Gli anodi sacrificali in zinco sono ampiamente utilizzati per la protezione dalla corrosione di strutture in acciaio in vari ambienti, come acqua di mare, acqua dolce e terreno, grazie alle loro prestazioni elettriche stabili, all'elevata efficienza energetica e alla facilità di installazione. Sono uno dei materiali per anodi sacrificali più utilizzati e tecnologicamente avanzati attualmente disponibili.
Principio di funzionamento degli anodi sacrificali di zinco
Il principio fondamentale di funzionamento di anodi sacrificali si basa sulla reazione elettrochimica della cella galvanica. Il suo potenziale elettrodico (-1.10 V, rispetto al CSE dell'elettrodo in rame/solfato di rame saturo) è significativamente più negativo di quello dell'acciaio (-0.85 V, CSE). Quando l'anodo di zinco è collegato elettricamente al metallo protetto e posto nello stesso ambiente elettrolitico, lo zinco funge da anodo e perde preferenzialmente elettroni per ossidazione (Zn-2e⁻=Zn²⁺). Gli elettroni vengono trasferiti alla superficie del metallo protetto attraverso il mezzo conduttivo, inibendone la reazione di riduzione, ottenendo così l'effetto protettivo dalla corrosione di "sacrificarsi per proteggere il metallo base".
Gli anodi sacrificali in zinco di alta qualità non sono realizzati in zinco puro, ma mediante l'aggiunta precisa di elementi di lega come alluminio e cadmio. Il rigoroso controllo di impurità come ferro, rame e piombo ottimizza le loro prestazioni elettrochimiche e le caratteristiche di dissoluzione, prevenendo la passivazione dell'anodo o la corrosione intergranulare.
Elementi di lega e loro funzioni
Le prestazioni degli anodi sacrificali in zinco dipendono dal preciso dosaggio degli elementi di lega e dal rigoroso controllo delle impurità. Attualmente, gli anodi di zinco più diffusi utilizzano un sistema di lega ternaria zinco-alluminio-cadmio. I requisiti di composizione pertinenti sono chiaramente specificati in standard autorevoli come GB / T 4950-2021 “Anodi sacrificali in lega di zinco-alluminio-cadmio” e ASTM F1182-07 (2023) “Anodi di zinco sacrificali".
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Il componente base dell'anodo di zinco è lo zinco (resto ≥99.3%). Gli elementi di lega principali sono alluminio (Al) e cadmio (Cd). Il contenuto di entrambi (Al e Cd) è strettamente limitato e il loro effetto sinergico determina le prestazioni principali dell'anodo.
Alluminio (Al)
Il contenuto è controllato tra lo 0.10% e lo 0.50% e costituisce l'"elemento centrale di attivazione" dell'anodo di zinco. Lo zinco puro forma facilmente un denso film di passivazione di ossido di zinco in un ambiente elettrolitico, causando un brusco calo dell'efficienza di corrente e il fallimento della protezione catodica. L'alluminio reagisce preferibilmente con l'ossigeno formando ossido di alluminio. Questo prodotto si stacca facilmente dalla superficie dell'anodo, impedendo la formazione di un denso strato di passivazione e garantendo un'erogazione stabile della corrente di protezione.
Allo stesso tempo, l'alluminio affina la struttura granulare della lega di zinco, migliorando la resistenza meccanica dell'anodo e prevenendo danni durante il trasporto o l'installazione. È importante notare che quando il contenuto di alluminio è inferiore allo 0.10%, l'effetto di attivazione è insufficiente e l'anodo è soggetto a passivazione; quando è superiore allo 0.50%, causerà uno spostamento del potenziale anodico, riducendo la differenza di potenziale con l'acciaio e influenzando la forza motrice protettiva.
Cadmio (Cd)
Il contenuto di cadmio è controllato tra lo 0.025% e lo 0.07%. È l'"elemento chiave" per ottimizzare la morfologia corrosiva degli anodi di zinco. Gli anodi di zinco puro privi di cadmio sono soggetti a corrosione intergranulare durante la corrosione. Il mezzo corrosivo penetra in profondità lungo i bordi dei grani, causando il distacco di grandi quantità di materiale anodico che non hanno partecipato alla reazione elettrochimica. Inoltre, l'efficienza di corrente può scendere solo al di sotto del 60%.
