Zinkofferanoder anvendes i vid udstrækning til korrosionsbeskyttelse af stålkonstruktioner i forskellige medier såsom havvand, ferskvand og jord på grund af deres stabile elektriske ydeevne, høje strømeffektivitet og nemme installation. De er et af de mest anvendte og teknologisk modne offeranodematerialer, der findes i øjeblikket.
Funktionsprincip for zinkopofringsanoder
Det centrale arbejdsprincip for offeranoder er baseret på den elektrokemiske galvaniske cellereaktion. Dens elektrodepotentiale (-1.10 V, i forhold til kobber/mættet kobbersulfatelektrode CSE) er betydeligt mere negativt end ståls (-0.85 V, CSE). Når zinkanoden er elektrisk forbundet til det beskyttede metal og placeret i det samme elektrolytmiljø, fungerer zinken som anode og mister fortrinsvis elektroner gennem oxidation (Zn-2e⁻=Zn²⁺). Elektronerne overføres til overfladen af det beskyttede metal gennem det ledende medium, hvilket hæmmer dets reduktionsreaktion, hvorved korrosionsbeskyttende effekt opnås ved at "ofre sig selv for at beskytte basismetallet".
Offeranoder af zink af høj kvalitet er ikke lavet af ren zink, men snarere gennem præcis tilsætning af legeringselementer som aluminium og cadmium. Streng kontrol af urenheder som jern, kobber og bly optimerer deres elektrokemiske ydeevne og opløsningsegenskaber, hvilket forhindrer anodepassivering eller intergranulær korrosion.
Legeringselementer og deres funktioner
Ydeevnen af zinkofferanoder afhænger af den præcise proportionering af legeringselementer og streng kontrol af urenheder. I øjeblikket bruger almindelige zinkanoder et ternært zink-aluminium-cadmium-legeringssystem. De relevante sammensætningskrav er klart specificeret i autoritative standarder som f.eks. GB / T 4950-2021 “Offeranoder af zink-aluminium-cadmiumlegering” og ASTM F1182-07 (2023)Offerzinkanoder".
| Element | ASTM B418 Type I | ASTM B418 Type II | MIL-A-18001K | DNV-RP-B401 | GB/T 4950‑2021 |
| Al | 0.1 ~ 0.5 | ≤ 0.005 | 0.1 ~ 0.5 | 0.1 ~ 0.5 | 0.1 ~ 0.7 |
| Cd | 0.025 ~ 0.07 | ≤ 0.003 | 0.025 ~ 0.07 | 0.025 ~ 0.07 | 0.025 ~ 0.07 |
| Fe | ≤ 0.005 | ≤ 0.005 | ≤ 0.005 | ≤ 0.005 | ≤ 0.005 |
| Pb | ≤ 0.006 | ≤ 0.003 | ≤ 0.006 | ≤ 0.006 | ≤ 0.006 |
| Cu | ≤ 0.006 | ≤ 0.003 | ≤ 0.006 | ≤ 0.006 | ≤ 0.006 |
| Si | ≤ 0.125 | ≤ 0.005 | ≤ 0.125 | ≤ 0.125 | — |
| Urenheder | ≤ 0.1 | ≤ 0.02 | ≤ 0.1 | ≤ 0.1 | ≤ 0.3 |
| Zn | Balance | Balance | Balance | Balance | Balance |
Den grundlæggende komponent i zinkanoden er zink (resten ≥99.3%). Kernelegeringselementerne er aluminium (Al) og cadmium (Cd). Indholdsområdet for begge (Al og Cd) er strengt begrænset, og deres synergistiske effekt bestemmer anodens kerneydelse.
Aluminium (Al)
Indholdet styres mellem 0.10 % og 0.50 %, og det er zinkanodens "aktiveringskerneelement". Ren zink danner let en tæt zinkoxidpassiveringsfilm i et elektrolytmiljø, hvilket fører til et kraftigt fald i strømeffektiviteten og svigt af katodisk beskyttelse. Aluminium reagerer fortrinsvis med ilt og danner løs aluminiumoxid. Dette produkt løsner let fra anodeoverfladen, hvilket forhindrer dannelsen af et tæt passiveringslag og sikrer en stabil beskyttelsesstrøm.
Samtidig forfiner aluminium zinklegeringens kornstruktur, hvilket forbedrer anodens mekaniske styrke og forhindrer skader under transport eller installation. Det skal bemærkes, at når aluminiumindholdet er under 0.10%, er aktiveringseffekten utilstrækkelig, og anoden er tilbøjelig til passivering; når det er over 0.50%, vil det forårsage, at anodepotentialet forskydes, hvilket reducerer potentialforskellen med stål og påvirker den beskyttende drivkraft.
