anode de coque
Les anodes de coque de Wstitanium sont plus lourdes que celles de ses concurrents et offrent une protection cathodique supérieure. Les anodes en zinc, en aluminium et en magnésium sont utilisées pour prévenir la corrosion des parties immergées de la coque, des ballasts, des réservoirs d'eau de forage et des cales. Ces anodes sacrificielles sont conformes aux normes Mil-Spec A-18001, Mil-Spec A-18001A et Mil-Spec A-18001K.
- Anodes MMO
- Anodes sacrificielles en zinc
- Anodes sacrificielles en aluminium
- Anodes sacrificielles en magnésium
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Fabricant d'anodes pour coques de navires en Chine
L'eau de mer, très corrosive, à forte salinité et à forte humidité, peut provoquer une corrosion électrochimique importante des tôles de coque, des hélices, des gouvernails et des boîtes à vannes sous-marines des navires. L'anode de coque, composant essentiel du système de protection cathodique du navire, inhibe efficacement les réactions de corrosion des métaux, soit par sacrifice de l'anode, soit par l'application d'un courant externe. Stitane, un fabricant de confiance d'anodes de coque pour la protection cathodique en Chine, développe des technologies classées en deux types principaux : la protection cathodique par anode sacrificielle et la protection cathodique par courant imposé.
Type d'anode de coque
En fonction des différents principes de protection cathodique, les anodes de coque de navire se divisent en deux grandes catégories : les anodes sacrificielles et les anodes à courant imposé. Les anodes sacrificielles sont les plus couramment utilisées sur les navires civils en raison de leur fonctionnement sans alimentation externe, de leur facilité d’installation et de leurs faibles coûts d’entretien ; les anodes à courant imposé conviennent à la protection anticorrosion à long terme des grands navires spécialisés et des équipements offshore.
Anode sacrificielle en aluminium
Eau de mer, eau saumâtre, eaux à faible résistivité ; navires marchands, bateaux de pêche, navires côtiers.
Anode sacrificielle en zinc
Eau de mer à forte salinité ; navires de haute mer, plateformes d'opérations en eaux profondes.
Anode sacrificielle en magnésium
Eau douce, eaux intérieures à forte résistivité ; navires fluviaux, navires d'exploitation lacustre.
Éléments d'anode sacrificielle de coque
La composition des anodes sacrificielles doit répondre aux exigences suivantes : potentiel plus négatif que celui de l’acier au carbone de la coque, rendement de courant élevé, corrosion uniforme et résistance à la passivation. Différents types d’anodes sacrificielles sont soumis à des normes industrielles précises concernant les proportions et les spécifications des éléments d’alliage (par exemple, GB/T 4948-2002 « Anodes sacrificielles en alliage zinc-aluminium-cadmium », GB/T 4950-2002 « Anodes sacrificielles en alliage zinc-aluminium-magnésium-cuivre », GB/T 17848-2018 « Anodes sacrificielles à base d’aluminium »).
| Anode sacrificielle | Élément | Limites des éléments d'impuretés | Électrochimie | L × l × H/mm |
| Zinc-aluminium-magnésium-cuivre | Zn : reste ; Al : 1.0 % à 1.5 % ; Mg : 0.08 % à 0.12 % ; Cu : 0.05 % à 0.10 % | Fe : 0.005 % ; Si : 0.01 % ; | Potentiel en circuit ouvert : -1.08~-1.15 V ; Rendement en courant : ≥80 % ; Capacité réelle : ≥820 A·h/kg. | 400×150×80; 550×220×110; 700×280×140. |
| Aluminium-Zinc-Indium | Al : reste ; Zn : 4.0 % à 5.0 % ; In : 0.02 % à 0.05 % | Fe : 0.10 % ; Cu : 0.01 % ; Si : 0.10 % | Potentiel en circuit ouvert : -1.18~-1.25 V ; Rendement en courant : ≥90 % ; Capacité réelle : ≥2600 A·h/kg. | 600×200×100; 750×250×120; 900×300×150. |
| Aluminium-Zinc-Indium-Étain | Al : reste ; Zn : 4.5 % à 5.5 % ; In : 0.03 % à 0.06 % ; Sn : 0.02 % à 0.04 % | Fe : 0.08 % ; Cu : 0.008 % ; Si : 0.08 % | Potentiel en circuit ouvert : -1.20~-1.28 V ; Rendement en courant : ≥90 % ; Capacité réelle : ≥2600 A·h/kg. | 500×180×90; 650×230×110; 850×290×140. |
| Magnésium-aluminium-zinc-manganèse | Mg : reste ; Al : 5.3 % à 6.7 % ; Zn : 2.5 % à 3.5 % ; Mn : 0.15 % à 0.60 % | Fe : 0.005 % ; Cu : 0.005 % ; Ni : 0.003 % | Potentiel en circuit ouvert : -1.55~-1.60 V ; Rendement en courant : ≥50 % ; Capacité réelle : ≥1200 A·h/kg. | 300×120×60; 450×180×90; 600×240×120. |
Galerie des anodes sacrificielles
Éléments des anodes ICCP
Les exigences fondamentales pour anodes à courant imposé Les anodes en oxyde métallique mixte (MMO) présentent une conductivité élevée, une forte résistance à la corrosion, une densité de courant élevée et une longue durée de vie. Leurs performances dépendent directement du matériau de base et du matériau de revêtement. Actuellement, les anodes en MMO sont les plus répandues. Les anodes en graphite et en alliage plomb-argent sont progressivement remplacées.
