Hajótest anód
A Wstitanium hajótestanódjai nehezebbek, mint a versenytársaké, és kiváló katódos védelmet nyújtanak. Cink-, alumínium- és magnézium-anódokat használnak a víz alatti hajótest-részek, ballaszttartályok, fúróvíztartályok és rakományterek korrózióvédelmére. Ezek az áldozati anódok megfelelnek a Mil-Spec A-18001, Mil-Spec A-18001A és Mil-Spec A-18001K szabványokban meghatározott szabványoknak.
- MMO anódok
- Cink áldozati anódok
- Alumínium áldozati anódok
- Magnézium áldozati anódok
Wstitanium műhely
Hatékony létesítményeink
Hajótest anód gyártó Kínában
Az erősen korrozív, magas sótartalmú és páratartalmú tengervíz súlyos elektrokémiai korróziót okozhat a hajótest lemezein, hajócsavarjain, kormánylapátjain és a tengerfenék szelepházain. A hajótest anódja, mint a hajó katódos védelmi rendszerének központi eleme, hatékonyan gátolja a fémkorróziós reakciókat önmaga feláldozásával vagy külső áram alkalmazásával. Wstitanium, a katódos védelmi hajótest-anódok megbízható gyártója Kínában, két fő típusba sorolt technológiákat fejleszt: áldozati anódos katódos védelem és nyomóáramú katódos védelem.
Hull anód típusa
A katódos védelem különböző elvei alapján a hajótest anódjait két fő kategóriába sorolják: áldozati anódok és nyomóáramú anódok. Az áldozati anódok a legszélesebb körben használtak a polgári hajókon, mivel nincs szükségük külső áramforrásra, könnyen telepíthetők és alacsony karbantartási költségekkel járnak; a nyomóáramú anódok alkalmasak nagy, speciális hajók és tengeri gépészeti berendezések hosszú távú korrózióvédelmére.
Alumínium áldozati anód
Tengervíz, brakkvíz, alacsony ellenállású vizek; kereskedelmi hajók, halászhajók, part menti hajók.
Cink áldozati anód
Magas sótartalmú tengervíz; óceánjáró hajók, mélytengeri műveleti platformok.
Magnézium áldozati anód
Édesvíz, nagy ellenállású belvizek; belvízi folyami hajók, tavi üzemű hajók.
Hull áldozati anód elemek
Az áldozati anódok összetételének kialakításának meg kell felelnie a hajó szénacéljánál negatívabb potenciálra, magas áramhatásfokra, egyenletes korrózióra és passzivációs ellenállásra vonatkozó követelményeknek. A különböző típusú áldozati anódok egyértelmű ipari szabványokkal rendelkeznek az ötvözőelemek arányai és specifikációi tekintetében (pl. GB/T 4948-2002 „Cink-alumínium-kadmium ötvözetből készült áldozati anódok”, GB/T 4950-2002 „Cink-alumínium-magnézium-réz ötvözetből készült áldozati anódok”, GB/T 17848-2018 „Alumínium alapú áldozati anódok”).
| Áldozati anód | Elem | Szennyező elem határértékei | Elektrokémia | H × Sz × M/mm |
| Cink-alumínium-magnézium-réz | Zn: Egyenleg; Al: 1.0%~1.5%; Mg: 0.08%~0.12%; Cu: 0.05%~0.10% | Fe: 0.005%; Si: 0.01%; | Nyitott áramkörű feszültség: -1.08~-1.15V; Áramhatásfok: ≥80%; Tényleges kapacitás: ≥820A·h/kg. | 400×150×80; 550×220×110; 700×280×140. |
| Alumínium-cink-indium | Al: Egyenleg; Zn: 4.0%~5.0%; Bevonat: 0.02%~0.05% | Fe: 0.10%; Cu: 0.01%; Si: 0.10% | Nyitott áramkörű feszültség: -1.18~-1.25V; Áramhatásfok: ≥90%; Tényleges kapacitás: ≥2600A·h/kg. | 600×200×100; 750×250×120; 900×300×150. |
| Alumínium-cink-indium-ón | Al: Egyenleg; Zn: 4.5%~5.5%; Bevonat: 0.03%~0.06%; Sn: 0.02%~0.04% | Fe: 0.08%; Cu: 0.008%; Si: 0.08% | Nyitott áramkörű feszültség: -1.20~-1.28V; Áramhatásfok: ≥90%; Tényleges kapacitás: ≥2600A·h/kg. | 500×180×90; 650×230×110; 850×290×140. |
| Magnézium-alumínium-cink-mangán | Mg: Egyenleg; Al: 5.3%~6.7%; Zn: 2.5%~3.5%; Mn: 0.15%~0.60% | Fe: 0.005%; Cu: 0.005%; Ni: 0.003% | Nyitott áramkörű feszültség: -1.55~-1.60V; Áramhatásfok: ≥50%; Tényleges kapacitás: ≥1200A·h/kg. | 300×120×60; 450×180×90; 600×240×120. |
Áldozati anódgaléria
Az ICCP anódok elemei
Az alapvető követelmények a következőkhöz: lenyomott áramú anódok nagy vezetőképesség, erős korrózióállóság, nagy áramsűrűség és hosszú élettartam jellemzi. Teljesítményüket közvetlenül az alapanyag és a bevonóanyag határozza meg. Jelenleg a vegyes fém-oxid (MMO) anódok a legnépszerűbb termékek. A grafit anódokat és az ólom-ezüst ötvözet anódokat fokozatosan felváltják.
