MGPS anód kereskedelmi hajókhoz

A kereskedelmi hajók a globális kereskedelem fő szállítói. Hosszú távon a tengeri környezetben tengervíz-hűtőrendszereik, ballasztvíz-rendszereik és különféle víz alatti csővezetékeik biológiai szennyeződésnek vannak kitéve, mivel a tengeri élőlények, például a kagylók és a tengeri csiga gyorsan a csővezetékek belső falához tapadnak.

A hagyományos hajófenék-lerakódásgátló módszerek, mint például a kémiai klórozás, bár átmenetileg gátolják a tengeri élőlények növekedését, felgyorsítják a hajótest korrózióját és súlyos tengeri szennyezést okoznak a vegyi anyagok kibocsátása miatt, így nem felelnek meg az olyan környezetvédelmi követelményeknek, mint a Nemzetközi Tengerészeti Szervezet (IMO) MEPC.279 (70) egyezménye. Tengeri növekedésmegelőző rendszerek Az anód, mint az MGPS központi eleme, közvetlenül meghatározza a rendszer lerakódásgátló és korróziógátló hatékonyságát a teljesítményén, típusválasztásán, valamint a telepítésén és karbantartásán keresztül.

Az MGPS anódok elektrolízis útján specifikus ionokat vagy oxidálószereket szabadítanak fel, hatékonyan gátolva a tengeri élőlények megtapadását, és védőréteget képezve a csövek belső falán, így kettős funkciót látnak el: „lerakódásgátló + korróziógátló”. Ez a rendszer mára standard felszereléssé vált különféle kereskedelmi hajókon, például konténerszállító hajókon, olajszállító tartályhajókon, ömlesztettáru-szállító hajókon és kutatóhajókon, és széles körben használják hajóflottákban, valamint speciális hajókon, például antarktiszi kutatóhajókon.

MGPS anódok

Az MGPS anód típusát pontosan kell kiválasztani a hajó navigációs területe, a csővezeték anyagai és a hajófenék-védelmi követelmények alapján. A különböző típusú anódok jelentős különbségeket mutatnak anyagukban, szerkezetükben és funkcionális hangsúlyukban. Jelenleg a kereskedelmi hajókhoz használt fő MGPS anódok főként négy kategóriába sorolhatók.

(I) Elektrolitikus fémanódok

Az elektrolitikus fémanódok a kereskedelmi hajókon leggyakrabban használt MGPS anódok. A hajók hajóinak elektrolízisével és feloldásával érik el a hajófenék- és korrózióvédelmet. A mag anyagai réz, alumínium és vas.

RézanódokA fő funkció a tengeri élőlények megtapadásának megakadályozása, így az MGPS anód központi lerakódásgátló komponensét alkotják. Általában nagy tisztaságú elektrolit rézből készülnek, a szabványos méretek 3.5 hüvelyk, 4 hüvelyk és 5 hüvelyk átmérőjűek, a hosszúság pedig 12 hüvelyktől 36 hüvelykig terjed. A nem szabványos méretek a hajó csővezetékének átmérőjéhez igazíthatók. A rézanód az elektrolízis során rézionokat (Cu²⁺) szabadít fel, amelyek erősen biotoxikusak. Amikor a rézionok koncentrációja a tengervízben eléri a 2 mg/m³ értéket, hatékonyan gátolja a tengeri lárvák, például algák, kagylók és tengeri csiga növekedését és megtapadását, megakadályozva a biolerakódást a forrásánál. Ez az anód kompatibilis a főbb tengeri csővezeték-anyagokkal, például az acéllal és az öntöttvassal, és széles körben használják a mérsékelt és szubtrópusi vizeken hajózó konténerhajókban és ömlesztettáru-szállító hajókban.

Alumínium anódokFő funkciójuk a korrózióvédelem és a kiegészítő hajófenék-lerakódásgátlás. Többnyire nagy tisztaságú alumíniumötvözetből készülnek, méreteik kompatibilisek a rézanódokkal, lehetővé téve az együttes beszerelést. Az elektrolízis során az alumíniumanódok alumíniumionokat (Al³⁺) szabadítanak fel, amelyek a tengervízben lévő hidroxidionokkal egyesülve alumínium-hidroxid (Al(OH)₃) pelyheket képeznek. Ezek a pelyhek adszorbeálják és elpusztítják a tengeri lárvákat, fokozva a hajófenék-lerakódásgátlás teljesítményét. Továbbá a pelyhek lerakódnak a cső belső falán, sűrű védőréteget képezve, amely elszigeteli a fémcsövet a tengervíztől, így a korróziós sebességet 0.03 mm/év alatt tartja, és jelentősen meghosszabbítja a cső élettartamát. Az alumíniumanódok csak acélcsövekhez alkalmasak, és nem szabad alumínium vagy rézcsöveken használni őket a másodlagos korrózió elkerülése érdekében.