Il cadmio affina ulteriormente la struttura dei grani, modifica il percorso di corrosione dell'anodo e ne promuove la dissoluzione uniforme a strati. Ciò migliora significativamente il tasso di utilizzo dell'anodo di zinco e l'efficienza di corrente in acqua di mare può superare il 95%. Inoltre, il cadmio migliora la resistenza all'infragilimento da idrogeno della lega di zinco, prevenendo l'infragilimento strutturale causato dallo sviluppo di idrogeno ad alte densità di corrente.
Controllo rigoroso delle impurità e dei loro pericoli
Gli anodi di zinco hanno requisiti estremamente rigorosi per il contenuto di impurità come ferro (Fe), rame (Cu), piombo (Pb) e silicio (Si). Queste impurità rappresentano i "pericoli nascosti principali" che portano al degrado delle prestazioni dell'anodo. La norma GB/T 4950-2021 stabilisce chiaramente che: Fe ≤ 0.005%, Cu ≤ 0.005%, Pb ≤ 0.006%, Si ≤ 0.125% e il contenuto totale di impurità deve essere ≤ 0.15%.
- Ferro (Fe) e Rame (Cu)
Entrambe sono impurità elettropositive. Quando vengono mescolate all'anodo di zinco, formano micro-batterie interne, causando l'autocorrosione dell'anodo di zinco. Quando il contenuto di Fe supera lo 0.005%, il tasso di autocorrosione dell'anodo aumenta di oltre il 30%; un contenuto eccessivo di Cu esacerberà la corrosione per vaiolatura localizzata sulla superficie dell'anodo, compromettendone le caratteristiche di dissoluzione uniforme.
- Piombo (Pb)
Il piombo si segrega facilmente ai bordi dei grani della lega di zinco, contrastando l'effetto del cadmio nella raffinazione dei grani e inibendo la corrosione intergranulare, favorendola invece e portando alla rottura prematura dell'anodo. Allo stesso tempo, la precipitazione del piombo causa inquinamento ambientale e non soddisfa i requisiti di protezione ambientale.
- Silicone (Si)
Un contenuto eccessivo di silicio può portare alla formazione di siliciuri duri. Ciò riduce la plasticità e la tenacità dell'anodo di zinco, rendendolo soggetto a cricche in ambienti a bassa temperatura o in caso di urti esterni. Inoltre, i siliciuri possono aderire alla superficie dell'anodo, compromettendo la conduzione di corrente.
Prestazioni elettrochimiche
Le prestazioni elettrochimiche sono un indicatore fondamentale per valutare se un anodo sacrificale di zinco soddisfa i requisiti di protezione dalla corrosione. Gli indicatori chiave includono il potenziale a circuito aperto, il potenziale a circuito chiuso, l'efficienza di corrente e la capacità effettiva.
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- Potenziale di circuito aperto
Il potenziale a circuito aperto si riferisce alla differenza di potenziale tra l'anodo di zinco e l'elettrodo di riferimento (elettrodo in rame/solfato di rame saturo, CSE) in condizioni di assenza di carico. Requisiti standard: in acqua di mare, il potenziale a circuito aperto è compreso tra -1.05 V e -1.09 V (CSE); nel suolo, ≤ -1.05 V (CSE); e in acqua dolce, tra -1.03 V e -1.07 V (CSE).
- Potenziale di lavoro
Il potenziale di lavoro si riferisce al potenziale dell'anodo di zinco quando eroga corrente di protezione. Se il potenziale di lavoro è troppo negativo, può causare l'infragilimento da idrogeno dell'acciaio protetto (in particolare dell'acciaio ad alta resistenza); se è troppo positivo, non può fornire una protezione efficace. Requisiti standard: in acqua di mare, il potenziale di lavoro è compreso tra -1.05 V e -1.08 V (CSE); nel suolo, ≤ -1.03 V (CSE), e l'intervallo di fluttuazione deve essere ≤ 0.02 V per garantire la stabilità della protezione.
- Efficienza attuale
L'efficienza di corrente si riferisce alla corrente di protezione effettiva in uscita dalla reazione di ossidazione dell'anodo di zinco. Una maggiore efficienza di corrente comporta una maggiore durata effettiva dell'anodo. Requisiti standard: ≥95% in acqua di mare (a una densità di corrente di 1 mA/cm²), ≥65% nel terreno (a una densità di corrente di 0.03 mA/cm²) e ≥80% in ambienti di acqua dolce (a una densità di corrente di 0.5 mA/cm²).