| Anode ICCP | Soutien | Revêtement | Performances | Aux spécifications | Vie de conception |
| Anode MMO en ruthénium-iridium | Titane pur (Gr1/Gr2) | RuO₂ : 20 à 30 % ; IrO₂ : 70 à 80 % ; Épaisseur du revêtement : 5 à 10 µm | Densité de courant de fonctionnement : 100~200 A/m² ; Taux de polarisation : ≤5 mV/an ; Résistance à la corrosion : Aucune perte notable après 10 ans d’immersion dans l’eau de mer. | Bande : Φ20×1000~3000mm ; | 10 ~ 20 ans |
| Plaque : 200×500×3mm ; | |||||
| Maille : 500 × 500 × 2 mm | |||||
| Anode MMO en iridium-tantale | Titane pur (Gr1/Gr2) | IrO₂ : 30 à 40 % ; Ta₂O₅ : 60 à 70 % ; Épaisseur du revêtement : 8 à 12 µm | Densité de courant de fonctionnement : 150 à 250 A/m² ; Forte résistance à la corrosion ; Convient aux environnements à forte salinité et fortement oxydants. | Tube : Φ25×1500~4000mm ; | 15 ~ 25 ans |
| Plaque : 300 × 600 × 4 mm |
Galerie d'anodes MMO ICCP de Hull
Principe de fonctionnement des anodes sacrificielles
La protection cathodique par anode sacrificielle repose sur le principe de la corrosion électrochimique induite par la pile galvanique. La coque d'un navire est principalement constituée d'acier au carbone. Dans un milieu électrolytique tel que l'eau de mer, d'innombrables micropiles galvaniques se forment à sa surface. La zone à potentiel plus positif constitue la cathode, et la zone à potentiel plus négatif, l'anode. L'oxydation (corrosion) se produit dans la zone anodique, tandis que la zone cathodique reste stable.
Le potentiel d'électrode standard du matériau de l'anode sacrificielle (zinc, aluminium, magnésium) est bien inférieur à celui de l'acier au carbone de la coque. Lorsque l'anode sacrificielle est reliée à la plaque d'acier de la coque par un fil conducteur ou directement, et que les deux sont immergées dans l'eau de mer, elles forment une nouvelle pile galvanique macroscopique.
Dans ce cas, l'anode sacrificielle joue le rôle d'anode (électrode négative) de la pile galvanique, et la plaque d'acier du navire celui de cathode (électrode positive). Sous l'action de l'électrolyte, l'anode sacrificielle s'oxyde préférentiellement, libérant des électrons et des ions métalliques.
- Réaction d'anodisation du zinc : Zn→Zn 2+ +2e −
- Réaction d'anodisation de l'aluminium : Al→Al 3+ +3e −
- Réaction d'anodisation du magnésium : Mg→Mg 2+ +2e −
Les électrons libérés circulent dans l'eau de mer ou dans les câbles de connexion aux plaques d'acier du navire, provoquant une importante accumulation d'électrons à la surface des plaques d'acier, inhibant ainsi la réaction d'oxydation de l'acier au carbone lui-même (Fe→Fe2++2e-).
