A cink áldozati anódokat széles körben használják acélszerkezetek korrózióvédelmére különféle közegekben, például tengervízben, édesvízben és talajban, stabil elektromos teljesítményük, magas áramerősség-hatékonyságuk és kényelmes telepítésük miatt. Jelenleg az egyik legszélesebb körben használt és technológiailag legfejlettebb áldozati anódanyagról van szó.
A cink áldozati anódok működési elve
A működés alapvető elve áldozati anódok az elektrokémiai galváncellás reakción alapul. Elektródapotenciálja (-1.10 V, a réz/telített réz-szulfát elektród CSE-hez képest) jelentősen negatívabb, mint az acélé (-0.85 V, CSE). Amikor a cinkanód elektromosan csatlakozik a védett fémhez, és ugyanabba az elektrolit környezetbe kerül, a cink anódként működik, és oxidáció révén elsősorban elektronokat veszít (Zn-2e⁻=Zn²⁺). Az elektronok a vezető közegen keresztül a védett fém felületére kerülnek, gátolva annak redukciós reakcióját, így éri el a „feláldozza magát az alapfém védelme érdekében” korrózióvédő hatását.
A kiváló minőségű cink áldozati anódok nem tiszta cinkből készülnek, hanem ötvözőelemek, például alumínium és kadmium precíz hozzáadásával. A szennyeződések, például a vas, a réz és az ólom szigorú ellenőrzése optimalizálja elektrokémiai teljesítményüket és oldódási jellemzőiket, megakadályozva az anód passziválódását vagy a szemcsék közötti korróziót.
Ötvözőelemek és funkcióik
A cink áldozati anódok teljesítménye az ötvözőelemek pontos arányától és a szennyező elemek szigorú ellenőrzésétől függ. Jelenleg a fő cinkanódok cink-alumínium-kadmium háromkomponensű ötvözetrendszert használnak. A vonatkozó összetételi követelményeket egyértelműen meghatározzák a mérvadó szabványok, mint például a GB / T 4950-2021 „Cink-alumínium-kadmium ötvözetből készült áldozati anódok” és ASTM F1182-07 (2023) “Áldozati cinkanódok".
| Elem | ASTM B418 I. típus | ASTM B418 II. típus | 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 | - |
| Szennyező | ≤ 0.1 | ≤ 0.02 | ≤ 0.1 | ≤ 0.1 | ≤ 0.3 |
| Zn | Egyenleg | Egyenleg | Egyenleg | Egyenleg | Egyenleg |
A cinkanód alapkomponense a cink (egyenleg ≥99.3%). A magötvöző elemek az alumínium (Al) és a kadmium (Cd). Mindkét elem (Al és Cd) tartalomtartománya szigorúan korlátozott, és szinergikus hatásuk határozza meg az anód magjának teljesítményét.
Alumínium (Al)
A tartalom 0.10% és 0.50% között van szabályozva, és ez a cinkanód „aktivációs mageleme”. A tiszta cink könnyen képez sűrű cink-oxid passziváló filmet elektrolit környezetben, ami az áramhatásfok hirtelen csökkenéséhez és a katódos védelem meghibásodásához vezet. Az alumínium előnyösen reagál az oxigénnel, laza alumínium-oxidot képezve. Ez a termék könnyen leválik az anód felületéről, megakadályozva a sűrű passziváló réteg kialakulását és biztosítva a védőáram stabil kimenetét.
Ugyanakkor az alumínium finomítja a cinkötvözet szemcseszerkezetét, javítja az anód mechanikai szilárdságát és megakadályozza a szállítás vagy telepítés során fellépő károsodást. Meg kell jegyezni, hogy ha az alumíniumtartalom 0.10% alatt van, az aktiválási hatás nem elegendő, és az anód passziválásra hajlamos; ha 0.50% felett van, az anódpotenciál eltolódását okozza, csökkentve a potenciálkülönbséget az acéllal szemben, és befolyásolva a védő hajtóerőt.
