Produttore e fornitore di anodi per protezione catodica in Cina
Wstitanium offre ampie prospettive applicative e un potenziale di sviluppo elevato nel campo della produzione di anodi per la protezione catodica. Grazie alla continua ottimizzazione delle proprietà dei materiali, a tecnologie di produzione innovative, a rigorosi controlli di qualità e all'attenzione alle tendenze di sviluppo future, Wstitanium fornirà soluzioni più affidabili, efficienti, intelligenti ed ecocompatibili per la protezione dalla corrosione delle strutture metalliche.
- Anodo sacrificale di zinco
- Anodo sacrificale in alluminio
- Anodo sacrificale di magnesio
- Anodo in ghisa ad alto contenuto di silicio
- Anodi ICCP
- Anodo di grafite
- Anodo DSA MMO
- Elettrodi di riferimento
Fabbrica di anodi per protezione catodica One Stop - Wstitanium
La protezione catodica è una tecnologia efficace per prevenire la corrosione dei metalli, ampiamente utilizzata in molti settori come petrolio, gas naturale, ingegneria navale, impianti municipali, ecc. Nel sistema di protezione catodica, l'anodo svolge un ruolo fondamentale, che influenza direttamente l'efficacia, la durata e i costi. Wstitanium ha dimostrato vantaggi unici nel campo della produzione di anodi per la protezione catodica.
Il potenziale è moderato, l'efficienza di corrente è elevata (fino al 90%), la dissoluzione è uniforme, le prestazioni sono stabili ed è ecocompatibile. È ampiamente utilizzato nella protezione catodica di navi, ingegneria navale e impianti portuali in acqua di mare e acqua dolce, nonché in condotte e altri impianti in terreni a bassa resistività. Non è adatto ad ambienti ad alta resistività.
Offre buone prestazioni in acqua di mare e in mezzi contenenti ioni cloruro e possiede una forte capacità di autoregolazione della corrente emessa. È adatto per la protezione di grandi strutture di ingegneria navale, navi e pareti interne di serbatoi di stoccaggio. Presenta una bassa densità e un'elevata capacità teorica, ma le sue prestazioni sono fortemente influenzate dalla composizione della lega e da fattori ambientali.
Il potenziale è molto negativo, la tensione di pilotaggio è elevata ed è adatto ad ambienti con elevata resistività come il suolo e l'acqua dolce, ad esempio per la protezione di condotte interrate e piccoli serbatoi di stoccaggio interrati. La sua capacità teorica è elevata, ma l'efficienza di corrente effettiva è relativamente bassa (generalmente del 50%-60%), e si verificano fenomeni di autodissoluzione e altri fenomeni.
Il substrato di titanio è rivestito da un sottile strato di una miscela di ossidi metallici come platino, rutenio e iridio. Gli anodi ICCP conducono la corrente dall'anodo ausiliario all'elettrolita (come l'acqua di mare), trasformando la struttura metallica protetta in un catodo, formando una carica negativa sulla sua superficie e inibendo la reazione di corrosione del metallo.
L'anodo di ossido metallico DSA è un substrato di titanio con un rivestimento attivo superficiale di ossido di rutenio (RuO₂) e ossido di iridio (IrO₂). Questi ossidi presentano una buona attività elettrocatalitica, conduttività e resistenza all'ossidazione, che possono ridurre la sovratensione della reazione elettrodica e migliorare l'efficienza dell'elettrolisi.
Elettrodi di riferimento
Il ruolo fondamentale dell'elettrodo di riferimento nel campo della protezione dalla corrosione dei metalli è quello di fornire un riferimento di potenziale stabile per monitorare e regolare lo stato di corrosione della struttura metallica, al fine di garantire l'efficacia del sistema di protezione catodica. La misurazione del potenziale multi-punto individua i punti ad alto rischio di corrosione.