- Capacità effettiva
La capacità effettiva si riferisce alla quantità di elettricità che un'unità di peso di anodo di zinco può effettivamente erogare. La sua unità di misura è Ah/kg e determina direttamente la capacità protettiva dell'anodo. Requisiti standard: capacità effettiva in acqua di mare ≥ 780 Ah/kg, nel suolo ≥ 530 Ah/kg e in ambienti di acqua dolce ≥ 680 Ah/kg. Questo valore è significativamente superiore alla capacità degli anodi di magnesio nel suolo, il che è fondamentale per il notevole vantaggio degli anodi di zinco in ambienti a bassa resistività.
- Tasso di consumo
Il tasso di consumo si riferisce alla quantità di anodo di zinco consumata all'anno quando si eroga 1 ampere di corrente. La sua unità di misura è kg/(A·Yr) ed è un parametro fondamentale per il calcolo della durata utile dell'anodo. Requisiti standard: tasso di consumo ≤ 11.88 kg/(A·Yr) in acqua di mare, ≤ 17.25 kg/(A·Yr) nel suolo e ≤ 13.5 kg/(A·Yr) in ambienti di acqua dolce.
Influenza del mezzo
Le prestazioni elettrochimiche degli anodi di zinco variano in base a fattori quali la resistività, la salinità, la temperatura e la portata dell'elettrolita. Questo è anche il criterio fondamentale per distinguere gli anodi di zinco utilizzati in acqua di mare, acqua dolce e suolo.
- L'acqua di mare
L'elevata salinità (circa il 3.5%), la bassa resistività (<15 Ω·m) e l'elevata conduttività ionica determinano un potenziale a circuito aperto stabile per l'anodo di zinco, la massima efficienza di corrente (≥95%) e una dissoluzione uniforme. Questo è lo scenario applicativo ottimale per gli anodi di zinco.
- D'acqua dolce
Bassa salinità (<0.1%), resistività moderata (15~100 Ω·m) e concentrazione ionica insufficiente determinano un'efficienza di corrente dell'anodo leggermente inferiore rispetto all'acqua di mare e portano facilmente alla formazione di prodotti di corrosione da idrossido di zinco. Pertanto, l'attività deve essere migliorata attraverso una messa a punto precisa con elementi di lega.
- Suolo
La resistività del terreno varia significativamente (a seconda dell'umidità e del tipo di terreno, con un valore ottimale < 15 Ω·m). La distribuzione dell'elettrolita non è uniforme e si verificano anche corrosione microbica e interferenze da correnti vaganti. Di conseguenza, l'anodo di zinco ha la più bassa efficienza di corrente (≥65%) e il più alto tasso di consumo. Di solito richiede materiali di riempimento come gesso e solfato di sodio per ridurre la resistenza di contatto e mantenere l'attività dell'anodo.
Classificazione delle specifiche
Gli anodi sacrificali in zinco sono classificati in base all'installazione e all'applicazione. In base all'installazione, possono essere suddivisi in anodi di zinco saldati e anodi di zinco imbullonati; in base all'applicazione, possono essere suddivisi in anodi di zinco per acqua di mare, anodi di zinco per acqua dolce, anodi di zinco per suolo e anodi di zinco per scafi di navi. Le diverse specifiche degli anodi sono specificamente ottimizzate in termini di dimensioni, peso e progettazione strutturale. Tutte le specifiche devono essere conformi alle tolleranze dimensionali e ai requisiti prestazionali di GB/T 4950-2021 e ASTM F1182-07 (2023).
Gli anodi di zinco saldati sono gli anodi più comunemente utilizzati. La loro caratteristica principale è l'integrazione di gambe saldate in acciaio o di strisce di acciaio durante la fusione del corpo dell'anodo. Durante l'installazione, le gambe saldate vengono saldate e fissate al metallo protetto (come scafi di navi, pali in acciaio e serbatoi di stoccaggio). Hanno una buona conduttività e una connessione solida. Le applicazioni includono il fondo di scafi di navi, le pareti interne di serbatoi di stoccaggio e i pali in acciaio delle piattaforme offshore.
Il corpo dell'anodo è a forma di blocco, a forma di piastra o a forma di strisciaI piedini saldati sono realizzati in acciaio al carbonio Q235 con superficie zincata per la protezione dalla corrosione (per evitare che i piedini saldati si corrodano prima dell'anodo). Il piede saldato e il corpo dell'anodo sono fusi integralmente, senza cordoni di saldatura, impedendo un'eccessiva resistenza di contatto nel punto di connessione.