Kadmium (Cd)
A kadmiumtartalmat 0.025% és 0.07% között szabályozzák. Ez a „kulcsfontosságú elem” a cinkanódok korróziós morfológiájának optimalizálásához. A kadmiummentes tiszta cinkanódok hajlamosak a szemcseközi korrózióra a korrózió során. A korrozív közeg mélyen behatol a belsejébe a szemcsehatárok mentén, aminek következtében az elektrokémiai reakcióban részt nem vevő nagy anódanyag-darabok leválnak. Ezenkívül az áramhatásfok csak 60% alatt lehet.
A kadmium tovább finomítja a szemcseszerkezetet, megváltoztatja az anód korróziós útját, és elősegíti az anód egyenletes réteges oldódását. Ez jelentősen javítja a cinkanód kihasználtsági arányát, és a tengervízben az áramhatásfok elérheti a 95%-ot. Ezenkívül a kadmium javítja a cinkötvözet hidrogénridegedési ellenállását, megakadályozva a nagy áramsűrűségeknél a hidrogénfejlődés által okozott szerkezeti ridegedést.
A szennyeződések és veszélyeik szigorú ellenőrzése
A cinkanódokra rendkívül szigorú követelmények vonatkoznak a szennyező elemek, például a vas (Fe), a réz (Cu), az ólom (Pb) és a szilícium (Si) tartalmára vonatkozóan. Ezek a szennyeződések jelentik a „főbb rejtett veszélyeket”, amelyek az anód teljesítményének romlásához vezetnek. A GB/T 4950-2021 szabvány egyértelműen kimondja, hogy: Fe ≤ 0.005%, Cu ≤ 0.005%, Pb ≤ 0.006%, Si ≤ 0.125%, és a teljes szennyeződéstartalomnak ≤ 0.15%-nak kell lennie.
- Vas (Fe) és réz (Cu)
Mindkettő elektropozitív szennyeződés. A cinkanódba keverve belső mikroelemeket képeznek, ami a cinkanód önkorróziójához vezet. Amikor a Fe-tartalom meghaladja a 0.005%-ot, az anód önkorróziós sebessége több mint 30%-kal nő; a túlzott Cu-tartalom súlyosbítja az anód felületén fellépő lokalizált lyukkorróziót, tönkretéve annak egyenletes oldódási jellemzőit.
- Ólom (Pb)
Az ólom könnyen kiválik a cinkötvözet szemcsehatárain, ellensúlyozva a kadmium hatását a szemcsék finomításában és gátolva a szemcseközi korróziót, ehelyett elősegíti a szemcseközi korróziót és az anód idő előtti meghibásodásához vezet. Ugyanakkor az ólom kicsapódása környezetszennyezést okoz, és nem felel meg a környezetvédelmi követelményeknek.
- Szilícium (Si)
A túlzott szilíciumtartalom kemény szilicidek képződéséhez vezethet. Ez csökkenti a cinkanód képlékenységét és szilárdságát, így hajlamos a repedésekre alacsony hőmérsékletű környezetben vagy külső behatások hatására. Ezenkívül a szilicidek az anód felületéhez tapadhatnak, befolyásolva az áramvezetést.
Elektrokémiai teljesítmény
Az elektrokémiai teljesítmény az egyik legfontosabb mutató annak értékelésére, hogy egy cink áldozati anód megfelel-e a korrózióvédelmi követelményeknek. A főbb mutatók közé tartozik a nyitott áramkörű potenciál, a zárt áramkörű potenciál, az áramhatásfok és a tényleges kapacitás.