Parallèlement, l'oxygène dissous dans l'eau de mer gagne des électrons à la surface des plaques d'acier du navire, subissant une réaction de réduction : (O2 +2H2 O+4e-→4OH-L'anode sacrificielle assure une protection contre la corrosion des tôles d'acier de la coque grâce à sa corrosion et à sa consommation continues, jusqu'à épuisement complet. Ne nécessitant aucune source d'alimentation externe, l'intensité du courant de protection peut être ajustée automatiquement en fonction du nombre, de la taille et de la disposition des anodes, ce qui les rend adaptées à la protection anticorrosion de la plupart des navires civils.
Emplacements d'installation des anodes de coque
Le risque de corrosion varie selon les zones de la coque. L'emplacement des anodes doit être déterminé avec précision en fonction de l'intensité de la corrosion, de la vitesse du courant d'eau et des caractéristiques structurelles afin de garantir que le courant de protection couvre tous les éléments métalliques de la coque. Les emplacements précis et les zones de protection sont indiqués dans le tableau ci-dessous :
| Installation Emplacement | Type | Forme d'anode | Cible de protection | Base de conception |
| Surface plane du fond du navire | Anode sacrificielle Zn/Al | Bloc, plaque | Prévenir la corrosion uniforme et la formation de piqûres sur la tôle d'acier du fond du navire. | Calculé en fonction de la surface du fond de la coque : 1 à 2 anodes de 50 kg doivent être disposées par 10 m². |
| Côté de la coque du navire | Anode sacrificielle Zn/Al | Bande | Protéger la plaque d'acier latérale de la coque et la protéger de la corrosion due à l'impact des vagues. | Une anode en bande de 1 m doit être disposée tous les 2 à 3 m le long de la direction longitudinale du côté de la coque. |
| Hélice et arbre de queue | Anode sacrificielle Zn/Al | Anneau, bande | Prévenir la corrosion par cavitation de l'hélice et la corrosion électrochimique de l'arbre de queue. | 1 anode annulaire installée de chaque côté de l'hélice ; 2 à 3 anodes en bande disposées au niveau du manchon de l'arbre de queue. |
| Palonnier et mèche de gouvernail | Anode sacrificielle Zn/Al | Bloc, bande | Protégez la surface de la pale du gouvernail et les pièces de fixation de la mèche du gouvernail. | 2 anodes en bloc installées de chaque côté de la pale du gouvernail ; 1 à 2 anodes en bande disposées près de la mèche du gouvernail. |
| Paroi intérieure du réservoir de ballast | Anode sacrificielle en zinc / Anode MMO | Bloc, tube | Résister à la corrosion dans l'environnement alternant périodes sèches et humides à l'intérieur du réservoir de ballast. | Répartition selon la capacité du réservoir : 1 anode de 30 kg installée par 50 m³ de volume de réservoir. |
| Gaine marine et canalisation d'eau de mer | Anode sacrificielle Al / Anode MMO | Tige, tube | Prévenir la corrosion localisée de la paroi intérieure du boîtier de vannes et des canalisations. | 2 à 3 anodes en tige installées à l'intérieur du boîtier de vannes ; 1 anode tubulaire installée tous les 5 à 10 m dans la canalisation. |
| Fond des grands navires océaniques | Anode MMO | Maille, Plaque | Assurer une protection à long terme pour la navigation océanique au long cours. | Répartis uniformément sur la surface du fond de la coque, avec une densité de courant contrôlée à 150~200 A/m2. |
Précautions d'installation de l'anode
Avant la pose de l'anode, il est impératif de nettoyer la zone de montage de la coque de toute trace de peinture, de rouille ou d'huile afin de garantir un contact optimal entre l'anode et la tôle d'acier, évitant ainsi une résistance de contact excessive susceptible de perturber la transmission du courant de protection. Pour les anodes à courant imposé, un joint isolant (en caoutchouc ou en nylon, par exemple) doit être installé entre l'anode et la coque afin de prévenir les courts-circuits. Les anodes sacrificielles sont généralement fixées par des boulons. Ces boulons doivent être en matériau résistant à la corrosion (acier inoxydable ou titane, par exemple), et des graisses anticorrosion doivent être appliquées sur les points de fixation. Les anodes à courant imposé doivent être fixées à l'aide d'un support spécifique pour assurer une installation sécurisée et une résistance aux chocs des vagues.