Principi fondamentali della protezione catodica
La corrosione dei metalli è principalmente un processo elettrochimico. Prendiamo ad esempio l'acciaio. In un ambiente umido, il ferro (Fe) subirà una reazione di ossidazione: Fe→Fe²⁺ + 2e⁻. Gli elettroni generati (e⁻) saranno condotti attraverso il metallo e Fe²⁺ entrerà nell'elettrolita (come il terreno e l'acqua di mare contenenti acqua e sali disciolti). In un'altra parte della superficie metallica, si verificherà una reazione di riduzione, ad esempio in presenza di ossigeno, O₂ + 2H₂O + 4e⁻→4OH⁻. Il proseguimento di questa reazione redox provoca la continua dissoluzione del metallo, ovvero si verifica la corrosione.
L'idea centrale della protezione catodica è quella di utilizzare mezzi esterni per trasformare la superficie del metallo protetto in un catodo, inibendo così il processo di ossidazione e dissoluzione del metallo. Esistono due metodi principali per ottenere la protezione catodica: il metodo di protezione catodica con anodo sacrificale e il metodo di protezione catodica a corrente impressa. Entrambi si basano sul funzionamento dell'anodo.
Nel sistema di protezione catodica con anodo sacrificale, viene selezionato come anodo un metallo o una lega con un potenziale più negativo rispetto al metallo protetto. Poiché il potenziale del materiale anodico (magnesio, zinco, alluminio) è più negativo, la reazione di ossidazione si verifica preferibilmente nella soluzione elettrolitica, liberando elettroni. Questi elettroni fluiscono verso il metallo protetto, aumentando la densità elettronica sulla superficie del metallo protetto e inibendo così la reazione di corrosione del metallo. Ad esempio, in un sistema in cui lo zinco viene utilizzato come anodo sacrificale per proteggere una tubazione in acciaio, lo zinco continuerà a dissolversi (Zn → Zn²⁺ + 2e⁻), mentre gli elettroni fluiscono verso la tubazione in acciaio, rendendo difficile la produzione di Fe²⁺ sulla superficie della tubazione in acciaio, raggiungendo così l'obiettivo di protezione della tubazione.
Il sistema di protezione catodica a corrente impressa introduce corrente continua tra il metallo protetto e l'anodo ausiliario tramite un alimentatore esterno. L'anodo ausiliario è solitamente realizzato con materiali altamente resistenti alla corrosione, con il polo positivo dell'alimentatore collegato all'anodo ausiliario e il polo negativo collegato al metallo protetto. La corrente esce dall'anodo ausiliario e fluisce verso il metallo protetto attraverso la soluzione elettrolitica, causando la polarizzazione catodica sulla superficie del metallo protetto e inibendo la reazione di corrosione. In questo sistema, l'anodo ausiliario svolge il compito fondamentale di condurre la corrente.
Anodo ICCP VS Anodo sacrificale
L'anodo ICCP è adatto per la protezione a lungo termine di ambienti estesi, complessi o altamente corrosivi. Richiede una fonte di alimentazione esterna, ma la corrente è controllabile e l'intervallo di protezione è ampio. L'anodo sacrificale è adatto per scenari piccoli, sparsi o difficili da alimentare. Non richiede una fonte di energia esterna, ma l'intervallo di protezione è limitato e l'anodo deve essere sostituito regolarmente. L'anodo sacrificale è adatto per scenari piccoli, sparsi o difficili da alimentare. Non richiede una fonte di energia esterna, ma l'intervallo di protezione è limitato e l'anodo deve essere sostituito regolarmente.
