Výrobce a dodavatel katodických ochranných anod v Číně
Wstitanium má široké aplikační vyhlídky a potenciál rozvoje v oblasti výroby anod s katodovou ochranou. Prostřednictvím neustálé optimalizace vlastností materiálů, inovativní výrobní technologie, přísné kontroly kvality a pozornosti k budoucím vývojovým trendům bude Wstitanium poskytovat spolehlivější, efektivnější, inteligentnější a ekologičtější řešení ochrany kovových konstrukcí proti korozi.
- Zinková obětní anoda
- Hliníková obětní anoda
- Hořčíková obětní anoda
- Vysoká silikonová litinová anoda
- Anody ICCP
- Grafitová anoda
- Anoda DSA MMO
- Referenční elektrody
One Stop Katodické ochranné anody Factory - Wstitanium
Katodická ochrana je účinná technologie zabraňující korozi kovů, která je široce používána v mnoha oborech, jako je ropa, zemní plyn, lodní inženýrství, komunální zařízení atd. V systému katodové ochrany hraje anoda zásadní roli, která přímo ovlivňuje účinek, životnost a cenu. Wstitanium prokázalo jedinečné výhody v oblasti výroby anod s katodovou ochranou.
Potenciál je mírný, proudová účinnost je vysoká (až 90%), rozpouštění je rovnoměrné, výkon je stabilní a je šetrný k životnímu prostředí. Je široce používán v katodické ochraně lodí, námořního inženýrství a přístavních zařízení v mořské a sladké vodě, jakož i potrubí a dalších zařízení v půdě s nízkým odporem. Není vhodný pro prostředí s vysokým odporem.
Má dobrý výkon v mořské vodě a médiích obsahujících chloridové ionty a má silnou samoregulační schopnost emitovaného proudu. Je vhodný pro ochranu velkých námořních inženýrských staveb, lodí a vnitřních stěn skladovacích nádrží. Má nízkou hustotu a velkou teoretickou kapacitu, ale jeho výkon je značně ovlivněn složením slitiny a faktory prostředí.
Potenciál je velmi negativní, napájecí napětí je vysoké a je vhodný pro prostředí s vysokým odporem, jako je půda a sladká voda, jako je ochrana podzemních potrubí a malých podzemních zásobníků. Jeho teoretická kapacita je velká, ale skutečná proudová účinnost je relativně nízká (obecně 50 % – 60 %) a dojde k samovolnému rozpouštění a dalším jevům.
Titanový substrát je potažen tenkou vrstvou směsi oxidů kovů, jako je platina, ruthenium a iridium. Anody ICCP vedou proud z pomocné anody do elektrolytu (jako je mořská voda), čímž se chráněná kovová struktura stává katodou, vytváří na jejím povrchu záporný náboj a brání korozní reakci kovu.
Anoda z oxidu kovu DSA je titanový substrát s aktivním povlakem, jako je oxid ruthenia (RuO₂) a oxid iridium (IrO₂) na povrchu. Tyto oxidy mají dobrou elektrokatalytickou aktivitu, vodivost a odolnost proti oxidaci, což může snížit nadměrný potenciál elektrodové reakce a zlepšit účinnost elektrolýzy.
Referenční elektrody
Základní úlohou referenční elektrody v oblasti ochrany proti korozi kovů je poskytovat stabilní potenciální referenci pro sledování a regulaci korozního stavu kovové konstrukce pro zajištění účinnosti systému katodové ochrany. Vícebodové měření potenciálu lokalizuje místa s vysokým rizikem koroze.
Základní principy katodové ochrany
Koroze kovů je většinou elektrochemický proces. Vezměte si jako příklad ocel. Ve vlhkém prostředí bude železo (Fe) podléhat oxidační reakci: Fe→Fe²⁺ + 2e⁻. Generované elektrony (e⁻) budou vedeny kovem a Fe2⁺ vstoupí do elektrolytu (jako je půda a mořská voda obsahující vodu a rozpuštěné soli). V jiné části kovového povrchu dojde k redukční reakci, například v přítomnosti kyslíku, 4 + 4HXNUMX + XNUMXe⁻→XNUMXOH⁻. Pokračování této redoxní reakce způsobuje kontinuální rozpouštění kovu, to znamená, že dochází ke korozi.
Základní myšlenkou katodové ochrany je použití vnějších prostředků k vytvoření katody z povrchu chráněného kovu, čímž se inhibuje proces oxidace a rozpouštění kovu. Existují dva hlavní způsoby, jak dosáhnout katodické ochrany: metoda katodové ochrany s obětní anodou a metoda katodové ochrany s vloženým proudem. Oba spoléhají na to, že anoda funguje.