| Teljesítményparaméter | ASTM B418 I. típus | ASTM B418 II. típus | MIL-A-18001K | DNV-RP-B401 | GB/T 4950‑2021 |
| Nyitott áramkör potenciálja | ≥-1.05 V | ≥-1.10 V | ≥-1.05 V | ≥-1.05 V | ≥-1.05 V |
| Működési potenciál | ≥-1.00 V | ≥-1.05 V | ≥-1.00 V | ≥-1.00 V | ≥-1.00 V |
| Minimális áramhatékonyság | 95% (tengervíz, 3mA/cm²) | 95% (nagy tisztaságú alkalmazás) | 95% (tengervíz) | 95% (tengervíz) | 95% (tengervíz); 65% (talaj) |
| Tipikus kapacitás | ≥780Ah/kg | ≥780Ah/kg | ≥770Ah/kg (355Ah/font) | ≥780Ah/kg | ≥780 Ah/kg (tengervíz); ≥530 Ah/kg (talaj) |
| Oldódási teljesítmény | Egyenletes oldódás, a termékek könnyű leválasztása | ||||
- Nyitott áramkör potenciálja
A nyitott áramkörű potenciál a cinkanód és a referenciaelektróda (réz/telített réz-szulfát elektróda, CSE) közötti potenciálkülönbségre utal terhelés nélküli körülmények között. Standard követelmények: Tengervízben a nyitott áramkörű potenciál -1.05V és -1.09V (CSE); talajban ≤ -1.05V (CSE); édesvízi környezetben pedig -1.03V és -1.07V (CSE) között van.
- Munkaképesség
Az üzemi potenciál a cinkanód potenciálját jelenti, amikor védőáramot ad ki. Ha az üzemi potenciál túl negatív, az a védett acél (különösen a nagy szilárdságú acél) hidrogén ridegedéséhez vezethet; ha túl pozitív, akkor nem tud hatékony védelmet biztosítani. Szabványkövetelmények: Tengervízben az üzemi potenciál -1.05V és -1.08V (CSE) között van; talajban ≤-1.03V (CSE), és az ingadozási tartománynak ≤0.02V-nak kell lennie a védelem stabilitásának biztosítása érdekében.
- Jelenlegi hatékonyság
Az áramhatásfok a cinkanód oxidációs reakciójából származó effektív védőáram-kimenetre utal. A nagyobb áramhatásfok az anód hosszabb tényleges élettartamához vezet. Szabványkövetelmények: ≥95% tengervízben (1 mA/cm² áramsűrűségnél), ≥65% talajban (0.03 mA/cm² áramsűrűségnél) és ≥80% édesvízi környezetben (0.5 mA/cm² áramsűrűségnél).
- Tényleges kapacitás
A tényleges kapacitás az egységnyi súlyú cinkanód által ténylegesen leadható villamos energia mennyiségére utal. Mértékegysége Ah/kg, és közvetlenül meghatározza az anód védőkapacitását. Szabványkövetelmények: tényleges kapacitás tengervízben ≥ 780 Ah/kg, talajban ≥ 530 Ah/kg és édesvízi környezetben ≥ 680 Ah/kg. Ez jelentősen magasabb, mint a magnéziumanódok kapacitása talajban, ami kulcsfontosságú a cinkanódok jelentős előnyéhez az alacsony ellenállású környezetben.
- Fogyasztási arány
A fogyasztási ráta az 1 amper áramerősség leadása esetén évente felhasznált cinkanód mennyiségét jelenti. Mértékegysége kg/(A·Év), és ez az anód élettartamának kiszámításához használt alapvető paraméter. Szabványkövetelmények: fogyasztási ráta ≤ 11.88 kg/(A·Év) tengervízben, ≤ 17.25 kg/(A·Év) talajban és ≤ 13.5 kg/(A·Év) édesvízi környezetben.
A médium hatása
A cinkanódok elektrokémiai teljesítménye olyan tényezőktől függ, mint az elektrolit ellenállása, sótartalma, hőmérséklete és áramlási sebessége. Ez egyben a tengervízben, édesvízben és talajban használt cinkanódok megkülönböztetésének alapvető alapja is.
- tengervíz
A magas sótartalom (körülbelül 3.5%), az alacsony ellenállás (<15 Ω·m) és az erős ionvezető képesség stabil nyitott áramkörű potenciált eredményez a cinkanód számára, a legmagasabb áramhatásfokot (≥95%) és egyenletes oldódást. Ez a cinkanódok optimális alkalmazási forgatókönyve.
- Édesvízi
Az alacsony sótartalom (<0.1%), a mérsékelt ellenállás (15~100 Ω·m) és az elégtelen ionkoncentráció az anód tengervízhez képest kissé alacsonyabb áramhatásfokát eredményezi, és könnyen cink-hidroxid korróziós termékek képződéséhez vezethet. Ezért az aktivitást ötvözőelemekkel történő finomhangolással kell javítani.