Vas anódokA „lágyvas anódok” néven is ismertek, és elsősorban speciális csőrendszerek korrózióvédelmére szolgálnak, főként réz-nikkel ötvözetű csövekben (gyakoriak haditengerészeti hajókon és csúcskategóriás kereskedelmi hajókon). Elektrolízis során vas(II) ionokat (Fe²⁺) szabadítanak fel, amelyek stabil oxid védőréteget tartanak fenn a réz-nikkel csövek belső falán, gátolják a cső korrózióját és megakadályozzák a rézionokkal való kémiai reakciókat, amelyek szennyeződések lerakódásához vezethetnek. A vasanódok jellemzően biztonsági sapkakarimákkal vannak ellátva, és a telepítés során egy erre a célra szolgáló katóddal kell őket illeszteni a stabil elektrolízis áramkör biztosítása érdekében. Nem alkalmasak hagyományos acélcsővezetékekhez.

(II) Tengervíz elektrolízis anódok

A tengervíz elektrolízis anódjai alkalmasak trópusi, magas bioaktív aktivitású tengeri területekre (például a Vörös-tengerre). Erős lerakódásgátló bevonatot érnek el azáltal, hogy oxidálószereket termelnek a tengervíz elektrolízise során. A maganyag egy platinázott titánötvözet vagy vegyes fém-oxid (MMO) inert anód. Ez a típusú anód nem fogyasztja el a saját anyagát; csak elektrolízishordozóként szolgál. Külső egyenáram alkalmazásával a tengervíz elektrolízise során erős oxidálószereket, például nátrium-hipokloritot (NaClO) és hipoklórossavat (HClO) termel, amelyek gyorsan elpusztítják a tengeri lárvákat és spórákat a tengervízben, több mint 96%-os hajófenék-gátló hatást elérve.

Szerkezetük általában lemez vagy cső alakú, egy erre a célra szolgáló elektrolízis cellába vannak beépítve, és a hajótesttől szigetelni kell őket, hogy megakadályozzák az áramnak a hajótest szerkezetével való interferenciáját. A tengervíz elektrolízis anódjainak előnyei a magas lerakódásgátló hatékonyság, a nagy biosűrűségű tengeri területekre való alkalmasság, valamint a fémion-kibocsátás hiánya, ami környezetbarátabbá teszi őket; hátrányuk azonban a tengervíz sótartalmára való érzékenység. Jelenleg széles körben használják kereskedelmi hajókon, például olajszállító tartályhajókon és LNG-szállító hajókon, amelyek nagy távolságokat hajóznak trópusi vizeken.

(III) Spirax anód

A kompozit anód egy integrált anód, amelyet helyszűkében lévő környezetekre terveztek. Réz-alumínium vagy réz-vas kompozit szerkezetet alkalmaz, amely integrálja mind a hajófenék-lerakódásgátló, mind a korróziógátló funkciókat, így nincs szükség kétféle anód külön telepítésére. Fő előnye a kompakt felépítése, így alkalmas keskeny csővezetékekkel és korlátozott beépítési hellyel rendelkező hajókhoz (például kis ömlesztettáru-szállító hajókhoz és kormányzati hajókhoz), vagy PVC vagy CPVC csővezetékekkel (természetes katód nélkül) rendelkező forgatókönyvekhez.

A kompozit anód optimalizálja a belső anyagarányt, hogy biztosítsa a rézionok és az alumínium/vas ionok stabil felszabadulási arányát az elektrolízis során, garantálva mind a lerakódásgátló hatékonyságot, mind a hatékony védőréteg kialakulását. A telepítés során közvetlenül a szűrő vagy a szivattyúház aljába ágyazható, így könnyen cserélhető szárazdokkolás nélkül, jelentősen csökkentve a karbantartási költségeket.

Az MGPS anódok alkalmazásai

Az MGPS anódok telepítési helye közvetlenül meghatározza azok hajófenék- és korróziógátló bevonatát. Átfogó tervet valósítottak meg, amely figyelembe veszi a hajó csővezeték-elrendezését, a berendezések felépítését és a karbantartás egyszerűségét, a fő telepítési területeket a tengervíz bemeneténél és a kritikus berendezések helyén koncentrálva, hogy biztosítsák a tengeri élőlények megtapadásának gátlását a forrásnál.

(I) Tengervízláda

A tengervízláda a hajó tengervízrendszerének bemenete. A tengeri élőlények először ezen a ponton keresztül jutnak be a csővezetékbe, így ez az MGPS anódok magjának beépítési helye. Az anódokat jellemzően hüvely típusú konfigurációban szerelik be, a szárazdokkolás során a ládába ágyazva, a tengervíz áramlási irányával párhuzamosan, biztosítva, hogy az elektrolízis során keletkező ionok vagy oxidálószerek gyorsan diffundáljanak a teljes csővezetékrendszerben.