Kadmium (Cd)
Cadmiumindholdet kontrolleres mellem 0.025 % og 0.07 %. Det er "nøgleelementet" til optimering af zinkanoders korrosionsmorfologi. Cadmiumfri rene zinkanoder er tilbøjelige til intergranulær korrosion under korrosion. Det korrosive medium trænger dybt ind i det indre langs korngrænserne, hvilket får store stykker anodemateriale, der ikke har deltaget i den elektrokemiske reaktion, til at løsne sig. Desuden kan strømeffektiviteten kun nå under 60 %.
Cadmium forfiner yderligere kornstrukturen, ændrer anodens korrosionsvej og fremmer ensartet lagdelt opløsning af anoden. Dette forbedrer zinkanodens udnyttelsesgrad betydeligt, og strømeffektiviteten i havvand kan nå over 95%. Derudover forbedrer cadmium zinklegeringens modstandsdygtighed over for hydrogensprødhed og forhindrer strukturel sprødhed forårsaget af hydrogenudvikling ved høje strømtætheder.
Streng kontrol af urenheder og deres farer
Zinkanoder har ekstremt strenge krav til indholdet af urenheder som jern (Fe), kobber (Cu), bly (Pb) og silicium (Si). Disse urenheder er de "skjulte centrale farer", der fører til forringelse af anodens ydeevne. GB/T 4950-2021 fastsætter klart, at: Fe ≤ 0.005%, Cu ≤ 0.005%, Pb ≤ 0.006%, Si ≤ 0.125%, og det samlede urenhedsindhold skal være ≤ 0.15%.
- Jern (Fe) og kobber (Cu)
Begge er elektropositive urenheder. Når de blandes i zinkanoden, danner de mikrobatterier internt, hvilket fører til selvkorrosion af zinkanoden. Når Fe-indholdet overstiger 0.005%, øges anodens selvkorrosionshastighed med mere end 30%; et for højt Cu-indhold vil forværre lokaliseret grubetæring på anodeoverfladen og ødelægge dens ensartede opløsningsegenskaber.
- Bly (Pb)
Bly udskilles let ved korngrænserne i zinklegeringen, hvilket modvirker effekten af cadmium i raffineringen af korn og hæmmer intergranulær korrosion. I stedet fremmer det intergranulær korrosion og fører til for tidlig anodesvigt. Samtidig forårsager blyudfældning miljøforurening og opfylder ikke miljøbeskyttelseskravene.
- Silikone (Si)
For højt indhold af silicium kan føre til dannelse af hårde silicider. Dette reducerer zinkanodens plasticitet og sejhed, hvilket gør den tilbøjelig til revner i miljøer med lav temperatur eller under udefrakommende påvirkninger. Derudover kan siliciderne klæbe til anodens overflade og påvirke strømledningen.
Elektrokemisk ydeevne
Elektrokemisk ydeevne er en kerneindikator for at vurdere, om en zinkofferanode kan opfylde kravene til korrosionsbeskyttelse. Nøgleindikatorer omfatter åbent kredsløbspotentiale, lukket kredsløbspotentiale, strømeffektivitet og faktisk kapacitet.
| Performance Parameter | ASTM B418 Type I | ASTM B418 Type II | MIL-A-18001K | DNV-RP-B401 | GB/T 4950‑2021 |
| Åbent kredsløbspotentiale | ≥-1.05V | ≥-1.10V | ≥-1.05V | ≥-1.05V | ≥-1.05V |
| Driftspotentiale | ≥-1.00V | ≥-1.05V | ≥-1.00V | ≥-1.00V | ≥-1.00V |
| Minimum strømeffektivitet | 95% (Havvand, 3mA/cm²) | 95% (Anvendelse med høj renhed) | 95% (Havvand) | 95% (Havvand) | 95% (Havvand); 65% (Jord) |
| Typisk kapacitet | ≥780 Ah/kg | ≥780 Ah/kg | ≥770 Ah/kg (355 Ah/lb) | ≥780 Ah/kg | ≥780 Ah/kg (Havvand); ≥530 Ah/kg (Jord) |
| Opløsningsydelse | Ensartet opløsning, nem afløsning af produkter | ||||
- Åbent kredsløbspotentiale
Åbent kredsløbspotentiale refererer til spændingsforskellen mellem zinkanoden og referenceelektroden (kobber/mættet kobbersulfatelektrode, CSE) under ubelastede forhold. Standardkrav: I havvand er åbent kredsløbspotentialet -1.05 V til -1.09 V (CSE); i jord ≤ -1.05 V (CSE); og i ferskvandsmiljøer -1.03 V til -1.07 V (CSE).