- Talaj
A talaj ellenállása jelentősen ingadozik (a páratartalomtól és a talajtípustól függően, az optimális érték < 15 Ω·m). Az elektrolit eloszlása egyenetlen, mikrobiális korrózió és kóboráram-interferencia is fennáll. Következésképpen a cinkanód rendelkezik a legalacsonyabb áramhatásfokkal (≥65%) és a legmagasabb fogyasztási aránnyal. Általában töltőanyagokra, például gipszre és nátrium-szulfátra van szükség az érintkezési ellenállás csökkentése és az anód aktivitásának fenntartása érdekében.
Specifikáció osztályozása
A cink áldozati anódokat telepítés és alkalmazás szerint kategorizálják. A telepítés alapján hegesztett cinkanódokra és csavarozott cinkanódokra oszthatók; az alkalmazás alapján tengervízi cinkanódokra, édesvízi cinkanódokra, talajvízi cinkanódokra és hajótesti cinkanódokra. Az anódok különböző specifikációit méret, súly és szerkezeti kialakítás szempontjából optimalizálták. Minden specifikációnak meg kell felelnie a GB/T 4950-2021 és az ASTM F1182-07 (2023) szabványok mérettűréseinek és teljesítménykövetelményeinek.
A hegesztett cinkanódok a leggyakrabban használt anódok. Fő jellemzőjük az acél hegesztett lábak vagy acélszalagok integrálása az anódtest öntése során. A telepítés során a hegesztett lábakat hegesztik és rögzítik a védett fémhez (például hajótestekhez, acéloszlopokhoz és tárolótartályokhoz). Jó vezetőképességgel és erős csatlakozással rendelkeznek. Alkalmazási területek közé tartoznak a hajótestek aljai, a tárolótartályok belső falai és a tengeri platformok acéloszlopai.
Az anódtest tömb alakú, lemez alakú vagy csík alakúA hegesztőlábak Q235 szénacélból készülnek, horganyzott felülettel a korrózióvédelem érdekében (hogy megakadályozzák a hegesztőlábak korrodálódását az anód előtt). A hegesztőláb és az anódtest egybeöntött, hegesztési varratok nélkül, ami megakadályozza a túlzott érintkezési ellenállást a csatlakozási ponton.
Hegesztett cinkanódok tartályokhoz (ZC sorozat)
- ZC-1 Típus: 750×(115+135)×130mm, hegesztett szár hossza 900mm, átmérő 16mm, nettó tömeg 82kg, bruttó tömeg 85kg;
- ZC-2 típus: 500×(115+135)×130 mm, hegesztett szár hossza 650 mm, nettó tömeg 55 kg;
- ZC-3 típus: 500×(105+135)×100 mm, nettó tömeg 39 kg;
- ZC-4 típus: 300×(105+135)×100 mm, hegesztett szár átmérője 12 mm, nettó tömeg 24.6 kg.
Hegesztett cinkanódok tengeri acél cölöpökhöz (ZT sorozat)
- ZT-1 Típus: 1000×(115+135)×130mm, lapos acél hegesztett szár mérete 16×8mm, nettó tömeg 105kg;
- ZT-2 Típus: 800×(100+120)×120 mm, nettó tömeg 78 kg, alkalmas árapály-menti acélcölöpök korrózióvédelmére.
Egyenáramú ívhegesztés szükséges. A hegesztési szár és a védett fém közötti hegesztési területnek ≥50 cm²-nek kell lennie a jó vezetőképesség biztosítása érdekében. Hegesztés után a salakot meg kell tisztítani, és a hegesztési varratra korróziógátló bevonatot kell felvinni a szigetelt korrózió megelőzése érdekében. Az anódok közötti távolságnak ≥3-szorosának kell lennie az anód hosszánál, hogy elkerüljük a szomszédos anódáramok közötti interferenciát.