| ICCP anód | Alapfelület | Bevonat | Teljesítmény | SPECIFIKÁCIÓK | Tervezési élet |
| Ruténium-irídium MMO anód | Tiszta titán (Gr1/Gr2) | RuO₂: 20%~30%; IrO₂: 70%~80%; Bevonatvastagság: 5~10μm | Üzemi áramsűrűség: 100~200A/m²; Polarizációs ráta: ≤5mV/év; Korrózióállóság: 10 év tengervízben való elmerülés után sem tapasztalható észrevehető veszteség. | Szalag: Φ20×1000~3000mm; | 10 ~ 20 év |
| Lemez: 200×500×3 mm; | |||||
| Hálóméret: 500×500×2 mm | |||||
| Irídium-tantál MMO anód | Tiszta titán (Gr1/Gr2) | IrO₂: 30%~40%; Ta₂O₅: 60%~70%; Bevonat vastagsága: 8~12μm | Üzemi áramsűrűség: 150~250A/m²; Erős korrózióállóság; Alkalmas magas sótartalmú és erősen oxidáló környezetekhez. | Cső: Φ25 × 1500 ~ 4000 mm; | 15 ~ 25 év |
| Lemez: 300×600×4 mm |
Hull ICCP MMO anódgaléria
Az áldozati anódok működési elve
Az áldozati anódos katódos védelem az elektrokémiai korrózió galváncellás elvén alapul. A hajótest acéllemezének fő alkotóeleme a szénacél. Elektrolit környezetben, például a tengervízben, számtalan apró galváncella képződik a szénacél felületén. A pozitívabb potenciálú terület katódként, a negatívabb potenciálú terület pedig anódként működik. Az oxidáció (korrózió) az anódos régióban történik, míg a katódos régió stabil marad.
Az áldozati anód anyagának (cink, alumínium, magnézium) standard elektródpotenciálja jóval alacsonyabb, mint a hajó szénacéljáé. Amikor az áldozati anódot vezetékkel vagy közvetlenül a hajó acéllemezéhez csatlakoztatják, és mindkettőt tengervízbe merítik, egy új makroszkopikus galváncellát alkotnak.
Ebben az esetben az áldozati anód a galvánelem anódjaként (negatív elektródája), a hajó acéllemeze pedig katódként (pozitív elektródája) működik. Az elektrolit hatására az áldozati anód elsősorban oxidáción megy keresztül, elektronokat és fémionokat szabadítva fel:
- Cink eloxálási reakció: Zn→Zn²⁺ +2e⁻
- Alumínium eloxálási reakció: Al→Al3++3e−
- Magnézium anódizációs reakció: Mg→Mg2+ +2e −
A felszabaduló elektronok a tengervízen vagy a hajó acéllemezeihez vezető vezetékeken keresztül áramlanak, ami nagy mennyiségű elektron felhalmozódását okozza az acéllemezek felületén, ezáltal gátolva magának a szénacélnak az oxidációs reakcióját (Fe→Fe2++2e-).