- Arbejdspotentiale
Arbejdspotentialet refererer til zinkanodens potentiale, når den afgiver beskyttelsesstrøm. Hvis arbejdspotentialet er for negativt, kan det føre til brintforsprødning af det beskyttede stål (især højstyrkestål); hvis det er for positivt, kan det ikke yde effektiv beskyttelse. Standardkrav: I havvand er arbejdspotentialet -1.05 V til -1.08 V (CSE); i jord ≤-1.03 V (CSE), og fluktuationsområdet skal være ≤0.02 V for at sikre beskyttelsesstabilitet.
- Nuværende effektivitet
Strømeffektivitet refererer til den effektive beskyttelsesstrøm, der udsendes fra oxidationsreaktionen i zinkanoden. Højere strømeffektivitet fører til en længere faktisk levetid for anoden. Standardkrav: ≥95% i havvand (ved en strømtæthed på 1 mA/cm²), ≥65% i jord (ved en strømtæthed på 0.03 mA/cm²) og ≥80% i ferskvandsmiljøer (ved en strømtæthed på 0.5 mA/cm²).
- Faktisk kapacitet
Faktisk kapacitet refererer til den mængde elektricitet, som en vægtenhed zinkanode faktisk kan producere. Enheden er Ah/kg, og den bestemmer direkte anodens beskyttelseskapacitet. Standardkrav: faktisk kapacitet i havvand ≥ 780 Ah/kg, i jord ≥ 530 Ah/kg og i ferskvandsmiljøer ≥ 680 Ah/kg. Dette er betydeligt højere end magnesiumanoders kapacitet i jord, hvilket er nøglen til den betydelige fordel ved zinkanoder i miljøer med lav resistivitet.
- Forbrugsrate
Forbrugshastigheden refererer til den mængde zinkanode, der forbruges pr. år ved afgivelse af 1 ampere strøm. Enheden er kg/(A·År), og det er en kerneparameter til beregning af anodens levetid. Standardkrav: forbrugshastighed ≤ 11.88 kg/(A·År) i havvand, ≤ 17.25 kg/(A·År) i jord og ≤ 13.5 kg/(A·År) i ferskvandsmiljøer.
Mediets indflydelse
Den elektrokemiske ydeevne af zinkanoder varierer med faktorer som resistivitet, saltindhold, temperatur og strømningshastighed af elektrolytten. Dette er også det centrale grundlag for at differentiere zinkanoder, der anvendes i havvand, ferskvand og jord.
- havvand
Høj saltindhold (ca. 3.5%), lav resistivitet (<15 Ω·m) og stærk ionledningsevne resulterer i et stabilt åbent kredsløbspotentiale for zinkanoden, den højeste strømeffektivitet (≥95%) og ensartet opløsning. Dette er det optimale anvendelsesscenarie for zinkanoder.
- Freshwater
Lav saltindhold (<0.1%), moderat resistivitet (15~100 Ω·m) og utilstrækkelig ionkoncentration resulterer i en lidt lavere strømeffektivitet af anoden sammenlignet med havvand og fører let til dannelse af zinkhydroxidkorrosionsprodukter. Derfor skal aktiviteten forbedres gennem finjustering med legeringselementer.
- Jord
Jordmodstanden svinger betydeligt (afhængigt af luftfugtighed og jordtype, hvor den optimale er < 15 Ω·m). Elektrolytfordelingen er ujævn, og der er også mikrobiel korrosion og spredt strøm. Derfor har zinkanoden den laveste strømeffektivitet (≥65%) og det højeste forbrug. Den kræver normalt opfyldningsmaterialer såsom gips og natriumsulfat for at reducere kontaktmodstanden og opretholde anodeaktiviteten.
Specifikation Klassifikation
Zinkofferanoder kategoriseres efter installation og anvendelse. Baseret på installation kan de opdeles i svejsede zinkanoder og boltede zinkanoder; baseret på anvendelse kan de opdeles i saltvandszinkanoder, ferskvandszinkanoder, jordzinkanoder og skibsskrogzinkanoder. Forskellige specifikationer for anoder er specifikt optimeret med hensyn til størrelse, vægt og strukturelt design. Alle specifikationer skal overholde dimensionstolerancerne og ydeevnekravene i GB/T 4950-2021 og ASTM F1182-07 (2023).
Svejsede zinkanoder er de mest almindeligt anvendte anoder. Deres kerneegenskab er integrationen af stålsvejseben eller stålstrimler under støbningen af anodelegemet. Under installationen svejses og fastgøres svejsebenene til det beskyttede metal (såsom skibsskrog, stålpæle og lagertanke). De har god ledningsevne og en stærk forbindelse. Anvendelserne omfatter skibsskrogbunde, indvendige vægge i lagertanke og stålpæle til offshore platforme.
Anodelegemet er blokformet, pladeformet eller strimmelformetSvejsefødderne er lavet af Q235 kulstofstål med en galvaniseret overflade for korrosionsbeskyttelse (for at forhindre, at svejsefødderne korroderer før anoden). Svejsebenet og anodehuset er støbt i ét stykke uden svejsesømme, hvilket forhindrer overdreven kontaktmodstand ved tilslutningspunktet.
