Skroganode
Wstitaniums skroganoder er tungere end konkurrenternes og tilbyder overlegen katodisk beskyttelse. Zinkanoder, aluminiumanoder og magnesiumanoder bruges til at forhindre korrosion i undervandsskrogsektioner, ballasttanke, borevandstanke og lastrum. Disse offeranoder opfylder standarderne specificeret i Mil-Spec A-18001, Mil-Spec A-18001A og Mil-Spec A-18001K.
- MMO anoder
- Zink Offeranoder
- Offeranoder af aluminium
- Magnesiumofferanoder
Wstitanium værksted
Vores kraftfulde faciliteter
Producent af skibsskroganoder i Kina
Meget korrosivt havvand med højt saltindhold og høj luftfugtighed kan forårsage alvorlig elektrokemisk korrosion på skibets skrogplader, propeller, ror og havbundens ventilhuse. Skibsskroganoden, som en kernekomponent i skibets katodiske beskyttelsessystem, hæmmer effektivt metalkorrosionsreaktioner ved at ofre sig selv eller ved at påføre en ekstern strøm. Wstitanium, en betroet producent af katodisk beskyttelsesanoder til skrog i Kina, udvikler teknologier kategoriseret i to hovedtyper: katodisk beskyttelse med offeranoder og katodisk beskyttelse med påtrykt strøm.
Skroganodetype
Baseret på de forskellige principper for katodisk beskyttelse er skibsskroganoder opdelt i to hovedkategorier: offeranoder og påtrykte strømanoder. Offeranoder er de mest anvendte i civile fartøjer på grund af deres manglende behov for en ekstern strømkilde, nemme installation og lave vedligeholdelsesomkostninger; påtrykte strømanoder er velegnede til langvarig korrosionsbeskyttelse af store, specialiserede fartøjer og offshore-teknisk udstyr.
Offeranode af aluminium
Havvand, brakvand, farvande med lav modstand; handelsskibe, fiskerbåde, kystskibe.
Zink Offeranode
Havvand med højt saltindhold; oceangående skibe, dybhavsoperationsplatforme.
Magnesium Offeranode
Ferskvand, indre farvande med høj resistivitet; flodskibe, skibe til sødrift.
Offeranodeelementer til skrog
Offeranoders sammensætning skal opfylde kravene om et potentiale, der er mere negativt end skibets kulstofstål, høj strømeffektivitet, ensartet korrosion og passiveringsbestandighed. Forskellige typer offeranoder har klare industristandarder vedrørende legeringselementforhold og specifikationer (f.eks. GB/T 4948-2002 “Zink-Aluminium-Cadmium Alloy Sacrificial Anodes,” GB/T 4950-2002 “Zink-Aluminium-Magnesium-Copper Alloy Sacrificial Anodes,” GB/T 17848-2018 “Aluminiumbaserede offeranoder”).
| Offeranode | Element | Grænser for urenhedselementer | Elektrokemi | L × B × H/mm |
| Zink-Aluminium-Magnesium-Kobber | Zn: Restindhold; Al: 1.0%~1.5%; Mg: 0.08%~0.12%; Cu: 0.05%~0.10% | Fe: 0.005%; Si: 0.01%; | Åbent kredsløbspotentiale: -1.08~-1.15V; Strømeffektivitet: ≥80%; Faktisk kapacitans: ≥820A·t/kg. | 400×150×80; 550×220×110; 700×280×140. |
| Aluminium-Zink-Indium | Al: Balance; Zn: 4.0%~5.0%; In: 0.02%~0.05% | Fe: 0.10%; Cu: 0.01%; Si: 0.10 % | Åbent kredsløbspotentiale: -1.18~-1.25V; Strømeffektivitet: ≥90%; Faktisk kapacitans: ≥2600A·t/kg. | 600×200×100; 750×250×120; 900×300×150. |
| Aluminium-Zink-Indium-Tin | Al: Balance; Zn: 4.5%~5.5%; In: 0.03%~0.06%; Sn: 0.02%~0.04% | Fe: 0.08%; Cu: 0.008%; Si: 0.08 % | Åbent kredsløbspotentiale: -1.20~-1.28V; Strømeffektivitet: ≥90%; Faktisk kapacitans: ≥2600A·t/kg. | 500×180×90; 650×230×110; 850×290×140. |
| Magnesium-Aluminium-Zink-Mangan | Mg: Restindhold; Al: 5.3%~6.7%; Zn: 2.5%~3.5%; Mn: 0.15%~0.60% | Fe: 0.005%; Cu: 0.005%; Ni: 0.003 % | Åbent kredsløbspotentiale: -1.55~-1.60V; Strømeffektivitet: ≥50%; Faktisk kapacitans: ≥1200A·t/kg. | 300×120×60; 450×180×90; 600×240×120. |
Galleri over offeranoder
Elementer af ICCP-anoder
De centrale krav til prægede strømanoder har høj ledningsevne, stærk korrosionsbestandighed, høj strømtæthed og lang levetid. Deres ydeevne bestemmes direkte af basismaterialet og belægningsmaterialet. I øjeblikket er blandede metaloxidanoder (MMO) det mest populære produkt. Grafitanoder og bly-sølvlegeringsanoder bliver gradvist erstattet.