V systému katodové ochrany obětní anody je jako anoda vybrán kov nebo slitina s negativnějším potenciálem než chráněný kov. Vzhledem k tomu, že potenciál materiálu anody (hořčík, zinek, hliník) je zápornější, dojde k oxidační reakci přednostně v roztoku elektrolytu, přičemž se uvolní elektrony. Tyto elektrony proudí k chráněnému kovu a zvyšují hustotu elektronů na povrchu chráněného kovu, čímž inhibují korozní reakci kovu. Například v systému, kde se zinek používá jako obětní anoda k ochraně ocelového potrubí, bude zinek pokračovat v rozpouštění (Zn→Zn²⁺ + 2e⁻), zatímco elektrony proudí do ocelového potrubí, což ztěžuje produkci FeXNUMX⁺ na povrchu ocelového potrubí, čímž se dosáhne účelu ochrany potrubí.
Systém katodické ochrany s přiloženým proudem zavádí stejnosměrný proud mezi chráněný kov a pomocnou anodu prostřednictvím externího zdroje napájení. Pomocná anoda je obvykle vyrobena z vysoce korozivzdorných materiálů, přičemž kladný pól zdroje napájení je připojen k pomocné anodě a záporný pól k chráněnému kovu. Proud vytéká z pomocné anody a proudí k chráněnému kovu přes roztok elektrolytu, což způsobuje katodickou polarizaci na povrchu chráněného kovu a inhibuje korozní reakci. V tomto systému pomocná anoda přebírá klíčový úkol vedení proudu.
Anoda ICCP VS obětovaná anoda
Anoda ICCP je vhodná pro dlouhodobou ochranu velkých, složitých nebo vysoce korozních prostředí. Vyžaduje externí zdroj energie, ale proud je řiditelný a rozsah ochrany je široký. Obětní anoda je vhodná pro malé, rozptýlené nebo obtížně napájené scénáře. Nevyžaduje externí zdroj energie, ale rozsah ochrany je omezený a anodu je třeba pravidelně vyměňovat. Obětní anoda je vhodná pro malé, rozptýlené nebo obtížně napájené scénáře. Nevyžaduje externí zdroj energie, ale rozsah ochrany je omezený a anodu je třeba pravidelně vyměňovat.
| Srovnávací položky | ICCP anoda (katodická ochranná anoda s vtlačeným proudem) | Obětní anoda |
| Pracovní princip | Zajistěte proud přes externí zdroj energie. Anoda slouží jako pomocná elektroda k uvolnění elektronů, čímž se chráněný kov stane katodou. | Spolehněte se na korozi a rozpouštění vlastního kovu, aby se uvolnily elektrony, čímž se chráněný kov stane katodou. |
| Druhy materiálů | Směsné oxidy kovů (jako je DSA), litina s vysokým obsahem křemíku, grafit, titan potažený platinou/niobem atd. | Slitiny na bázi zinku, hliníku, hořčíku |
| Hnací napětí | Závisí na externím zdroji energie (obvykle usměrňovač) a napětí je nastavitelné. | Závisí na rozdílu potenciálů mezi dvěma kovy (rozdíl přirozeného korozního potenciálu) a napětí je pevné. |
| Aktuální výstup | Lze přesně ovládat, s velkou intenzitou proudu (obvykle několik ampér až desítky ampérů). | Proudový výkon je omezen rychlostí koroze samotného materiálu a proud je relativně malý (obvykle v miliampérech až několika ampérech). |
| Rozsah ochrany | Vhodné pro dálková a rozsáhlá zařízení (jako jsou dálkové potrubí, velké skladovací nádrže). | Vhodné pro místní nebo drobné stavby (jako jsou lodě, malá potrubí). |
| Požadavky na údržbu | Vyžaduje se pravidelná kontrola zdroje napájení, stavu anody a parametrů systému a údržba je složitá. | Není potřeba žádný externí zdroj energie, ale spotřebovanou anodu je třeba pravidelně vyměňovat a údržba je poměrně jednoduchá. |
| Životnost | Materiál anody má silnou odolnost proti korozi a dlouhou životnost (obvykle 5-20 let, v závislosti na materiálu a prostředí). | Závisí na spotřebě materiálu anody a životnost je relativně krátká (obvykle 2-10 let). |
| Přizpůsobivost prostředí | Použitelné v prostředí s vysokým odporem (jako je suchá půda) nebo extrémním korozním prostředí (jako je hluboké moře). | Použitelné pro prostředí s nízkým odporem (jako je mořská voda, mokrá půda). |
| Stát | Vysoká počáteční investice (vyžaduje se napájecí zařízení), ale náklady na dlouhodobou údržbu jsou nízké. | Nízké počáteční náklady, ale anodu je třeba často vyměňovat a dlouhodobé náklady mohou být vysoké. |