| Articoli di confronto | Anodo ICCP (anodo di protezione catodica a corrente impressa) | Anodo sacrificale |
| Principio di funzionamento | Fornire corrente tramite una fonte di alimentazione esterna. L'anodo funge da elettrodo ausiliario per rilasciare elettroni, costringendo il metallo protetto a trasformarsi in catodo. | Si affida alla corrosione e alla dissoluzione del proprio metallo per liberare elettroni, facendo sì che il metallo protetto diventi il catodo. |
| Tipi di materiale | Ossidi metallici misti (come DSA), ghisa ad alto contenuto di silicio, grafite, titanio rivestito in platino/niobio, ecc. | Leghe a base di zinco, alluminio e magnesio |
| Tensione di guida | Dipende da una fonte di alimentazione esterna (solitamente un raddrizzatore) e la tensione è regolabile. | Dipende dalla differenza di potenziale tra due metalli (differenza di potenziale di corrosione naturale) e la tensione è fissa. |
| Uscita corrente | Può essere controllato con precisione, con un'elevata intensità di corrente (solitamente da diversi ampere a decine di ampere). | La corrente in uscita è limitata dalla velocità di corrosione del materiale stesso e la corrente è relativamente piccola (solitamente nell'ordine dei milliampere o di diversi ampere). |
| Gamma di protezione | Adatto per impianti di grandi dimensioni e su lunghe distanze (ad esempio condotte a lunga distanza, grandi serbatoi di stoccaggio). | Adatto a strutture locali o di piccola scala (come navi, piccole condutture). |
| Requisiti di manutenzione | È richiesta un'ispezione regolare della fonte di alimentazione, dello stato dell'anodo e dei parametri del sistema; la manutenzione è complessa. | Non è richiesta alcuna fonte di alimentazione esterna, ma l'anodo consumato deve essere sostituito regolarmente e la manutenzione è relativamente semplice. |
| Servizio vita | Il materiale dell'anodo ha un'elevata resistenza alla corrosione e una lunga durata (solitamente 5-20 anni, a seconda del materiale e dell'ambiente). | Dipende dal tasso di consumo del materiale dell'anodo e la durata è relativamente breve (solitamente 2-10 anni). |
| Adattabilità ambientale | Applicabile ad ambienti ad alta resistività (come il terreno asciutto) o ad ambienti con corrosione estrema (come le profondità marine). | Applicabile ad ambienti a bassa resistività (come acqua di mare, terreno umido). |
| Costo | Elevato investimento iniziale (è necessaria un'apparecchiatura di alimentazione), ma i costi di manutenzione a lungo termine sono bassi. | Basso costo iniziale, ma l'anodo deve essere sostituito frequentemente e i costi a lungo termine potrebbero essere elevati. |
| Applicazioni tipiche | Oleodotti e gasdotti, ponti, impianti portuali, piattaforme offshore, grandi serbatoi di stoccaggio | Navi, serbatoi di stoccaggio interrati, piccole condotte, strutture portuali |
| Complessità del sistema | Richiede fonti di alimentazione di supporto, elettrodi di riferimento e sistemi di controllo; il sistema è complesso. | Struttura semplice, non necessita di alcuna fonte di alimentazione esterna. |
| Impatto sui metalli adiacenti | Possono verificarsi interferenze dovute a correnti vaganti e sono necessarie misure di protezione aggiuntive. | Non vi è alcun problema di correnti vaganti, ma potrebbero accelerare la corrosione dei metalli adiacenti a basso potenziale. |
| Cortesia ambientale | Il materiale dell'anodo è solitamente ecologico, ma occorre prestare attenzione al trattamento dell'elettrolita di scarto. | Il materiale dell'anodo consumato viene immesso direttamente nell'ambiente e può avere un leggero impatto sull'ecologia locale. |
Fattori nella selezione degli anodi per la protezione catodica
La corretta selezione degli anodi per la protezione catodica è di fondamentale importanza per garantire la protezione a lungo termine delle strutture metalliche, ridurre i costi di manutenzione e garantire un funzionamento sicuro e stabile degli impianti. La selezione degli anodi per la protezione catodica appropriati è un compito complesso e critico, che richiede un'attenta valutazione di molteplici fattori, quali le caratteristiche del metallo protetto, l'ambiente elettrolitico, i requisiti di corrente di protezione, i parametri prestazionali degli anodi, i costi, le modalità di installazione e manutenzione. Diversi tipi di anodi presentano vantaggi e svantaggi specifici in diversi scenari applicativi.
- Metalli protetti
Metalli diversi hanno potenziali di elettrodo e caratteristiche di corrosione differenti, che influiscono direttamente sulla scelta dell'anodo. Per metalli con potenziale positivo, come il rame e le sue leghe, sono necessari anodi con potenziale più negativo per fornire una tensione di pilotaggio sufficiente. Per metalli con potenziale più negativo, come l'acciaio, la gamma di anodi disponibili è relativamente ampia, ma è necessario considerare anche fattori come la velocità di corrosione e l'ambiente di corrosione.