Svejsede zinkanoder til lagertanke (ZC-serien)
- ZC-1 Type: 750×(115+135)×130 mm, svejsebenlængde 900 mm, diameter 16 mm, nettovægt 82 kg, bruttovægt 85 kg;
- ZC-2 Type: 500×(115+135)×130 mm, svejsebenlængde 650 mm, nettovægt 55 kg;
- ZC-3 Type: 500×(105+135)×100 mm, nettovægt 39 kg;
- ZC-4 Type: 300×(105+135)×100 mm, svejsebendiameter 12 mm, nettovægt 24.6 kg.
Svejsede zinkanoder til marine stålpæle (ZT-serien)
- ZT-1 Type: 1000×(115+135)×130 mm, flade stålsvejsebenstørrelse 16×8 mm, nettovægt 105 kg;
- ZT-2 Type: 800×(100+120)×120 mm, nettovægt 78 kg, egnet til korrosionsbeskyttelse af tidevandspæle af stål.
DC-buesvejsning er påkrævet. Svejseområdet mellem svejsebenet og det beskyttede metal skal være ≥50 cm² for at sikre god ledningsevne. Efter svejsning skal slaggen renses, og svejsningen skal påføres et korrosionsbeskyttende lag for at forhindre isoleret korrosion. Anodeafstanden skal være ≥3 gange anodelængden for at undgå interferens mellem tilstødende anodestrømme.
Kerneegenskaben ved boltede zinkanoder er de forborede bolthuller i anodehuset eller den integrerede boltformede stålkerne. Under installationen fastgør bolte og møtrikker anoden til det beskyttede metal uden svejsning, hvilket gør den velegnet til applikationer, der kræver periodisk udskiftning, såsom ballasttanke på skibe, flanger til ferskvandsrørledninger og aftagelige udstyrshuse.
Anodelegemet kan være pladeformet, blokformet eller skiveformet. Et til to bolthuller er forboret i midten eller i kanten. Boltene er lavet af rustfrit stål (304 eller 316) for at forhindre korrosion i at påvirke adskillelsen. En ledende pakning (kobber eller grafit) skal installeres mellem anoden og det beskyttede metal for at eliminere kontaktmodstand og sikre jævn strømledning.
Skiveformede boltede zinkanoder
- Diameter 200~500 mm, tykkelse 30~80 mm, centerbolthulsdiameter 16~24 mm, nettovægt 5~30 kg, egnet til kondensatorer, varmevekslere osv.
Blokformede boltede zinkanoder
- 300×200×50 mm, 400×300×60 mm, dobbelt bolthulsdesign på kanten, nettovægt 8~25 kg, egnet til rørunderstøtninger, små stålkonstruktioner.
- 500×300×70 mm, bolthulsdiameter 20 mm, boltlængde i rustfrit stål 100 mm, nettovægt 32 kg, vandtryksbestandig, slagfast.
Under installationen skal boltene strammes for at sikre en tæt pasform mellem anoden og det beskyttede metal; den ledende pakning skal være intakt og ubeskadiget, og isolerende pakninger må ikke anvendes som erstatning.
Havvandszinkanoder
Havvandszinkanoder er specialiserede anoder designet til medier med højt saltindhold såsom havvand og salttåge. De er en central anvendelseskategori af zinkanoder, der er velegnede til skibe, offshoreplatforme, boreplatforme, havnestålpæle, havvandskondensatorer osv. Deres legeringssammensætning og strukturelle design er optimeret til ensartet opløsning i miljøer med høj ionkoncentration, hvilket forhindrer lokaliseret grubetæring.
Optimering af ydeevne
Aluminiumindholdet i legeringen er kontrolleret til 0.3%~0.5%, og cadmiumindholdet til 0.04%~0.07%, hvilket sikrer ingen passivering i havvand med høj flowhastighed og højt saltindhold. Strømeffektivitet ≥95%, åbent kredsløbspotentiale stabilt ved -1.05V~-1.09V (CSE), faktisk kapacitans ≥780Ah/kg, forbrugshastighed ≤11.88kg/(A・År).
Struktur
For det meste blok-, plade- eller strimmelformede. Nogle er uregelmæssigt formede (f.eks. dråbeformede, segmenterede) for at tilpasse sig forskellige marine strukturer.