A csavarozott cinkanódok fő jellemzője az anódtestben előre fúrt csavarlyukak, vagy az integrált csavaros acélmag. A telepítés során csavarok és anyák rögzítik az anódot a védett fémhez hegesztés nélkül, így alkalmassá téve azokat időszakos cserét igénylő alkalmazásokhoz, például hajóballaszttartályokhoz, édesvízi csővezetékek pereméhez és levehető berendezésházakhoz.
Az anódtest lehet lemez, tömb vagy korong alakú. Középen vagy a szélén egy vagy két csavarlyuk van előre fúrva. A csavarok rozsdamentes acélból (304 vagy 316) készülnek, hogy megakadályozzák a korrózió szétszerelést befolyásoló hatását. Az anód és a védett fém közé vezetőképes tömítést (réz vagy grafit) kell beszerelni az érintkezési ellenállás kiküszöbölése és az áram zavartalan vezetésének biztosítása érdekében.
Korong alakú, csavarozott cinkanódok
- Átmérő 200~500mm, vastagság 30~80mm, középső csavarfurat átmérője 16~24mm, nettó tömeg 5~30kg, alkalmas kondenzátorokhoz, hőcserélőkhöz stb.
Blokk alakú, csavarozott cinkanódok
- 300×200×50 mm, 400×300×60 mm, dupla csavarfurat-kialakítás a szélén, nettó tömeg 8~25 kg, csőtámaszokhoz, kis acélszerkezetekhez alkalmas.
- 500×300×70 mm, csavarfurat átmérője 20 mm, rozsdamentes acél csavarhossz 100 mm, nettó tömeg 32 kg, víznyomásálló, ütésálló.
A telepítés során a csavarokat szorosan meg kell húzni, hogy az anód és a védett fém között szoros illeszkedés legyen; a vezető tömítésnek épnek és sértetlennek kell lennie, és szigetelő tömítéseket nem szabad helyettesítőként használni.
Tengervíz cink anódok
A tengervízzel és sópermettel kezelt cinkanódok speciális anódok. A cinkanódok egyik fő alkalmazási kategóriáját alkotják, és alkalmasak hajókhoz, tengeri platformokhoz, fúróplatformokhoz, kikötői acéloszlopokhoz, tengervíz-kondenzátorokhoz stb. Ötvözetösszetételük és szerkezeti kialakításuk optimalizált az egyenletes oldódásra nagy ionkoncentrációjú környezetben, megakadályozva a lokalizált lyukkorróziót.
Teljesítmény optimalizálás
Az ötvözet alumíniumtartalma 0.3%~0.5%, kadmiumtartalma pedig 0.04%~0.07% között van szabályozva, ami biztosítja a passziváció elkerülését nagy áramlási sebességű, magas sótartalmú tengervízben. Áramhatásfok ≥95%, nyitott áramkörű potenciál stabil -1.05V~-1.09V között (CSE), tényleges kapacitás ≥780Ah/kg, fogyasztási ráta ≤11.88kg/(A・Yr).
Szerkezet
Többnyire tömb-, lemez- vagy csík alakúak. Némelyik szabálytalan alakú (pl. könnycsepp alakú, szelvényezett), hogy alkalmazkodjon a különböző tengeri struktúrákhoz.
- Tengervíz-cink anódok tengeri platformokhoz: 1200×(120+140)×150 mm, hegesztési szár hossza 1000 mm, nettó tömeg 150 kg, ellenáll a tengervíz áramlási sebességének ≤5 m/s, és ellenáll a hullámütéseknek;
- Tengervízzel rögzített cinkanódok kikötői acélcölöpökhöz: 1000×100×100 mm, szalag alakú hegesztett típus, egy darabból álló nettó tömeg 60 kg, 2~3 m távolságra egymástól;
- Könnycsepp alakú tengervíz-cink anódok: hosszúság 500~800 mm, maximális átmérő 150 mm, integrált hegesztett láb, nettó tömeg 15~35 kg, alkalmas szabálytalan alakú szerkezetekhez, például hajócsavarokhoz és kormánylapátokhoz.