- Ambiente del suolo
La resistività, il pH, il contenuto d'acqua e i sali presenti nel terreno hanno un impatto significativo sulle prestazioni dell'anodo. Nei terreni ad alta resistività, come quelli sabbiosi asciutti, sono richiesti anodi con elevata tensione di pilotaggio, e gli anodi sacrificali a base di magnesio o a corrente impressa con elevata capacità di uscita sono più adatti. Nei terreni a bassa resistività, gli anodi sacrificali a base di zinco o i normali anodi a corrente impressa possono soddisfare i requisiti.
- Ambiente acquatico
In acqua di mare, gli anodi sacrificali a base di zinco e alluminio sono scelte comuni. Sono stabili in acqua di mare. In acqua dolce, gli anodi sacrificali a base di magnesio possono essere più adatti grazie al loro elevato potenziale di conduzione. Per la protezione catodica a corrente impressa, gli anodi a ossidi metallici misti (anodi MMO) sono più adatti all'ambiente ostile dell'acqua di mare grazie al loro elevato potenziale di evoluzione dell'ossigeno e alla loro lunga durata.
- Efficienza attuale
L'efficienza di corrente si riferisce al rapporto tra la corrente di protezione effettiva effettivamente erogata dall'anodo e la corrente di uscita teorica. Gli anodi con elevata efficienza di corrente utilizzano la propria elettricità in modo più efficace e ne prolungano la durata. In ambienti marini, l'efficienza di corrente degli anodi sacrificali a base di zinco può superare l'80%.
- Vita degli anodi
Gli anodi in ossidi metallici misti (anodi MMO) hanno una durata utile fino a decenni grazie all'elevato sovrapotenziale di evoluzione dell'ossigeno e alla buona stabilità chimica. Sebbene gli anodi in grafite siano meno costosi, possono usurarsi gradualmente a causa della corrosione in determinati ambienti e richiedono ispezioni e sostituzioni regolari.
- Costo
Gli anodi sacrificali richiedono un investimento iniziale inferiore. I sistemi di protezione catodica a corrente impressa richiedono un investimento iniziale maggiore. Per progetti con budget limitati, gli anodi sacrificali possono essere più interessanti. Tuttavia, considerando l'effetto operativo a lungo termine, i sistemi di protezione catodica a corrente impressa possono essere più economici.
Servizi di produzione personalizzata di anodi per protezione catodica
Wstitanium fornisce soluzioni affidabili e di alta qualità per diversi settori nel campo della produzione di anodi per protezione catodica, grazie a tecnologie avanzate, rigorosi controlli di qualità e una vasta esperienza pratica. Dalla selezione dei materiali per gli anodi, all'ottimizzazione della tecnologia di produzione, fino al rigoroso sistema di controllo qualità, Wstitanium si impegna costantemente a soddisfare le vostre esigenze e a risolvere i problemi di corrosione dei metalli nei progetti concreti.
Anodo sacrificale
In base ai diversi materiali e alle specifiche degli anodi sacrificali, viene utilizzata la tecnologia di fusione appropriata. Per gli anodi sacrificali di zinco e alluminio, viene solitamente utilizzata la tecnologia di fusione e colata. Lingotti di zinco pretrattati, lingotti di alluminio e altre materie prime vengono aggiunti al forno in una determinata proporzione, riscaldati e fusi e mescolati accuratamente durante il processo di fusione per distribuire uniformemente gli elementi della lega. Il metallo fuso viene quindi colato in uno stampo prefabbricato. La forma e le dimensioni dello stampo vengono determinate in base ai requisiti di progettazione del prodotto anodico. Durante il processo di fusione, la temperatura, la velocità e la pressione di fusione vengono controllate per garantire la qualità del getto ed evitare difetti come pori, fori da ritiro e inclusioni di scorie.
Per gli anodi sacrificali in magnesio, a causa delle proprietà chimiche attive del magnesio, è necessario adottare speciali misure protettive durante il processo di fusione per prevenire l'ossidazione e la combustione del magnesio liquido. Generalmente, la fusione e la fusione vengono eseguite in un ambiente con gas protettivo (come l'argon) e al magnesio liquido viene aggiunta una quantità adeguata di agente di raffinazione per rimuovere impurità e gas e migliorare la qualità della fusione.