- Søvandszinkanoder til offshore platforme: 1200×(120+140)×150 mm, svejsebenlængde 1000 mm, nettovægt 150 kg, modstandsdygtig over for havvandsstrømningshastighed ≤5 m/s og modstandsdygtig over for bølgeslag;
- Havvandszinkanoder til havnestålpæle: 1000 × 100 × 100 mm, strimmelformet svejset type, nettovægt i ét stykke 60 kg, placeret med 2 ~ 3 m mellemrum;
- Dråbeformede havvandszinkanoder: længde 500~800 mm, maksimal diameter 150 mm, integreret svejseben, nettovægt 15~35 kg, egnet til uregelmæssigt formede strukturer såsom skibspropeller og rorblade.
Under installationen skal man holde sig væk fra området med bundmaling på skroget for at undgå anodepassivering forårsaget af giftige stoffer i bundmalingen. I havområder med høj hastighed (såsom stræder og flodmundinger) skal antallet af anoder øges for at kompensere for strømtab forårsaget af for høj strømningshastighed. Rengør regelmæssigt anodeoverfladen på marine organismer (såsom rurer og skaldyr) for at forhindre biologisk vedhæftning og anodedækning.
Ferskvandszinkanode
Ferskvandszinkanoder er velegnede til medier med lavt saltindhold og lav ledningsevne, såsom floder, søer, reservoirer og drikkevandsrørledninger. På grund af ferskvands lave ionkoncentration og høje modstand kræver zinkanoden optimerede legeringsforhold for at forbedre aktiveringen og forhindre passivering. Den er velegnet til anvendelser som ferskvandsrørledninger, hydrauliske porte, stålkonstruktioner til vandkraftværker og ferskvandstanke.
Optimering af ydeevne
Aluminiumindholdet er en smule højere end i havvandsanoder, kontrolleret til 0.4%~0.5% for at forbedre aktiveringen. Cadmiumindholdet er 0.03%~0.06%, strømeffektivitet ≥80%, åbent kredsløbspotentiale -1.03V~-1.07V (CSE), faktisk kapacitet ≥680Ah/kg, forbrugshastighed ≤13.5kg/(A・År); nogle ferskvandsanoder kan have tilsat spor af tin (Sn≤0.02%) for at forbedre opløsningensartetheden i blødt vand.
Struktur
Oftest stangformet eller blokformet, hvilket letter installation på rørenes indvendige væg eller i portriller.
- **Stangformede zinkanoder til ferskvandsrørledninger:** Diameter 30-60 mm, længde 500-1000 mm, gevindskårne eller svejsede ender, nettovægt 3-12 kg, egnet til DN100-DN1000 rør;
- **Hydrauliske portblokformede ferskvandszinkanoder:** 600×400×80 mm, boltfastgjort type, nettovægt 45 kg, modstandsdygtig over for nedsænkning i ferskvand og modstandsdygtig over for slamafskrabning;
- **Drikkevandsopbevaringstank med ferskvandszinkanoder:** 400×300×50 mm, blyfri og kviksølvfri miljøvenlig formel, opfylder hygiejnestandarder for drikkevand, nettovægt 28 kg.
I blødt vand (hårdhed < 50 mg/L) kræves en lille mængde pakningsmateriale (gipspulver) for at øge den lokale ionkoncentration. Installationsstedet skal undgå døde hjørner i rørledningen for at sikre vandcirkulation og forhindre, at stillestående vandområder omkring anoden forårsager passivering. Anoder, der anvendes i drikkevandssystemer, skal bestå hygiejne- og sikkerhedstest for at forhindre udfældning af skadelige urenheder.
Jordzinkanoder
Jordzinkanoder er velegnede til underjordiske metalkonstruktioner såsom nedgravede rørledninger, underjordiske lagertanke, stålkonstruktioner i metrotunneler og fundamenter til bropæle. På grund af de store udsving i jordmodstand og ujævn dielektrisk fordeling er anoderne ofte præpakkede og bruges med fyldmateriale for at reducere kontaktmodstanden. De er kun egnede til miljøer med lav modstand og jordmodstand < 15 Ω·m. Til jord med høj modstand bør magnesiumanoder anvendes i stedet.
Optimering af ydeevne
Legeringselementernes indhold af urenheder (Fe ≤ 0.003%, Cu ≤ 0.003%) kontrolleres strengt for at undgå selvkorrosion forårsaget af mikroorganismer i jorden. Strømeffektivitet ≥ 65%, åbent kredsløbspotentiale ≤ -1.05V (CSE), faktisk kapacitans ≥ 530 Ah/kg og forbrugshastighed ≤ 17.25 kg/(A·År).
Struktur
Primært præpakkede stangformede eller blokformede anoder. Den præpakkede anode omfatter anodelegemet, fyldmaterialet, det ledende kabel og den fugttætte forseglingspose. Fælles specifikationer (ZP-serien).