A telepítés során kerülje a hajótesten lévő hajófenékfestékkel szennyezett területet, hogy elkerülje az anód passziválódását, amelyet a hajófenékfestékben található mérgező anyagok okozhatnak; nagy sebességű tengeri területeken (például szorosokban és torkolatokban) az anódok számát növelni kell a túlzott áramlási sebesség okozta áramveszteség kompenzálása érdekében; rendszeresen tisztítsa meg az anódfelületet a tengeri élőlényektől (például kagylóktól és kagylóktól), hogy megakadályozza a biológiai lerakódást és az anód befedését.
Édesvízi cinkanód
Az édesvízi cinkanódok alkalmasak alacsony sótartalmú, alacsony vezetőképességű közegekhez, például folyókhoz, tavakhoz, víztározókhoz és ivóvízvezetékekhez. Az édesvíz alacsony ionkoncentrációja és magas ellenállása miatt a cinkanód optimalizált ötvözetarányokat igényel az aktiválás javítása és a passziváció megelőzése érdekében. Alkalmas olyan alkalmazásokhoz, mint az édesvízi csővezetékek, hidraulikus kapuk, vízerőművek acélszerkezetei és édesvízi tárolótartályok.
Teljesítmény optimalizálás
Az alumíniumtartalom valamivel magasabb, mint a tengervízi anódoké, 0.4%~0.5%-ra szabályozva az aktiválás fokozása érdekében. A kadmiumtartalom 0.03%~0.06%, az áramhatásfok ≥80%, az üresjárási potenciál -1.03V~-1.07V (CSE), a tényleges kapacitás ≥680Ah/kg, a fogyasztási ráta ≤13.5kg/(A・Yr); egyes édesvízi anódokhoz nyomokban ón (Sn≤0.02%) adagolható a lágy vízben való oldódás egyenletességének javítása érdekében.
Szerkezet
Többnyire rúd vagy tömb alakú, megkönnyítve a csövek belső falára vagy a kapuhornyokba való beépítést.
- **Édesvízi csővezetékhez való rúd alakú cinkanódok:** Átmérő 30-60 mm, hossz 500-1000 mm, menetes vagy hegesztett végekkel, nettó tömeg 3-12 kg, DN100-DN1000 csövekhez alkalmas;
- **Hidraulikus kaputömb alakú édesvízi cinkanódok:** 600×400×80 mm, csavarozott rögzítésű, nettó tömeg 45 kg, ellenáll az édesvízbe merítésnek és az iszapkopásnak;
- **Ivóvíztároló tartály édesvízi cinkanódokhoz:** 400×300×50 mm, ólom- és higanymentes, környezetbarát formula, megfelel az ivóvíz-higiéniai előírásoknak, nettó tömeg 28 kg.
Lágy vízben (keménység < 50 mg/l) kis mennyiségű tömítőanyag (gipszpor) szükséges a helyi ionkoncentráció növeléséhez. A telepítési helyen kerülni kell a csővezetékben lévő holt sarkokat, hogy biztosítsák a vízkeringést, és megakadályozzák az anód körüli pangó víz passziválódását. Az ivóvízrendszerekben használt anódoknak higiéniai és biztonsági vizsgálatokon kell átesniük a káros szennyeződések kicsapódásának megakadályozása érdekében.
Talajcink anódok
A talajcink-anódok alkalmasak földalatti fémszerkezetekhez, például földbe fektetett csővezetékekhez, földalatti tartályokhoz, metróalagutak acélszerkezeteihez és hídalapozásokhoz. A talaj ellenállásának nagy ingadozása és az egyenetlen dielektromos eloszlás miatt az anódokat gyakran előre csomagolják és töltőanyaggal használják az érintkezési ellenállás csökkentése érdekében. Csak alacsony ellenállású környezetekhez alkalmasak, ahol a talaj ellenállása < 15 Ω·m. Nagy ellenállású talajok esetén magnéziumanódokat kell használni.
Teljesítmény optimalizálás
Az ötvözőelemek szennyeződéstartalma szigorúan ellenőrzött (Fe ≤ 0.003%, Cu ≤ 0.003%), hogy elkerüljük a talajban lévő mikroorganizmusok által okozott önkorróziót. Áramhatásfok ≥ 65%, nyitott áramkörű potenciál ≤ -1.05V (CSE), tényleges kapacitás ≥ 530 Ah/kg, és fogyasztási ráta ≤ 17.25 kg/(A·Yr).