| Typické aplikace | Ropovody a plynovody, mosty, přístavní zařízení, pobřežní plošiny, velké skladovací nádrže | Lodě, podzemní skladovací nádrže, malá potrubí, přístavní zařízení |
| Složitost systému | Vyžaduje podpůrné zdroje energie, referenční elektrody a řídicí systémy a systém je složitý. | Jednoduchá konstrukce, není potřeba žádný externí zdroj energie. |
| Dopad na přilehlé kovy | Může docházet k rušení rozptylovým proudem a jsou nutná další ochranná opatření. | Neexistuje žádný problém s bludným proudem, ale může urychlit korozi sousedních nízkopotenciálních kovů. |
| Ekologická přívětivost | Materiál anody je obvykle šetrný k životnímu prostředí, ale je třeba věnovat pozornost úpravě odpadního elektrolytu. | Spotřebovaný anodový materiál se dostává přímo do životního prostředí a může mít mírný dopad na místní ekologii. |
Faktory při výběru anod pro katodickou ochranu
Správný výběr anod pro katodickou ochranu má velký význam pro zajištění dlouhodobé ochrany kovových konstrukcí, snížení nákladů na údržbu a zajištění bezpečného a stabilního provozu zařízení. Výběr vhodných anod pro katodickou ochranu je složitý a kritický úkol, který vyžaduje komplexní zvážení mnoha faktorů, jako jsou vlastnosti chráněného kovu, elektrolytické prostředí, požadavky na ochranný proud, výkonnostní parametry anody, náklady a instalace a údržba. Různé typy anod mají v různých aplikačních scénářích své výhody a nevýhody.
- Chráněné kovy
Různé kovy mají různé elektrodové potenciály a korozní charakteristiky, které přímo ovlivňují výběr anody. Pro kovy s kladným potenciálem, jako je měď a její slitiny, jsou vyžadovány anody se zápornějším potenciálem, aby poskytovaly dostatečné budicí napětí. Pro kovy s větším záporným potenciálem, jako je ocel, je rozsah dostupných anod poměrně široký, ale je třeba vzít v úvahu také faktory, jako je rychlost koroze a korozní prostředí.
- Půdní prostředí
Odpor, hodnota pH, obsah vody a solí obsažených v půdě mají významný vliv na výkon anody. V půdách s vysokým měrným odporem, jako jsou suché písčité půdy, jsou vyžadovány anody s vysokým budícím napětím a vhodnější jsou obětované anody na bázi hořčíku nebo anody s vloženým proudem s vysokou výstupní kapacitou. V půdách s nízkým měrným odporem mohou požadavky splnit obětované anody na bázi zinku nebo běžné anody s vloženým proudem. .
- Vodní prostředí
V mořské vodě jsou obětní anody na bázi zinku a hliníku běžnou volbou. Jsou stabilní v mořské vodě. Ve sladké vodě mohou být obětní anody na bázi hořčíku vhodnější kvůli jejich vysokému hnacímu potenciálu. Pro katodickou ochranu s vloženým proudem jsou anody se smíšenými oxidy kovů (anody MMO) lépe přizpůsobitelné drsnému prostředí mořské vody díky jejich vysokému nadměrnému potenciálu vývoje kyslíku a dlouhé životnosti.
- Aktuální účinnost
Proudová účinnost se týká poměru efektivního ochranného proudu, který je skutečně vydán anodou, k teoretickému výstupnímu proudu. Anody s vysokou proudovou účinností efektivněji využívají vlastní elektrickou energii a prodlužují jejich životnost. V prostředí s mořskou vodou může současná účinnost obětních anod na bázi zinku dosáhnout více než 80 %.
- Život anod
Anody ze smíšených oxidů kovů (MMO anody) mají životnost až desetiletí díky jejich vysokému nadměrnému potenciálu vývoje kyslíku a dobré chemické stabilitě. Přestože jsou grafitové anody levnější, mohou se v určitých prostředích vlivem koroze postupně opotřebovávat a vyžadují pravidelnou kontrolu a výměnu.
- Stát
Obětované anody mají nižší počáteční investici. Systémy katodové ochrany s přiloženým proudem mají vyšší počáteční investici. Pro projekty s omezeným rozpočtem mohou být atraktivnější obětní anody. Avšak s ohledem na dlouhodobý provozní účinek mohou být systémy katodové ochrany s vloženým proudem ekonomičtější.