- ZP-1 Type jordzinkanode: 1000×(78+88)×85 mm, stålbenlængde 700 mm, nettovægt 49 kg, fyldmateriale 50 kg (gips:natriumsulfat = 7:3), kabellængde 3 m;
- ZP-2 type jordzinkanode: 1000×(65+75)×65 mm, nettovægt 32 kg, fyldmateriale 45 kg, egnet til vandforsyning og dræningsrørledninger;
- ZP-3 type jordzinkanode: 800×(60+80)×65 mm, nettovægt 24.5 kg, egnet til små nedgravede stålkonstruktioner;
- ZP-8 type jordzinkanode: 600×(40+48)×45 mm, nettovægt 8.7 kg, egnet til lavt nedgravede rørledninger.
Nedgravningsdybde ≥1 m, lodret afstand fra nedgravet rørledning 0.5~1.5 m, undgå parallel placering med rørledningen; fyldmaterialet skal omslutte anoden jævnt, og beskadigelse eller eksponering er forbudt; efter svejsning af kablet til rørledningen kræves der korrosionsbeskyttelse for at forhindre korrosion af kabelsamlingen.
Zinkanoder til skibsskrog
Zinkanoder til skibsskrog er specialanoder designet specielt til skibe og er velegnede til skrogskaller, ballasttanke, havvandskølesystemer, rorsystemer, propeller og andre komponenter. De skal samtidig opfylde flere krav, herunder modstandsdygtighed over for havvandskorrosion, modstandsdygtighed over for bølgeslag, kompatibilitet med bundmaling og ingen risiko for brintforsprøning, hvilket gør dem til et kernemateriale til beskyttelse mod skibekorrosion.
- Zinkanoder til skibsskrog: Pladeformet svejset type, dimensioner 700 × 300 × 80 mm, 900 × 400 × 100 mm, svejseben er fladt stål, nettovægt 35 ~ 80 kg, jævnt fordelt langs den ydre skrogbeklædning, afstand 1.5 ~ 2 m;
- Zinkanoder til ballasttanke: Boltet type, 500×300×70 mm, rustfri stålbolte, nettovægt 32 kg, modstandsdygtig over for vandtryk og lastpåvirkning;
Skroganoderne skal installeres under vandlinjen for at undgå passivering forårsaget af eksponering for vandoverfladen; når de er forbundet med skrogstrukturen i aluminium, skal der installeres isolerende pakninger for at forhindre galvanisk korrosion mellem zink og aluminium; den resterende mængde anoder bør kontrolleres regelmæssigt, og når anoderne er forbrugt til 1/3 af deres oprindelige vægt, skal de udskiftes i tide for at undgå skrogkorrosion.
Standarder for zinkofferanode
Fremstilling, kvalitetsinspektion og anvendelse af zinkopofringsanoder skal overholde autoritative standarder. Internationale standarder er primært baseret på American Society for Testing and Materials (ASTM). Nogle anvendelser kræver også overholdelse af petroleumindustriens standarder (SY).
ASTM F1182-07 (2023)
《Standardspecifikation for anoder, offerzinklegering》: Den internationalt anerkendte standard for zinkoofferanoder. Udgivet af ASTM og sidst revideret i 2023, klassificerer den zinkanoder i kategori 1 (kerneanoder, såsom svejseben og boltkerner) og kategori 2 (kerneløse anoder, såsom stænger og plader). Den underopdeler yderligere typer og specifikationer for specialiserede anoder til anvendelser såsom skibsskrog, ubåde og varmevekslere.
DNV-RP-B401-2021
Dette er en autoritativ vejledning til design af katodiske beskyttelsessystemer til skibe, der beskriver arrangementstætheden, beregningen af strømforbruget og installationsafstanden for roranoder. Den kræver, at roranodernes samlede strømoutput skal opfylde den beskyttende strømtæthed for rorets stålbase (≥10 mA/m² i havvand).
Mil-A-18001k (amerikansk militærstandard)
"Zinklegeringsofferanoder" er udviklet til militære og specialfartøjer. Kontrollen af urenhedsindhold er strengere end ASTM B418 (jern ≤0.001%), og det kræver, at anoden ikke revner under vibrationer og stødforhold, og at den tilpasser sig det barske driftsmiljø for militærskibsror.
"Katodisk beskyttelse af stål i havvand og i salt- eller brakvand" er en international standard for katodisk beskyttelse af stål i havvand og saltvand. Den supplerer kravene til zinkanodeplaceringstæthed, levetidsberegning og systemkompatibilitet i marine miljøer.