Anodi di zinco saldati per serbatoi di stoccaggio (serie ZC)
- Tipo ZC-1: 750×(115+135)×130mm, lunghezza gamba saldata 900mm, diametro 16mm, peso netto 82kg, peso lordo 85kg;
- Tipo ZC-2: 500×(115+135)×130mm, lunghezza gamba saldata 650mm, peso netto 55kg;
- Tipo ZC-3: 500×(105+135)×100mm, peso netto 39kg;
- Tipo ZC-4: 300×(105+135)×100mm, diametro gamba saldata 12mm, peso netto 24.6kg.
Anodi di zinco saldati per pali in acciaio marino (serie ZT)
- Tipo ZT-1: 1000×(115+135)×130mm, dimensioni della gamba saldata in acciaio piatto 16×8mm, peso netto 105kg;
- Tipo ZT-2: 800×(100+120)×120mm, peso netto 78kg, adatto per la protezione dalla corrosione dei pali in acciaio intertidali.
È richiesta la saldatura ad arco in corrente continua. L'area di saldatura tra la gamba saldata e il metallo protetto deve essere ≥50 cm² per garantire una buona conduttività. Dopo la saldatura, la scoria deve essere pulita e deve essere applicato un rivestimento anticorrosivo alla saldatura per prevenire la corrosione isolata. La spaziatura tra gli anodi deve essere ≥3 volte la lunghezza dell'anodo per evitare interferenze tra correnti anodiche adiacenti.
La caratteristica principale degli anodi di zinco imbullonati è la presenza di fori preforati nel corpo dell'anodo, oppure di un nucleo in acciaio integrato. Durante l'installazione, bulloni e dadi fissano l'anodo al metallo protetto senza saldature, rendendolo adatto ad applicazioni che richiedono una sostituzione periodica, come cisterne di zavorra per navi, flange di condotte di acqua dolce e alloggiamenti per apparecchiature rimovibili.
Il corpo dell'anodo può essere a forma di piastra, blocco o disco. Uno o due fori per bulloni sono preforati al centro o sul bordo. I bulloni sono realizzati in acciaio inossidabile (304 o 316) per evitare che la corrosione comprometta lo smontaggio. Una guarnizione conduttiva (rame o grafite) deve essere installata tra l'anodo e il metallo protetto per eliminare la resistenza di contatto e garantire una conduzione di corrente fluida.
Anodi di zinco imbullonati a forma di disco
- Diametro 200~500 mm, spessore 30~80 mm, diametro del foro centrale del bullone 16~24 mm, peso netto 5~30 kg, adatto per condensatori, scambiatori di calore, ecc.
Anodi di zinco imbullonati a forma di blocco
- 300×200×50mm, 400×300×60mm, design con doppio foro per bullone sul bordo, peso netto 8~25kg, adatto per supporti di tubi, piccole strutture in acciaio.
- 500×300×70mm, diametro foro bullone 20mm, lunghezza bullone in acciaio inox 100mm, peso netto 32kg, resistente alla pressione dell'acqua, resistente agli urti.
Durante l'installazione, i bulloni devono essere serrati per garantire una perfetta aderenza tra l'anodo e il metallo protetto; la guarnizione conduttiva deve essere intatta e non danneggiata e non devono essere utilizzate guarnizioni isolanti come sostituti.
Anodi di zinco per acqua di mare
Gli anodi di zinco per acqua di mare sono anodi specializzati progettati per ambienti ad alta salinità come l'acqua di mare e la nebbia salina. Rappresentano una categoria applicativa fondamentale per gli anodi di zinco, adatti a navi, piattaforme offshore, piattaforme di perforazione, pali in acciaio portuali, condensatori per acqua di mare, ecc. La composizione della lega e il design strutturale sono ottimizzati per una dissoluzione uniforme in ambienti ad alta concentrazione di ioni, prevenendo la corrosione localizzata per vaiolatura.
Ottimizzazione delle prestazioni
Il contenuto di alluminio nella lega è controllato allo 0.3%~0.5% e quello di cadmio allo 0.04%~0.07%, garantendo l'assenza di passivazione in acqua di mare ad alta portata e alta salinità. Efficienza di corrente ≥95%, potenziale a circuito aperto stabile a -1.05V~-1.09V (CSE), capacità effettiva ≥780Ah/kg, consumo ≤11.88kg/(A・Yr).
Structure
Per lo più a forma di blocco, piastra o striscia. Alcuni hanno una forma irregolare (ad esempio, a goccia, segmentata) per adattarsi alle diverse strutture marine.