| ICCP Anode | Substrat | Coating | Ydeevne | Specifikationer | Designliv |
| Ruthenium-Iridium MMO-anode | Ren Titanium (Gr1/Gr2) | RuO₂: 20%~30%; IrO₂: 70%~80%; Lagtykkelse: 5~10μm | Driftsstrømtæthed: 100~200A/m²; Polarisationshastighed: ≤5mV/år; Korrosionsbestandighed: Intet tydeligt tab efter 10 års nedsænkning i havvand. | Strimle: Φ20 × 1000 ~ 3000 mm; | 10 ~ 20 år |
| Plade: 200×500×3 mm; | |||||
| Net: 500 × 500 × 2 mm | |||||
| Iridium-Tantal MMO-anode | Ren Titanium (Gr1/Gr2) | IrO₂: 30%~40%; Ta₂O₅: 60%~70%; Belægningstykkelse: 8~12μm | Driftsstrømtæthed: 150~250A/m²; Stærk korrosionsbestandighed; Velegnet til miljøer med højt saltindhold og stærkt oxiderende. | Rør: Φ25 × 1500 ~ 4000 mm; | 15 ~ 25 år |
| Plade: 300×600×4 mm |
Hull ICCP MMO Anodegalleri
Arbejdsprincip for offeranoder
Katodisk beskyttelse med offeranoder er baseret på galvaniske celleprincipper for elektrokemisk korrosion. Hovedkomponenten i et skibsskrogs stålplade er kulstofstål. I et elektrolytmiljø som havvand dannes utallige små galvaniske celler på overfladen af kulstofstålet. Området med et mere positivt potentiale fungerer som katode, og området med et mere negativt potentiale fungerer som anode. Oxidation (korrosion) forekommer i det anodiske område, mens det katodiske område forbliver stabilt.
Standardelektrodepotentialet for offeranodematerialet (zink, aluminium, magnesium) er meget lavere end for skibets kulstofstål. Når offeranoden er forbundet med skibets stålplade via en ledning eller direkte, og begge er nedsænket i havvand, danner de en ny makroskopisk galvanisk celle.
I dette tilfælde fungerer offeranoden som anode (negativ elektrode) i den galvaniske celle, og skibets stålplade fungerer som katode (positiv elektrode). Under elektrolyttens påvirkning oxideres offeranoden fortrinsvis, hvorved elektroner og metalioner frigives:
- Zinkanodiseringsreaktion: Zn→Zn²+ +2e−
- Aluminiumanodiseringsreaktion: Al→Al3+ +3e−
- Magnesiumanodiseringsreaktion: Mg→Mg²+ +2e−
De frigjorte elektroner strømmer gennem havvand eller forbindelsesledninger til skibets stålplader, hvilket forårsager en stor ophobning af elektroner på overfladen af stålpladerne og derved hæmmer oxidationsreaktionen af selve kulstofstålet (Fe→Fe2++2e-).