Specifikationer for almindelige zinkofferanoder
Skibsanode (enkeltkerne)
| Model | Standardstørrelse/mm | Kernestørrelse/mm | Nettovægt /kg | Bruttovægt /kg | |||
| A×B×C | D | E | F | G | |||
| TC-ZN-H-1 | 800 × 140 × 60 | 900 | 45 | 6 | 10 | 38.2 | 40 |
| TC-ZN-H-2 | 800 × 140 × 50 | 900 | 45 | 6 | 8 | 32.7 | 34.5 |
| TC-ZN-H-3 | 800 × 140 × 40 | 900 | 45 | 6 | 6 | 26.7 | 28.5 |
| TC-ZN-H-4 | 600 × 120 × 50 | 700 | 40 | 6 | 8 | 20.4 | 21.6 |
| TC-ZN-H-5 | 400 × 120 × 50 | 470 | 35 | 5 | 8 | 13.5 | 14.1 |
| TC-ZN-H-6 | 500 × 100 × 40 | 580 | 40 | 5 | 6 | 11.4 | 12.2 |
| TC-ZN-H-7 | 400 × 100 × 40 | 460 | 30 | 5 | 6 | 9.1 | 9.6 |
| TC-ZN-H-8 | 300 × 100 × 40 | 360 | 30 | 4 | 6 | 6.8 | 7.1 |
| TC-ZN-H-9 | 250 × 100 × 40 | 310 | 30 | 4 | 6 | 5.6 | 5.8 |
| TC-ZN-H-10 | 180 × 70 × 40 | 230 | 25 | 4 | 6 | 2.5 | 2.7 |
Skibsanode (dobbeltkerne)
| Model | Standardstørrelse/mm | Kernestørrelse/mm | Nettovægt /kg | Bruttovægt /kg | |||
| A×B×C | D | E | F | G | |||
| TC-ZN-H-11 | 300 × 150 × 50 | 360 | 30 | 4 | 6 | 14.8 | 15.4 |
| TC-ZN-H-12 | 300 × 150 × 40 | 360 | 30 | 4 | 6 | 11.8 | 12.4 |
Skibsanode (boltet type)
| Model | Standardstørrelse/mm | Kernestørrelse/mm | Nettovægt /kg | Bruttovægt /kg | |||
| A×B×C | D | E | F | G | |||
| TC-ZN-H-13 | 300 × 150 × 50 | 250 | 50 | 3 | 10 | 14.8 | 15 |
| TC-ZN-H-14 | 300 × 150 × 40 | 250 | 50 | 3 | 10 | 11.8 | 12 |
Ballastvandtanke Anode
| Model | Standardstørrelse/mm | Kernestørrelse/mm | Nettovægt /kg | Bruttovægt /kg | ||||
| A×(B1+B2)×C | D | E | F | G | H | |||
| TC-ZN-T-1 | 500×(115+135)×130 | 800 | 50 | 6 | 40 | 60 | 56.9 | 59.3 |
| TC-ZN-T-2 | 1500×(65+75)×70 | 1800 | — | ϕ16 | 20 | 40 | 50 | 53.1 |
| TC-ZN-T-3 | 500×(110+130)×120 | 800 | 50 | 6 | 40 | 60 | 50 | 52.4 |
| TC-ZN-T-4 | 1000×(58.5+78.5)×68 | 1300 | — | ϕ16 | 20 | 40 | 31.6 | 34 |
| TC-ZN-T-5 | 800×(56+74)×65 | 1100 | — | ϕ16 | 20 | 40 | 23 | 25 |
| TC-ZN-T-6 | 1150×(48+54)×51 | 1450 | — | ϕ12 | 15 | 35 | 20.5 | 21.9 |
| TC-ZN-T-7 | 250×(80+100)×85 | 310 | 30 | 4 | 8 | 0 | 13.4 | 13.7 |
| TC-ZN-T-8 | 200×(70+90)×70 | 260 | 30 | 3 | 8 | 0 | 7.8 | 8 |
Anode til marin struktur
| Model | Standardstørrelse/mm | Gevindkernestørrelse /mm | Flad kernestørrelse/mm | Nettovægt /kg | Bruttovægt /kg | |||||
| A×(B1 + B2)×C | D | F | G | D | E | F | G | |||
| TC-ZN-I-1 | 1000 ×(115 135 +)× 130 | 1250 | 18 | 45 | 1250 | 40 | 8 | 45 | 114.1 | 116.5 |
| TC-ZN-I-2 | 750 ×(115 135 +)× 130 | 1000 | 16 | 45 | 1000 | 40 | 6 | 45 | 86 | 87.5 |
| TC-ZN-I-3 | 500 ×(115 135 +)× 130 | 750 | 16 | 45 | 750 | 40 | 8 | 45 | 56.9 | 58 |
| TC-ZN-I-4 | 500 ×(105 135 +)× 100 | 750 | 16 | 35 | 750 | 40 | 6 | 35 | 41.9 | 43 |
Kølesystemanode (strimmeltype)
| Model | Standardstørrelse/mm | Kernestørrelse/mm | Nettovægt /kg | Bruttovægt /kg | |||
| A×(B1+B2)×C | D | E | F | G | |||