- Anodi di zinco per acqua di mare per piattaforme offshore: 1200×(120+140)×150mm, lunghezza della gamba saldata 1000mm, peso netto 150kg, resistenti alla velocità del flusso di acqua di mare ≤5m/s e resistenti all'impatto delle onde;
- Anodi di zinco per acqua di mare per pali in acciaio del porto: 1000×100×100 mm, tipo saldato a forma di striscia, peso netto del pezzo singolo 60 kg, distanziati di 2~3 m;
- Anodi di zinco per acqua di mare a forma di lacrima: lunghezza 500~800 mm, diametro massimo 150 mm, gamba di saldatura integrata, peso netto 15~35 kg, adatti per strutture di forma irregolare come eliche e pale del timone di navi.
Durante l'installazione, tenersi lontani dalla zona della vernice antivegetativa sullo scafo per evitare la passivazione dell'anodo causata da sostanze tossiche presenti nella vernice antivegetativa; nelle zone marine ad alta velocità (come stretti ed estuari), il numero di anodi deve essere aumentato per compensare la perdita di corrente causata da una velocità di flusso eccessiva; pulire regolarmente la superficie dell'anodo degli organismi marini (come cirripedi e molluschi) per prevenire l'adesione biologica e la copertura dell'anodo.
Anodo di zinco per acqua dolce
Gli anodi di zinco per acqua dolce sono adatti per mezzi a bassa salinità e bassa conduttività come fiumi, laghi, bacini idrici e condotte di acqua potabile. A causa della bassa concentrazione di ioni e dell'elevata resistività dell'acqua dolce, l'anodo di zinco richiede rapporti di lega ottimizzati per migliorare l'attivazione e prevenire la passivazione. È adatto per applicazioni come condotte di acqua dolce, paratoie idrauliche, strutture in acciaio per centrali idroelettriche e serbatoi di stoccaggio dell'acqua dolce.
Ottimizzazione delle prestazioni
Il contenuto di alluminio è leggermente superiore a quello degli anodi per acqua di mare, controllato allo 0.4%~0.5%, per migliorare l'attivazione. Il contenuto di cadmio è dello 0.03%~0.06%, l'efficienza di corrente è ≥80%, il potenziale a circuito aperto è -1.03V~-1.07V (CSE), la capacità effettiva è ≥680Ah/kg, il consumo è ≤13.5kg/(A・Yr); alcuni anodi per acqua dolce possono contenere tracce di stagno (Sn≤0.02%) per migliorare l'uniformità di dissoluzione in acqua dolce.
Structure
Per lo più a forma di barra o di blocco, facilitano l'installazione sulla parete interna dei tubi o nelle scanalature delle saracinesche.
- **Anodi di zinco a forma di barra per condotte di acqua dolce:** Diametro 30-60 mm, lunghezza 500-1000 mm, estremità filettate o saldate, peso netto 3-12 kg, adatti per tubazioni DN100-DN1000;
- **Anodi di zinco per acqua dolce a forma di blocco con saracinesca idraulica:** 600×400×80 mm, tipo fissato con bulloni, peso netto 45 kg, resistenti all'immersione in acqua dolce e all'abrasione del limo;
- **Anodi di zinco per acqua dolce per serbatoio di stoccaggio dell'acqua potabile:** 400×300×50 mm, formula ecologica senza piombo e mercurio, conforme agli standard igienici per l'acqua potabile, peso netto 28 kg.
In acqua dolce (durezza < 50 mg/L), è necessaria una piccola quantità di materiale di riempimento (polvere di gesso) per aumentare la concentrazione ionica locale. Il luogo di installazione deve evitare angoli morti nella tubazione per garantire la circolazione dell'acqua ed evitare che aree di acqua stagnante intorno all'anodo ne causino la passivazione. Gli anodi utilizzati negli impianti di acqua potabile devono superare test di igiene e sicurezza per impedire la precipitazione di impurità nocive.
Anodi di zinco per il terreno
Gli anodi di zinco per terreno sono adatti per strutture metalliche interrate come condotte interrate, serbatoi di stoccaggio interrati, strutture in acciaio per gallerie metropolitane e fondazioni su pali di ponti. A causa delle ampie fluttuazioni della resistività del terreno e della distribuzione dielettrica non uniforme, gli anodi sono spesso preconfezionati e utilizzati con materiale di riempimento per ridurre la resistenza di contatto. Sono adatti solo per ambienti a bassa resistività con resistività del terreno < 15 Ω·m. Per terreni ad alta resistività, è preferibile utilizzare anodi di magnesio.