Anodo in ghisa ad alto contenuto di silicio e anodo in grafite
Per gli anodi in ghisa ad alto contenuto di silicio, il processo di fusione viene utilizzato per trasformare la billetta in ghisa ad alto contenuto di silicio nella forma e nelle dimensioni desiderate. Durante il processo di fusione, la temperatura di colata e la velocità di raffreddamento sono rigorosamente controllate per garantire la struttura metallografica e le prestazioni della ghisa ad alto contenuto di silicio. Per gli anodi in grafite, in base ai requisiti di progettazione, il blocco di grafite viene trasformato in anodi di varie forme, come cilindrici, piatti, tubolari, ecc., mediante lavorazione meccanica. Durante la lavorazione, la precisione dimensionale e la qualità superficiale dell'anodo in grafite sono garantite per evitare difetti come crepe e blocchi che cadono.
Per l'anodo a ossidi metallici misti (MMO), il titanio viene prima lavorato meccanicamente per ottenere la forma desiderata, come una barra di titanio, un tubo di titanio, una maglia di titanio, ecc., e poi il rivestimento attivo viene applicato sulla superficie del substrato di titanio mediante decomposizione termica o deposizione elettrochimica. Il metodo di decomposizione termica consiste nel rivestire la superficie del substrato di titanio con una soluzione contenente sali metallici come rutenio e iridio, per poi decomporla termicamente ad alta temperatura dopo l'essiccazione, convertendo il sale metallico in ossido metallico e formando un rivestimento resistente. Il metodo di decomposizione elettrochimica consiste nel ridurre e depositare ioni metallici sulla superficie del substrato di titanio tramite elettrolisi per formare un rivestimento di ossido metallico.
Ispezione di qualità
Wstitanium segue rigorosamente gli standard ISO 12959 "Requisiti di prestazione degli anodi sacrificali", NACE RP0176 "Controllo della corrosione esterna dei sistemi di tubazioni metalliche interrate o sottomarine", ecc. per soddisfare le esigenze dei clienti in diversi paesi.
Dopo la produzione dell'anodo, viene eseguita un'ispezione completa del prodotto finito. Per gli anodi sacrificali, vengono testati il potenziale a circuito aperto, il potenziale a circuito chiuso, l'efficienza di corrente, il tasso di consumo e altri indicatori di prestazione elettrochimica. Il metodo a corrente costante o a potenziale costante viene utilizzato per testare in una soluzione elettrolitica che simula le condizioni di lavoro reali. Le variazioni di potenziale e corrente dell'anodo vengono registrate da una stazione di lavoro elettrochimica per calcolare diversi indicatori di prestazione. Allo stesso tempo, vengono controllati l'aspetto, le dimensioni, il peso, ecc. dell'anodo per garantire che soddisfino gli standard di prodotto e i requisiti del cliente. Per gli anodi ausiliari, oltre a testarne le proprietà elettrochimiche, vengono testate anche la conduttività, la resistenza alla corrosione, ecc. Ad esempio, gli anodi in ghisa ad alto contenuto di silicio vengono sottoposti a test di corrosione a lungo termine per osservarne la corrosione in diversi mezzi e valutarne la durata.
Applicazione dell'anodo di protezione catodica
Che si tratti dell'anodo sacrificale, che rilascia elettroni corrodendosi e dissolvendosi, o dell'anodo ausiliario, che trasmette corrente sotto l'azione di una fonte di energia esterna, svolgono un ruolo insostituibile nei rispettivi scenari applicativi. Nell'industria petrolifera e del gas, garantiscono la sicurezza e la stabilità della trasmissione di energia; nel campo della cantieristica navale e dell'ingegneria navale, prolungano la vita utile degli impianti offshore; nell'ingegneria edile municipale, garantiscono l'utilizzo a lungo termine delle infrastrutture.