Eközben a tengervízben oldott oxigén elektronokat vesz fel a hajó acéllemezeinek felületén, redukciós reakción menve keresztül: (O2.+2H2.O+4e-→4OH-). Az áldozati anód folyamatos korróziója és fogyasztása révén védőáramot biztosít a hajó acéllemezeinek, amíg az anód teljesen ki nem merül. Az áldozati anódok nem igényelnek külső áramforrást, és a védőáram nagysága automatikusan állítható az anódok számával, méretével és elrendezésével, így alkalmasak a legtöbb polgári hajó korrózióvédelmére.
A hajótest anódjainak telepítési helye
A korrózió kockázata a hajótest különböző részein változó. Az anódok beépítési helyét pontosan meg kell határozni a korrózió intenzitása, a víz áramlási sebessége és a szerkezeti jellemzők alapján, hogy a védőáram a hajótest összes fém alkatrészét lefedje. A konkrét beépítési helyeket és a védelmi célpontokat az alábbi táblázat mutatja:
| Telepítési hely | típus | Anód forma | Védelmi célpont | Tervezési alap |
| Hajó aljának sík területe | Zn/Al áldozati anód | Blokk, Lemez | Megakadályozza a hajó alsó acéllemezének egyenletes korrózióját és gödrösödését. | A hajótest aljának területe alapján számítva: 10 m2-enként 1–2 darab 50 kg-os anódot kell elhelyezni. |
| Hajótest oldala | Zn/Al áldozati anód | Strip | Védje a hajótest oldalsó acéllemezét és állja ellen a korróziónak a tengeri hullámok ütései miatt. | A hajótest oldalának hosszirányában 2-3 méterenként 1 szalaganódot kell elhelyezni. |
| Légcsavar és faroktengely | Zn/Al áldozati anód | Gyűrű, szalag | Megakadályozza a légcsavar kavitációs korrózióját és a faroktengely elektrokémiai korrózióját. | 1 gyűrűanód a hajócsavar mindkét oldalán; 2~3 szalaganód a faroktengely hüvelyénél. |
| Kormánylapát és kormányszár | Zn/Al áldozati anód | Blokk, szalag | Védje a kormánylapát felületét és a kormányszár csatlakozó részeit. | 2 blokkanód a kormánylapát mindkét oldalán; 1~2 szalaganód a kormányszár közelében. |
| Ballaszttartály belső fala | Zn áldozati anód / MMO anód | Blokk, Cső | Ellenáll a korróziónak a ballaszttartályon belüli váltakozó száraz-nedves környezetben. | Tartályűrtartalom szerinti elrendezés: 50 m³ tartálytérfogatra 1 darab 30 kg-os anód kerül beszerelésre. |
| Tengeri láda és tengervízvezeték | Al áldozati anód / MMO anód | Rúd, cső | Megakadályozza a szelepház belső falának és a csővezetékek helyi korrózióját. | 2~3 rúdanód a szelepdobozban; 1 csőanód 5~10 méterenként a csővezetékben. |
| Nagy óceánjáró hajók alja | MMO anód | Háló, Lemez | Hosszú távú védelmet nyújt a nagy távolságú óceáni hajózás számára. | Egyenletesen elrendezett a hajótest aljának területe szerint, 150~200 A/m2-re szabályozott áramsűrűséggel. |
Anódtelepítési óvintézkedések
Az anód beszerelése előtt a hajótest beszerelési területéről a festék-, rozsda- és olajfoltokat meg kell tisztítani, hogy biztosítsuk az anód és a hajótest acéllemeze közötti jó érintkezést, megakadályozva, hogy a túlzott érintkezési ellenállás befolyásolja a védőáram átvitelét. Nyomottáramú anódok esetén egy szigetelőtömítést (például gumi vagy nejlon tömítést) kell beszerelni az anód és a hajótest közé a rövidzárlatok elkerülése érdekében. Az áldozati anódokat általában csavarokkal rögzítik. A csavaroknak korrózióálló anyagból (például rozsdamentes acélból vagy titánból) kell készülniük, és a csavarkötésekre korróziógátló zsírt kell felvinni. A nyomottáramú anódokat speciális konzollal kell rögzíteni a biztonságos beszerelés és a hullámütésekkel szembeni ellenállás biztosítása érdekében.