Szerkezet
Elsősorban előre csomagolt rúd vagy tömb alakú anódok. Az előre csomagolt anód tartalmazza az anódtestet, a töltőanyagot, a vezetőképes kábelt és a nedvességálló tömítőzacskót. Általános specifikációk (ZP sorozat).
- ZP-1 típusú talajcink anód: 1000×(78+88)×85 mm, acélszár hossza 700 mm, nettó tömeg 49 kg, töltőanyag 50 kg (gipsz:nátrium-szulfát = 7:3), kábelhossz 3 m;
- ZP-2 típusú talajcink anód: 1000×(65+75)×65 mm, nettó tömeg 32 kg, töltőanyag 45 kg, vízellátó és csatornavezetékekhez alkalmas;
- ZP-3 típusú talajcink anód: 800×(60+80)×65 mm, nettó tömeg 24.5 kg, alkalmas kis földbe süllyesztett acélszerkezetekhez;
- ZP-8 típusú talajcink anód: 600×(40+48)×45 mm, nettó tömeg 8.7 kg, sekélyen földelt csővezetékekhez alkalmas.
A földelési mélység ≥1 m, a földbe fektetett csővezetéktől való függőleges távolság 0.5~1.5 m, kerülje a csővezetékkel való párhuzamos elrendezést; a töltőanyagnak egyenletesen kell beburkolnia az anódot, és tilos a sérülése vagy kitettsége; a kábel csővezetékhez hegesztése után korróziógátló kezelés szükséges a kábelcsatlakozások korróziójának megakadályozása érdekében.
Cink anódok hajótestekhez
A hajótestekhez használt cinkanódok speciális anódok, amelyeket kifejezetten hajókhoz terveztek, és alkalmasak hajótestekhez, ballaszttartályokhoz, tengervíz-hűtőrendszerekhez, kormányrendszerekhez, hajócsavarokhoz és egyéb alkatrészekhez. Egyidejűleg több követelménynek is meg kell felelniük, beleértve a tengervíz korrózióállóságát, a hullámütésállóságot, a hajófenékfestékekkel való kompatibilitást és a hidrogénridegedés kockázatának hiányát, így a hajók korrózióvédelmének alapvető anyagai.
- Hajótestekhez való cinkanódok: Lemez alakú, hegesztett típus, méretek 700×300×80 mm, 900×400×100 mm, hegesztési szárak laposacélból, nettó tömeg 35~80 kg, egyenletesen elrendezve a külső hajótest lemezelése mentén, 1.5~2 m távolsággal;
- Cink anódok ballaszttartályokhoz: Csavarozott típus, 500×300×70 mm, rozsdamentes acél csavarok, nettó tömeg 32 kg, ellenáll a víznyomásnak és a rakomány ütésének;
A hajótest anódjait a vízvonal alá kell beszerelni, hogy elkerüljük a vízfelszínnek való kitettség okozta passzivációt; alumínium hajótest szerkezethez való csatlakoztatás esetén szigetelő tömítéseket kell beszerelni a cink és az alumínium közötti galvánkorrózió megakadályozása érdekében; az anódok fennmaradó mennyiségét rendszeresen ellenőrizni kell, és amikor az anódok eredeti súlyuk 1/3-ára elhasználódnak, időben ki kell cserélni őket a hajótest korróziójának elkerülése érdekében.
Cink áldozati anód szabványok
A cink áldozati anódok gyártásának, minőségellenőrzésének és alkalmazásának meg kell felelnie a mérvadó szabványoknak. A nemzetközi szabványok elsősorban az Amerikai Anyagvizsgálati Társaság (ASTM) szabványain alapulnak. Egyes alkalmazásokhoz a kőolajipari szabványoknak (SY) való megfelelés is szükséges.