Après l'installation, une électrode de référence doit être utilisée pour mesurer la distribution du potentiel à la surface de la coque afin de garantir que sa valeur se maintienne entre -0.85 et -1.20 V (par rapport à une électrode au calomel saturée), sans aucune zone non protégée. La peinture antisalissure appliquée sur la zone d'installation de l'anode doit être exempte d'ions cuivre afin d'éviter la formation d'un film de passivation par ces derniers, ce qui réduirait l'activité de l'anode.
Sélection d'anodes de coque
Le type d'anode doit être choisi en fonction de la résistivité, de la salinité et de la température de l'eau dans laquelle navigue le navire. Les anodes sacrificielles en aluminium sont privilégiées pour l'eau de mer à forte salinité. Les anodes à base de zinc conviennent à l'eau saumâtre et les anodes à base de magnésium à l'eau douce. Les anodes sacrificielles sont généralement utilisées pour les petits navires, tandis que les anodes à courant imposé sont préférées pour les grands navires de haute mer et les navires spécialisés.
Il convient de sélectionner l'anode offrant le meilleur rapport coût-efficacité, en tenant compte des coûts d'acquisition, d'installation et de maintenance, ainsi que de sa durée de vie. Le matériau de l'anode doit être compatible avec le métal de la coque, la peinture antisalissure et la tuyauterie d'eau de mer afin d'éviter les réactions chimiques susceptibles d'entraîner une dégradation des performances.
Calcul des besoins en anodes : en fonction de la surface métallique de la coque à protéger, de la densité de courant de protection et de la capacité des anodes, calculez le nombre et les spécifications des anodes. La formule de calcul est la suivante :
(Où N est le nombre d'anodes, S est la zone protégée, Id est la densité de courant de protection, T c'est la vie du design, W est le poids d'une seule anode, et C (la capacité réelle de l'anode.)
Applications typiques des anodes de coque
| Type de navire | Environnement de navigation | Risque de corrosion | Anode recommandée | Forme | Durée de vie (années) |
| Cargo de 5000 tonnes de port en lourd | Eau saumâtre (Salinité 10‰~20‰) | Moyenne | Anode Zn-Cu-Mg-Cu | Bloc + Bande | 3 ~ 5 |
| Navire océanique de 30 000 tonnes de port en lourd | Eau de mer à forte salinité (salinité 30‰~35‰) | Haute | Anode Al-Zn-Cu-Sn + Anode MMO | Plaque + Maille | 6 ~ 8 |
| Navire fluvial de 500 tonnes de port en lourd | Eau douce (résistivité > 10 000 Ω·cm) | Low | Anode Mg-Al-Zn-Mn | Tige + bloc | 2 ~ 3 |
| Transporteur de GNL | Eau de mer à forte salinité + environnement à basse température | Très haut | Anode Ir-Ta MMO | Maille + Tube | 15 ~ 20 |
| Petit bateau de pêche | Eau de mer côtière (Salinité 25‰~30‰) | Moyenne | Anode Zn-Al-Cd | Bloc + | 3 ~ 5 |
Conclusion
Les anodes de coque sont un élément essentiel de la protection anticorrosion des navires. Leur choix, leur installation et leur entretien ont un impact direct sur la sécurité et les coûts d'exploitation du navire. Ce guide présente de manière systématique les deux principaux types d'anodes de coque (anodes sacrificielles et anodes à courant imposé), en détaillant leur composition, leurs spécifications, leur forme, leur principe de fonctionnement, leurs emplacements d'installation et les méthodes de sélection.
Les anodes sacrificielles, grâce à leur installation simple et à leurs faibles coûts d'entretien, sont largement utilisées sur les navires civils. Les anodes sacrificielles à base de zinc, d'aluminium et de magnésium conviennent respectivement aux eaux saumâtres, aux eaux de mer à forte salinité et aux eaux douces. Les anodes à courant imposé, avec leur protection durable et leur forte densité de courant, sont adaptées aux grands navires océaniques, aux méthaniers et autres navires spécialisés. En pratique, il est essentiel de respecter trois principes fondamentaux : l'adéquation environnementale, l'adéquation au type de navire et la rentabilité. Le type et les spécifications de l'anode doivent être sélectionnés avec précision en fonction des paramètres de la zone de navigation, du risque de corrosion de la coque et des exigences d'utilisation.