Zakázková výroba katodických ochranných anodových služeb
Wstitanium poskytuje vysoce kvalitní a spolehlivá řešení pro různá průmyslová odvětví v oblasti výroby anod s katodovou ochranou s vyspělou technologií, přísnou kontrolou kvality a bohatými praktickými zkušenostmi. Od výběru materiálů anody, optimalizace výrobní technologie až po přísný systém kontroly kvality, společnost Wstitanium je vždy odhodlána vyhovět vašim potřebám a vyřešit problémy s korozí kovů ve skutečných projektech.
Obětní anoda
Podle různých materiálů a specifikací obětovaných anod se používá vhodná technologie odlévání. U zinkových obětních anod a hliníkových obětních anod se obvykle používá technologie tavení a odlévání. Předupravené zinkové ingoty, hliníkové ingoty a další suroviny se přidávají do pece v určitém poměru, zahřívají se a taví a plně míchají během procesu tavení, aby se slitinové prvky rovnoměrně rozdělily. Poté se roztavená kovová kapalina odlévá do předem vyrobené formy. Tvar a velikost formy jsou určeny podle konstrukčních požadavků anodového výrobku. Během procesu odlévání je řízena teplota, rychlost a tlak odlévání, aby byla zajištěna kvalita odlitku a zabránilo se defektům, jako jsou póry, smršťovací otvory a vměstky strusky.
U hořčíkových obětních anod je vzhledem k aktivním chemickým vlastnostem hořčíku nutné během procesu odlévání přijmout speciální ochranná opatření, aby se zabránilo oxidaci a spalování hořčíkové kapaliny. Obecně se tavení a odlévání provádí v prostředí ochranného plynu (jako je argon) a do hořčíkové kapaliny se přidává vhodné množství rafinačního činidla, aby se odstranily nečistoty a plyny a zlepšila se kvalita odlitku.
Vysoce křemíková litinová anoda a grafitová anoda
U anody z litiny s vysokým obsahem křemíku se proces odlévání používá ke zpracování předvalku z litiny s vysokým obsahem křemíku do požadovaného tvaru a velikosti. Během procesu odlévání jsou teplota lití a rychlost chlazení přísně kontrolovány, aby byla zajištěna metalografická struktura a výkon litiny s vysokým obsahem křemíku. U grafitové anody se dle konstrukčních požadavků zpracuje grafitový blok na anody různých tvarů, např. válcové, deskové, trubkové apod. mechanickým opracováním. Během zpracování je zaručena rozměrová přesnost a kvalita povrchu grafitové anody, aby se zabránilo defektům, jako jsou praskliny a padající bloky.
Pro anodu smíšených oxidů kovů (MMO) se titan nejprve mechanicky opracuje do požadovaného tvaru, jako je titanová tyč, titanová trubice, titanová síťka atd., a poté se aktivní povlak nanese na povrch titanového substrátu tepelným rozkladem nebo elektrochemickým nanášením. Metoda tepelného rozkladu spočívá v potažení povrchu titanového substrátu roztokem obsahujícím kovové soli, jako je ruthenium a iridium, a poté jej tepelně rozložit při vysoké teplotě po vysušení, aby se sůl kovu přeměnila na oxid kovu za vzniku pevného povlaku. Metoda elektrochemické depozice spočívá v redukci a ukládání kovových iontů na povrch titanového substrátu pomocí elektrolýzy za vzniku povlaku oxidu kovu.
Inspekce kvality
Společnost Wstitanium přísně dodržuje normy ISO 12959 „Požadavky na výkon obětní anody“, NACE RP0176 „Kontrola vnější koroze podzemních nebo podvodních systémů kovových trubek“ atd., aby vyhovovala potřebám zákazníků v různých zemích.
Po vyrobení anody je provedena komplexní kontrola hotového výrobku. U obětovaných anod se testuje jejich potenciál otevřeného obvodu, potenciál uzavřeného obvodu, proudová účinnost, spotřeba a další indikátory elektrochemického výkonu. Metoda konstantního proudu nebo metoda konstantního potenciálu se používá k testování v roztoku elektrolytu simulujícím skutečné pracovní podmínky. Potenciální a proudové změny anody jsou zaznamenávány elektrochemickou pracovní stanicí pro výpočet různých výkonnostních ukazatelů. Současně je kontrolován vzhled, velikost, hmotnost atd. anody, aby bylo zajištěno, že splňuje výrobkové normy a požadavky zákazníků. U pomocných anod se kromě testování jejich elektrochemických vlastností testuje také jejich vodivost, odolnost proti korozi atd. Například anody z litiny s vysokým obsahem křemíku jsou podrobeny dlouhodobým korozním testům, aby byla pozorována jejich koroze v různých médiích a vyhodnocena jejich životnost.