ASTM F1182-07 (2023)
《Standard specifikáció anódokra, áldozati cinkötvözetből》: A cink áldozati anódokra vonatkozó nemzetközileg elismert szabvány. Az ASTM által kiadott és utoljára 2023-ban felülvizsgált szabvány a cinkanódokat 1. kategóriába (magos anódok, például hegesztett szárak és csavarmagok) és 2. kategóriába (mag nélküli anódok, például rudak és lemezek) sorolja. Továbbá felosztja a speciális anódok típusait és specifikációit olyan alkalmazásokhoz, mint a hajótestek, tengeralattjárók és hőcserélők.
DNV-RP-B401-2021
Ez egy mérvadó útmutató a hajók katódos védelmi rendszereinek tervezéséhez, amely részletezi a kormányanódok elrendezési sűrűségét, áramigény-számítását és beépítési távolságát. Előírja, hogy a kormányanódok teljes áramkimenetének meg kell felelnie a kormány acél alapjának védőáram-sűrűségének (≥10 mA/m² tengervízben).
Mil-A-18001k (amerikai katonai szabvány)
A „cinkötvözetből készült áldozati anódok” katonai és speciális hajókhoz lettek kifejlesztve. A szennyeződés-tartalom szabályozása szigorúbb, mint az ASTM B418 szabványé (vas ≤0.001%), és megköveteli, hogy az anód ne repedjen meg rezgés és ütés hatására, alkalmazkodva a katonai hajók kormánylapátjainak zord üzemi környezetéhez.
Az „Acél katódos védelme tengervízben és sós vagy brakkvízben” egy nemzetközi szabvány az acél katódos védelmére tengervízben és sós vízben. Kiegészíti a cinkanód elhelyezési sűrűségének, az élettartam kiszámításának és a rendszerkompatibilitásnak a követelményeit. tengeri környezetben.
Közös cink áldozati anód specifikációk
Hajóanód (egymagos)
| Modell | Standard méret/mm | Magméret/mm | Nettó tömeg /kg | Bruttó tömeg /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 |
Hajóanód (dupla magos)
| Modell | Standard méret/mm | Magméret/mm | Nettó tömeg /kg | Bruttó tömeg /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 |
Hajóanód (csavarozott típus)
| Modell | Standard méret/mm | Magméret/mm | Nettó tömeg /kg | Bruttó tömeg /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 |
Ballasztvíztartályok anódja
| Modell | Standard méret/mm | Magméret/mm | Nettó tömeg /kg | Bruttó tömeg /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 |
Tengeri szerkezeti anód
| Modell | Standard méret/mm | Menetes magméret /mm | Lapos magméret/mm | Nettó tömeg /kg | Bruttó tömeg /kg | |||||
| Egy×(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 |
Hűtőrendszer anód (szalagtípus)
| Modell | Standard méret/mm | Magméret/mm | Nettó tömeg /kg | Bruttó tömeg /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 |
Hűtőrendszer anód (tárcsa típusú)
| Modell | Standard méret/mm | Magméret/mm | Nettó tömeg /kg | Bruttó tömeg /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 |
Tartály belső anódja
| Modell | Standard méret/mm | Magméret/mm | Nettó tömeg /kg | Bruttó tömeg /kg | ||
| Egy×(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 |
Elásott csővezeték anód
| Modell | Standard méret/mm | Magméret/mm | Nettó tömeg /kg | Bruttó tömeg /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 |
Összegzés
A cink áldozati anódok, mint a katódos védelmi technológia maganyaga, pótolhatatlan szerepet játszanak a korrózióvédelemben a tengerészetben, a hajóépítésben, a föld alatti csővezetékekben és a vízgazdálkodási létesítményekben, mivel stabil elektronegativitást, magas áramhatásfokot, kényelmes telepítést és széles körű alkalmazhatóságot kínálnak. Magjuk teljesítményének garanciája a cink-alumínium-kadmium ötvözet pontos arányától és a szennyeződések, például a vas, a réz és az ólom szigorú ellenőrzésétől függ. A kulcsfontosságú elektrokémiai mutatók, mint például a nyitott áramkörű potenciál, az üzemi potenciál és az áramhatásfok, kulcsfontosságúak a különböző közegekkel való kompatibilitás megkülönböztetéséhez.
