- Page: 11 ----------------------
Page 10
EN 12495:2005

La densité de courant nécessaire n'est pas la même pour toutes les parties de la structure, dans la mesure où les

conditions d'environnement sont variables. Par conséquent, il convient de considérer les surfaces et les parties

suivantes, en se référant aux zones définies à l'article 3 :

- parties situées dans les zones de marnage et de transition (habituellement revêtues ou plaquées) ;

- parties situées dans la zone immergée ;
- parties situées dans la zone enfouie ;

- puits à forer ; un besoin en courant doit être pris en compte pour chaque puits, selon les dimensions, la

profondeur et la cimentation prévues pour les puits (voir A.4 dans l’annexe A) ;

- structures voisines et canalisations en contact électrique avec la structure offshore fixe en acier à protéger.

Il est possible choisir des densités de courant pour le calcul en fonction de l'expérience a

...