Aplikace katodické ochranné anody
Ať už se jedná o obětní anodu, která uvolňuje elektrony tím, že koroduje a sama se rozpouští, nebo pomocnou anodu, která přenáší proud působením externího zdroje energie, hrají nezastupitelnou roli v příslušných aplikačních scénářích. V ropném a plynárenském průmyslu zajišťují bezpečnost a stabilitu přenosu energie; v oblasti stavby lodí a lodního inženýrství prodlužují životnost zařízení na moři; v komunálním stavitelství zajišťují dlouhodobé využívání infrastruktury.
Ropa a plyn
V ropném a plynárenském průmyslu jsou katodové ochranné anody široce používány pro korozní ochranu podzemních ropovodů, plynovodů, nádrží na skladování ropy, pobřežních ropných plošin a dalších zařízení. Podzemní ropovody a plynovody jsou po dlouhou dobu uloženy v půdě a snadno podléhají korozi vlivem faktorů, jako jsou elektrolyty a mikroorganismy v půdě. Obětní anody nebo pomocné anody jsou připojeny k potrubí, aby vytvořily systém katodické ochrany, který účinně inhibuje korozi potrubí. Spodní deska a stěna nádrže olejové akumulační nádrže jsou v kontaktu s půdou nebo skladovaným médiem a pro zamezení koroze je také nutná katodická ochrana. Pobřežní ropné plošiny jsou v drsném mořském prostředí a mořská voda je vysoce korozivní. Systém katodové ochrany je nezbytný pro dlouhodobý bezpečný provoz ocelové konstrukce plošiny, rámu vodičů, stoupačky a dalších zařízení.
Lodní a námořní inženýrství
Trup, vrtule, kormidlo a další části lodi jsou po dlouhou dobu ponořeny v mořské vodě a čelí vážnému nebezpečí koroze. Obětní anody, jako jsou obětní anody na bázi zinku a obětované anody na bázi hliníku, jsou široce instalovány na povrchu trupu, aby poskytovaly katodickou ochranu trupu. Pro velké lodě a vybavení pro lodní techniku, jako jsou vrtné lodě a plovoucí výrobní skladovací a vykládací jednotky (FPSO), se také používají systémy katodové ochrany s vloženým proudem. Pomocné anody, jako jsou litinové anody s vysokým obsahem křemíku a anody MMO, se používají ve spojení s obětními anodami pro zlepšení ochranného účinku. Kromě toho zařízení v docích, jako jsou mola a vlnolamy, často používají technologii katodové ochrany, aby se zabránilo korozi z mořské vody a mořské atmosféry.
Komunální a stavební inženýrství
V komunálním inženýrství vyžadují podzemní vodovodní potrubí, drenážní potrubí, plynová potrubí a další infrastruktura katodickou ochranu, aby se zabránilo korozi půdy. Mosty a ocelové tyče pro základy budov ve městech také čelí riziku koroze. Přijetím technologie katodové ochrany lze prodloužit životnost těchto konstrukcí. U některých speciálních budov, jako jsou bazény a bazény na čištění odpadních vod, je také vyžadována katodická ochrana pro ochranu jejich konstrukční bezpečnosti, protože kontaktní médium je korozivní.
Energetický a komunikační průmysl
Kovová zařízení, jako jsou uzemňovací sítě rozvoden a základy stožárů přenosového vedení v energetice, jsou vystaveny půdě nebo atmosféře po dlouhou dobu a jsou náchylné ke korozi. Technologie katodové ochrany může účinně chránit tato zařízení a zlepšit spolehlivost energetického systému. V komunikačním průmyslu vyžadují podzemní komunikační kabely, uzemňovací systémy komunikačních základnových stanic atd. také katodovou ochranu, aby se zabránilo korozi a zajistila plynulá komunikace.
Stručně řečeno, anody katodové ochrany hrají důležitou roli v oblasti ochrany proti korozi kovů. Z principiálního hlediska vytvářejí obětní anody a pomocné anody účinné ochranné bariéry pro chráněné kovy založené na různých elektrochemických mechanismech, aby odolávaly korozi. Obětní anody, jako je zinek, hliník a hořčík, stejně jako pomocné anody, jako je litina s vysokým obsahem křemíku, grafit a smíšené oxidy kovů, splňují různé technické potřeby se svými jedinečnými výkonnostními charakteristikami. Neustálé zlepšování výrobní technologie společnosti Wstanium, od kontroly surovin až po kontrolu kvality konečného produktu, zajišťuje vysokou kvalitu a spolehlivost anody.