A beszerelés után egy referenciaelektródával kell megmérni a potenciáleloszlást a hajótest felületén, hogy biztosítsák a potenciálérték -0.85~-1.20 V közötti értéken tartását (telített kalomel elektródához képest), védtelen területek nélkül. Az anód beszerelési területén lévő hajófenékfestéknek olyan típusúnak kell lennie, amely nem tartalmaz rézionokat, hogy megakadályozza a rézionok reakcióját az anóddal, és passziváló film kialakulását, ami csökkentené az anód aktivitását.
A hajótest anódjainak kiválasztása
Az anód típusát a hajó üzemi vízének ellenállása, sótartalma és hőmérséklete alapján kell kiválasztani. Az alumínium áldozati anódok előnyösek nagy sótartalmú tengervízhez. A cinkalapú anódok brakkvízhez, a magnéziumalapú anódok pedig édesvízhez alkalmasak. Az áldozati anódokat jellemzően kis hajókhoz használják, míg a nyomóáramú anódokat nagy óceánjáró hajókhoz és speciális célú hajókhoz.
A legköltséghatékonyabb anódot kell kiválasztani, figyelembe véve a beszerzési költségeket, a telepítési költségeket, a karbantartási költségeket és az élettartamot. Az anód anyagának kompatibilisnek kell lennie a hajótest fémével, a hajófenékfestékkel és a tengervízcsövekkel, hogy elkerüljük a teljesítményromláshoz vezető kémiai reakciókat.
Az anódszükséglet kiszámítása: A védelmet igénylő hajótest fémfelülete, a védőáram-sűrűség és az anódkapacitás alapján számítsa ki az anódok számát és specifikációit. A számítási képlet a következő:
(Ahol N az anódok száma, S az a védett terület, Id a védőáram sűrűsége, T a tervezési élettartam, W egyetlen anód súlya, és C az anód tényleges kapacitása.)
Tipikus Hull anód alkalmazások
| Hajó típusa | Navigációs környezet | Korrózióveszély | Ajánlott anód | Alak | Élettartam (év) |
| 5000 DWT teherhajó | Sós víz (sótartalom 10‰~20‰) | közepes | Zn-Cu-Mg-Cu anód | Blokk + Csík | 3 ~ 5 |
| 30 000 DWT óceánjáró | Magas sótartalmú tengervíz (sótartalom 30‰~35‰) | Magas | Al-Zn-Cu-Sn anód + MMO anód | Lemez + Háló | 6 ~ 8 |
| 500 DWT belvízi hajó | Édesvíz (ellenállás >10000Ω·cm) | Alacsony | Mg-Al-Zn-Mn anód | Rúd + Blokk | 2 ~ 3 |
| LNG-szállító | Magas sótartalmú tengervíz + alacsony hőmérsékletű környezet | Nagyon magas | Ir-Ta MMO anód | Háló + Cső | 15 ~ 20 |
| Kis halászhajó | Tengerparti tengervíz (sótartalom 25‰~30‰) | közepes | Zn-Al-Cd anód | Blokk + | 3 ~ 5 |
Összegzés
A hajótest anódjai a hajók korrózióvédelmének alapvető elemei. Kiválasztásuk, beszerelésük és karbantartásuk közvetlenül meghatározza a hajó biztonságát és üzemeltetési költségeit. Ez az útmutató szisztematikusanód-típust (áldozatanódok és nyomóáramú anódok) tekinti át, részletezve azok elemi összetételét, specifikációit, alakját, működési elvét, beszerelési helyét és kiválasztási módszereit.
Az áldozati anódok egyszerű telepítésük és alacsony karbantartási költségeik miatt széles körben használatosak a polgári hajókon. A cinkalapú, alumíniumalapú és magnéziumalapú áldozati anódok alkalmasak brakkvízben, magas sótartalmú tengervízben és édesvízi környezetben való használatra. A nyomottáramú anódok, hosszú távú védelmükkel és nagy áramsűrűségükkel, alkalmasak nagy óceánjáró hajókra, LNG-szállító hajókra és más speciális hajókra. A gyakorlati alkalmazásokban három fő elvet kell követni: környezeti alkalmasság, hajótípus-megfelelőség és gazdasági hatékonyság. Az anód típusát és specifikációit pontosan a hajózási terület paraméterei, a hajótest korróziós kockázata és az üzemeltetési követelmények alapján kell kiválasztani.