Ennek a helyszínnek az előnye a széles lefedettség, amely védi az összes későbbi tengervíz-csővezetéket, hűtőket, kondenzátorokat és egyéb berendezéseket. A hátránya, hogy az anódcsere a hajó dokkolását igényli, így hosszabb élettartamú anódokat kell választani (jellemzően 2-3 év). Jelenleg a kereskedelmi hajók túlnyomó többségén itt vannak felszerelve a fő MGPS anódok, a leggyakoribb választás az acélcsövekhez igazított réz-alumínium anódkombinációk.

(II) Szűrő

A szűrő kulcsfontosságú előkezelő berendezés a tengervíz-vezetékek számára. Hajlamos az eltömődésre a tengeri élőlények miatt, ezért néhány anódot a szűrő belsejében szerelnek fel, karimákkal rögzítve. Ennek az elhelyezésnek az az előnye, hogy az anódcsere nem igényel dokkolást; a szűrő be- és kimeneti szelepeinek egyszerű bezárása és a karimák eltávolítása befejezi a cserét, így a karbantartás kényelmes és alkalmas a trópusi vizeken közlekedő hajók számára, ahol gyakori anódcsere szükséges.

Általában kompozit anódokat vagy kis rézanódokat szerelnek be a szűrő belsejébe, elsősorban a szűrőtest és a későbbi rövid távú csővezetékek kiegészítő védelmére. Ezeket a tengervíz-szelepdoboz főanódjával együtt kell használni.

(III) Szivattyú alja

Kritikus berendezések, például tengervíz-emelő szivattyúk és hűtőszivattyúk esetében a szivattyúra szerelt anódokat a szivattyúház aljára szerelik, jellemzően az áramlásstabilizátor csőbe vagy keszonba ágyazva, a járókerék közelében. Ez a hely közvetlenül védi a szivattyú járókerekét, a szivattyúházat és a beömlőcsővezetéket, megakadályozva a tengeri élőlények felhalmozódását, ami csökkent áramláshoz, fokozott rezgéshez vagy járókerék károsodásához vezethet. Alkalmas olyan hajókhoz, amelyeknél rendkívül magasak a szivattyú megbízhatósági követelményei, például olajszállító tartályhajók és LNG-szállító hajók.

A telepítés során győződjön meg arról, hogy az anód el van szigetelve a szivattyúháztól, hogy megakadályozza az elektrolitikus áram által okozott precíziós alkatrészek, például a szivattyútengely és a csapágyak korrodálását. Az anódkeretet is biztonságosan rögzíteni kell, hogy ellenálljon a rezgéseknek és ütéseknek a szivattyú működése során.

(IV) Reakciótartály

A reakciótartály alkalmas indirekt MGPS rendszerekhez, amelyeket elsősorban nagy kereskedelmi hajókon (például olajszállító tartályhajókban és konténerszállító hajókban) használnak, bőséges gépháztérrel. Az anódot egy erre a célra szolgáló reakciótartályba szerelik be. A tengervíz először a tartályba jut kezelésre, mielőtt a csővezeték-rendszerbe szállítanák. Ez az elhelyezés olyan előnyöket kínál, mint a kényelmes anódkarbantartás és -csere (egyszerűen el kell zárni a reakciótartály szelepeit), valamint az optimalizált tartályszerkezetnek köszönhetően a jobb elektrolízis hatékonyság. Alkalmas tengervíz elektrolízis anódokhoz vagy kompozit anódokhoz.

A reakciótartály jellemzően egy öblítőberendezéssel van felszerelve, amely rendszeresen tisztítja a belső vízkövet és törmeléket, megakadályozva ezzel az anód elektrolízisének teljesítményére gyakorolt ​​hatást. A tartály egy kipufogónyílással is rendelkezik, amely az elektrolízis során keletkező hidrogéngázt engedi ki, megakadályozva a gáz felhalmozódását és a potenciális biztonsági kockázatokat.

(V) Óvintézkedések

Anyagillesztés: Acélcsővezetékekhez réz-alumínium anódkombinációkat; réz-nikkel csővezetékekhez réz-vas anódkombinációkat; PVC csővezetékekhez kompozit anódokat használjon. Kerülje az anyagösszeférhetetlenséget, amely elektrokémiai korrózióhoz vezethet.

Távolságszabályozás: Az anód és a katód közötti telepítési távolságot 0.5 és 1.5 méter között kell szabályozni, hogy biztosítsuk az elektrolitikus áram egyenletes eloszlását és megakadályozzuk a túlzott anódfogyasztást a lokalizált túlzott áram miatt.

Szigetelésvédelem: Az anódrögzítő keretet a hajótesttől és a berendezésektől külön szigetelő betétekkel vagy csavarokkal kell szigetelni, hogy megakadályozzuk az áram interferenciáját a hajótest szerkezetével vagy a precíziós berendezésekkel.

Vízáramlás iránya: Az anód beépítését a tengervíz áramlási irányával kell összehangolni, hogy a keletkezett ionok vagy oxidálószerek gyorsan diffundálhassanak a vízáramlással, elkerülve a túlzottan magas vagy alacsony lokális koncentrációkat.