I mellemtiden optager opløst ilt i havvand elektroner på overfladen af skibets stålplader og gennemgår en reduktionsreaktion: (O2â € <+2H2â € <O+4e-→4OH-Offeranoden forsyner skibets stålplader med en beskyttelsesstrøm gennem dens kontinuerlige korrosion og forbrug, indtil anoden er fuldstændig tømt. Offeranoder kræver ikke en ekstern strømkilde, og størrelsen af beskyttelsesstrømmen kan automatisk justeres gennem antallet, størrelsen og fordelingen af anoderne, hvilket gør dem velegnede til korrosionsbeskyttelse i de fleste civile fartøjer.
Installationssteder for skroganoder
Risikoen for korrosion varierer i forskellige dele af skroget. Anodernes monteringssteder skal bestemmes præcist baseret på korrosionsintensitet, vandstrømningshastighed og strukturelle egenskaber for at sikre, at beskyttelsesstrømmen dækker alle skrogets metalkomponenter. De specifikke monteringssteder og beskyttelsesmål er vist i tabellen nedenfor:
| Installationssted | Type | Anode form | Beskyttelsesmål | Designgrundlag |
| Skibets bundflade, fladt område | Zn/Al offeranode | Blok, plade | Forhindr ensartet korrosion og grubetæring i skibets bundplade. | Beregnet ud fra skrogets bundareal: 1~2 stykker 50 kg anoder skal placeres pr. 10 m2. |
| Skibsskrogside | Zn/Al offeranode | Strip | Beskyt skrogets stålplade og modstå korrosion fra havbølger. | 1 stripanode skal placeres for hver 2-3 m langs skrogsidens længderetning. |
| Propel og haleaksel | Zn/Al offeranode | Ring, Strippe | Forebyg kavitationskorrosion på propellen og elektrokemisk korrosion på haleakslen. | 1 ringanode installeret på hver side af propellen; 2~3 strimmelanoder arrangeret ved haleakselmuffen. |
| Rorblad og rorstamme | Zn/Al offeranode | Blok, Striml | Beskyt rorbladets overflade og rorstammens forbindelsesdele. | 2 blokanoder installeret på hver side af rorbladet; 1~2 strimmelanoder arrangeret nær rorstammen. |
| Ballasttankens indervæg | Zn-offeranode / MMO-anode | Blok, Rør | Modstå korrosion i det skiftevis tørre og våde miljø inde i ballasttanken. | Ordnet efter tankkapacitet: 1 stk. 30 kg anode installeret pr. 50 m³ tankvolumen. |
| Sea Chest & Sea Water Pipeline | Al-offeranode / MMO-anode | Stang, Rør | Forebyg lokal korrosion på ventilkassens indvendige væg og rørledninger. | 2~3 stavanoder installeret inde i ventilkassen; 1 røranode installeret for hver 5~10 m i rørledningen. |
| Bunden af store oceangående fartøjer | MMO anode | Net, plade | Yde langsigtet beskyttelse til langdistancesejlads. | Jævnt fordelt efter skrogbundsareal, med strømtæthed kontrolleret til 150~200 A/m2. |
Forholdsregler ved anodeinstallation
Før anoden monteres, skal maling, rust og oliepletter på skrogets installationsområde rengøres for at sikre god kontakt mellem anoden og skrogets stålplade, hvilket forhindrer, at for stor kontaktmodstand påvirker beskyttelsesstrømstransmissionen. For påtrykte strømanoder skal der monteres en isolerende pakning (såsom gummi- eller nylonpakning) mellem anoden og skroget for at forhindre kortslutninger. Offeranoder fastgøres generelt med bolte. Boltene skal være lavet af korrosionsbestandige materialer (såsom rustfrit stål eller titanium), og boltforbindelserne skal påføres korrosionsbeskyttende fedt. Påtrykte strømanoder skal fastgøres med en speciel beslag for at sikre sikker montering og modstandsdygtighed over for bølgepåvirkning.