| TC-ZN-E-1 | 500×(115+135)×130 | 620 | 50 | 6 | 10 | 56.9 | 58.3 |
| TC-ZN-E-2 | 1000×(80+100)×80 | 1200 | 30 | 6 | 8 | 50 | 51.7 |
| TC-ZN-E-3 | 500×(105+135)×100 | 620 | 40 | 6 | 10 | 42 | 43.2 |
| TC-ZN-E-4 | 500×(80+100)×80 | 620 | 30 | 6 | 8 | 24.8 | 25.6 |
| TC-ZN-E-5 | 400×(110+120)×50 | 500 | 35 | 4 | 6 | 15.8 | 16.3 |
| TC-ZN-E-6 | 300×(140+160)×40 | 360 | 60 | 4 | 6 | 12.3 | 13 |
| TC-ZN-E-7 | 200×(90+110)×40 | 250 | 30 | 3 | 6 | 5.5 | 5.7 |
Kølesystemanode (skivetype)
| Model | Standardstørrelse/mm | Kernestørrelse/mm | Nettovægt /kg | Bruttovægt /kg | |||||
| A × B | C | D | E | F | H | G | |||
| TC-ZN-E-8 | 300 × 60 | 40 | 80 | 50 | 12 | 6 | 6 | 28.4 | 28.6 |
| TC-ZN-E-9 | 360 × 40 | 50 | 100 | 70 | 14 | 5 | 6 | 27.3 | 27.6 |
| TC-ZN-E-10 | 300 × 40 | 40 | 80 | 50 | 12 | 5 | 6 | 18.8 | 19 |
| TC-ZN-E-11 | 200 × 50 | 35 | 75 | 45 | 10 | 5 | 4 | 10 | 10.2 |
| TC-ZN-E-12 | 180 × 50 | 35 | 75 | 45 | 10 | 5 | 4 | 8 | 8.1 |
| TC-ZN-E-13 | 120 × 100 | 30 | 75 | 45 | 10 | 8 | 4 | 6.5 | 6.7 |
Tankens interne anode
| Model | Standardstørrelse/mm | Kernestørrelse/mm | Nettovægt /kg | Bruttovægt /kg | ||
| A×(B1 + B2)×C | D | F | G | |||
| TC-ZN-C-1 | 750 ×(115 135 +)× 130 | 900 | 16 | 10 | 85.6 | 86.9 |
| TC-ZN-C-2 | 500 ×(115 135 +)× 130 | 650 | 16 | 10 | 57 | 58 |
| TC-ZN-C-3 | 500 ×(105 135 +)× 100 | 650 | 16 | 10 | 41.9 | 42.9 |
| TC-ZN-C-4 | 300 ×(105 135 +)× 100 | 400 | 12 | 10 | 25.3 | 25.6 |
Nedgravet rørledningsanode
| Model | Standardstørrelse/mm | Kernestørrelse/mm | Nettovægt /kg | Bruttovægt /kg | |||
| A×(B1+B2)×C | D | E | F | G | |||
| TC-ZN-P-1 | 1000×(78+88)×85 | 700 | 100 | 16 | 30 | 49.4 | 50.4 |
| TC-ZN-P-2 | 1000×(65+75)×65 | 700 | 100 | 16 | 25 | 31.5 | 32.5 |
| TC-ZN-P-3 | 800×(60+80)×65 | 600 | 100 | 12 | 25 | 25.5 | 26 |
| TC-ZN-P-4 | 800×(55+64)×60 | 500 | 100 | 12 | 20 | 20 | 20.4 |
| TC-ZN-P-5 | 650×(58+64)×60 | 400 | 100 | 12 | 20 | 16.6 | 16.9 |
| TC-ZN-P-6 | 550×(58+64)×60 | 400 | 100 | 12 | 20 | 14 | 14.3 |
| TC-ZN-P-7 | 600×(52+56)×54 | 460 | 100 | 12 | 15 | 12.1 | 12.5 |
| TC-ZN-P-8 | 600×(40+48)×45 | 360 | 100 | 12 | 15 | 8.2 | 8.5 |
Konklusion
Zinkofferanoder, som kernematerialet i katodisk beskyttelsesteknologi, spiller en uerstattelig rolle i korrosionsbeskyttelse inden for maritim teknik, skibsbygning, nedgravede rørledninger og vandbesparende faciliteter på grund af deres fordele ved stabil elektronegativitet, høj strømeffektivitet, nem installation og bred anvendelse. Garantien for deres kerneydelse afhænger af det præcise forhold mellem zink-aluminium-cadmiumlegering og den strenge kontrol af urenheder såsom jern, kobber og bly. Vigtige elektrokemiske indikatorer såsom åbent kredsløbspotentiale, driftspotentiale og strømeffektivitet er afgørende for at differentiere kompatibilitet med forskellige medier.