Olio e Gas
Nell'industria petrolifera e del gas, gli anodi di protezione catodica sono ampiamente utilizzati per la protezione dalla corrosione di oleodotti sotterranei, gasdotti, serbatoi di stoccaggio del petrolio, piattaforme petrolifere offshore e altre strutture. Gli oleodotti sotterranei e i gasdotti rimangono interrati a lungo nel terreno e sono facilmente corrosi da fattori come elettroliti e microrganismi presenti nel terreno. Anodi sacrificali o anodi ausiliari sono collegati all'oleodotto per formare un sistema di protezione catodica, che inibisce efficacemente la corrosione dell'oleodotto. La piastra di fondo e la parete del serbatoio di stoccaggio del petrolio sono a contatto con il terreno o con il fluido stoccato, e anche la protezione catodica è necessaria per prevenire la corrosione. Le piattaforme petrolifere offshore si trovano in un ambiente marino ostile e l'acqua di mare è altamente corrosiva. Il sistema di protezione catodica è essenziale per il funzionamento sicuro a lungo termine della struttura in acciaio della piattaforma, del telaio conduttore, del riser e di altre strutture.
Ingegneria navale e marina
Lo scafo, l'elica, il timone e altre parti della nave rimangono immersi nell'acqua di mare per lungo tempo e sono esposti a gravi rischi di corrosione. Anodi sacrificali, come quelli a base di zinco e quelli a base di alluminio, sono ampiamente installati sulla superficie dello scafo per fornirne protezione catodica. Per navi di grandi dimensioni e attrezzature di ingegneria navale, come navi da perforazione e unità galleggianti di produzione, stoccaggio e scarico (FPSO), vengono utilizzati anche sistemi di protezione catodica a corrente impressa. Anodi ausiliari, come quelli in ghisa ad alto tenore di silicio e quelli in MMO, vengono utilizzati in combinazione con gli anodi sacrificali per migliorare l'effetto protettivo. Inoltre, le strutture portuali come moli e frangiflutti utilizzano spesso la tecnologia di protezione catodica per prevenire la corrosione causata dall'acqua di mare e dall'atmosfera marina.
Ingegneria municipale e delle costruzioni
Nell'ingegneria civile, le condotte sotterranee di approvvigionamento idrico, le condotte di drenaggio, le condotte del gas e altre infrastrutture richiedono la protezione catodica per prevenire la corrosione del terreno. Anche i ponti e le barre d'acciaio delle fondamenta degli edifici urbani sono a rischio di corrosione. Adottando la tecnologia di protezione catodica, è possibile prolungare la durata di vita di queste strutture. Per alcuni edifici speciali, come piscine e impianti di depurazione, la protezione catodica è necessaria anche per salvaguardarne la sicurezza strutturale, poiché il mezzo di contatto è corrosivo.
Industria energetica e delle comunicazioni
Le strutture metalliche, come le reti di messa a terra delle sottostazioni e le fondamenta delle torri delle linee di trasmissione nel settore energetico, sono esposte a lungo al terreno o all'atmosfera e sono soggette a corrosione. La tecnologia di protezione catodica può proteggere efficacemente queste strutture e migliorare l'affidabilità del sistema elettrico. Nel settore delle comunicazioni, anche i cavi di comunicazione interrati, i sistemi di messa a terra delle stazioni base per telecomunicazioni, ecc., richiedono la protezione catodica per prevenire la corrosione e garantire comunicazioni fluide.
In sintesi, gli anodi di protezione catodica svolgono un ruolo importante nel campo della protezione dalla corrosione dei metalli. In linea di principio, gli anodi sacrificali e gli anodi ausiliari creano efficaci barriere protettive per i metalli protetti, basate su diversi meccanismi elettrochimici che li rendono resistenti alla corrosione. Gli anodi sacrificali come quelli in zinco, alluminio e magnesio, così come gli anodi ausiliari come quelli in ghisa ad alto contenuto di silicio, grafite e ossidi metallici misti, soddisfano ciascuno diverse esigenze ingegneristiche con le loro caratteristiche prestazionali uniche. Il continuo miglioramento della tecnologia di produzione di Wstitanium, dall'ispezione delle materie prime al controllo qualità del prodotto finale, garantisce l'elevata qualità e l'affidabilità dell'anodo.