Efter installationen bør en referenceelektrode anvendes til at måle potentialfordelingen på skrogoverfladen for at sikre, at potentialværdien opretholdes på -0.85~-1.20V (i forhold til en mættet kalomelelektrode) uden ubeskyttede områder. Antifoulingmalingen i anodeinstallationsområdet bør være af en type, der ikke indeholder kobberioner, for at forhindre kobberioner i at reagere med anoden og danne en passiveringsfilm, hvilket vil reducere anodeaktiviteten.
Udvælgelse af skroganoder
Anodetypen bør vælges ud fra vandets modstand, saltindhold og temperatur, som fartøjet opererer i. Offeranoder af aluminium foretrækkes til havvand med højt saltindhold. Zinkbaserede anoder er egnede til brakvand, og magnesiumbaserede anoder til ferskvand. Offeranoder bruges typisk til små fartøjer, mens påtrykte strømanoder foretrækkes til store oceangående fartøjer og specialskibe.
Den anode med den bedste omkostningseffektivitet bør vælges under hensyntagen til anskaffelsesomkostninger, installationsomkostninger, vedligeholdelsesomkostninger og levetid. Anodematerialet skal være kompatibelt med skrogmetallen, bundmalingen og havvandsrørene for at undgå kemiske reaktioner, der kan føre til forringelse af ydeevnen.
Beregning af anodekrav: Baseret på det beskyttede skrogs metaloverfladeareal, den beskyttende strømtæthed og anodekapaciteten beregnes antallet og specifikationerne for anoderne. Beregningsformlen er:
(Hvor N er antallet af anoder, S er det beskyttede område, Id er den beskyttende strømtæthed, T er designets levetid, W er vægten af en enkelt anode, og C er anodens faktiske kapacitet.)
Typiske anvendelser af skroganode
| Fartøjstype | Navigationsmiljø | Korrosionsrisiko | Anbefalet anode | Shape | Levetid (år) |
| 5000 DWT fragtskib | Brakvand (saltindhold 10‰~20‰) | Medium | Zn-Cu-Mg-Cu-anode | Blok + Striml | 3 ~ 5 |
| 30,000 DWT oceanskib | Havvand med højt saltindhold (saltindhold 30‰~35‰) | Høj | Al-Zn-Cu-Sn anode + MMO anode | Plade + Net | 6 ~ 8 |
| 500 DWT Indlandsskib | Ferskvand (modstand >10000Ω·cm) | Lav | Mg-Al-Zn-Mn-anode | Stang + Blok | 2 ~ 3 |
| LNG-tankskib | Havvand med højt saltindhold + miljø med lav temperatur | Ekstremt høj | Ir-Ta MMO-anode | Net + Rør | 15 ~ 20 |
| Lille fiskerfartøj | Kystvand (saltindhold 25‰~30‰) | Medium | Zn-Al-Cd-anode | Bloker + | 3 ~ 5 |
Konklusion
Skroganoder er en kernekomponent i skibskorrosionsbeskyttelse. Deres valg, installation og vedligeholdelse bestemmer direkte fartøjets sikkerhed og driftsomkostninger. Denne vejledning gennemgår systematisk de to hovedtyper af skroganoder (offeranoder og påtrykte strømanoder) og beskriver deres elementære sammensætning, specifikationer, formdesign, arbejdsprincipper, installationssteder og udvælgelsesmetoder.
Offeranoder anvendes på grund af deres enkle installation og lave vedligeholdelsesomkostninger i vid udstrækning i civile fartøjer. Zinkbaserede, aluminiumbaserede og magnesiumbaserede offeranoder er egnede til henholdsvis brakvand, havvand med højt saltindhold og ferskvandsmiljøer. Påtrykte strømanoder er med deres langvarige beskyttelse og høje strømtæthed egnede til store oceangående fartøjer, LNG-tankskibe og andre specialiserede skibe. I praktiske anvendelser er det nødvendigt at følge tre hovedprincipper: miljømæssig egnethed, skibstypeegnethed og økonomisk effektivitet. Anodens type og specifikationer bør vælges præcist baseret på sejlområdets parametre, risiko for skrogkorrosion og servicekrav.