Ottimizzazione delle prestazioni
Gli elementi della lega sono rigorosamente controllati per quanto riguarda il contenuto di impurità (Fe ≤ 0.003%, Cu ≤ 0.003%) per evitare l'autocorrosione causata dai microrganismi presenti nel terreno. Efficienza di corrente ≥ 65%, potenziale a circuito aperto ≤ -1.05 V (CSE), capacità effettiva ≥ 530 Ah/kg e tasso di consumo ≤ 17.25 kg/(A·Yr).
Structure
Anodi preconfezionati a forma di asta o blocco. L'anodo preconfezionato include il corpo dell'anodo, il materiale di riempimento, il cavo conduttivo e il sacchetto sigillante a prova di umidità. Specifiche comuni (serie ZP).
- Anodo di zinco per terreno tipo ZP-1: 1000×(78+88)×85mm, lunghezza gamba in acciaio 700mm, peso netto 49kg, materiale di riempimento 50kg (gesso:solfato di sodio = 7:3), lunghezza cavo 3m;
- Anodo di zinco per terreno tipo ZP-2: 1000×(65+75)×65mm, peso netto 32kg, materiale di riempimento 45kg, adatto per condotte di approvvigionamento idrico e di drenaggio;
- Anodo di zinco per terreno tipo ZP-3: 800×(60+80)×65mm, peso netto 24.5kg, adatto per piccole strutture in acciaio interrate;
- Anodo di zinco per terreno tipo ZP-8: 600×(40+48)×45 mm, peso netto 8.7 kg, adatto per condotte interrate poco profonde.
Profondità di interro ≥1 m, distanza verticale dalla tubazione interrata 0.5~1.5 m, evitare la disposizione parallela con la tubazione; il materiale di riempimento deve avvolgere uniformemente l'anodo ed è vietato danneggiarlo o esporlo; dopo aver saldato il cavo alla tubazione, è necessario un trattamento anticorrosione per prevenire la corrosione dei giunti del cavo.
Anodi di zinco per scafi di navi
Gli anodi di zinco per scafi navali sono anodi specializzati progettati specificamente per le navi, adatti per gusci di scafi, casse di zavorra, sistemi di raffreddamento ad acqua di mare, sistemi di timoneria, eliche e altri componenti. Devono soddisfare contemporaneamente molteplici requisiti, tra cui la resistenza alla corrosione da acqua di mare, la resistenza all'impatto delle onde, la compatibilità con le vernici antivegetative e l'assenza di rischio di infragilimento da idrogeno, rendendoli un materiale fondamentale per la protezione dalla corrosione delle navi.
- Anodi di zinco per scafi di navi: tipo saldato a forma di piastra, dimensioni 700×300×80mm, 900×400×100mm, le gambe saldate sono in acciaio piatto, peso netto 35~80kg, disposti uniformemente lungo la placcatura esterna dello scafo, spaziatura 1.5~2m;
- Anodi di zinco per cisterne di zavorra: tipo bullonato, 500×300×70mm, bulloni in acciaio inossidabile, peso netto 32kg, resistenti alla pressione dell'acqua e all'impatto del carico;
Gli anodi dello scafo devono essere installati sotto la linea di galleggiamento per evitare la passivazione causata dall'esposizione alla superficie dell'acqua; quando sono collegati alla struttura dello scafo in alluminio, devono essere installate guarnizioni isolanti per prevenire la corrosione galvanica tra zinco e alluminio; la quantità rimanente di anodi deve essere controllata regolarmente e quando gli anodi sono consumati fino a 1/3 del loro peso originale, devono essere sostituiti in tempo per evitare la corrosione dello scafo.
Standard per anodi sacrificali di zinco
La produzione, il controllo qualità e l'applicazione degli anodi sacrificali in zinco devono rispettare standard autorevoli. Gli standard internazionali si basano principalmente sull'American Society for Testing and Materials (ASTM). Alcune applicazioni richiedono anche la conformità agli standard dell'industria petrolifera (SY).
ASTM F1182-07 (2023)
《Specifiche standard per anodi in lega di zinco sacrificale》: standard riconosciuto a livello internazionale per gli anodi sacrificali in zinco. Pubblicato da ASTM e revisionato l'ultima volta nel 2023, classifica gli anodi di zinco in Categoria 1 (anodi con nucleo, come lembi saldati e nuclei di bulloni) e Categoria 2 (anodi senza nucleo, come barre e piastre). Suddivide ulteriormente le tipologie e le specifiche degli anodi specializzati per applicazioni quali scafi di navi, sottomarini e scambiatori di calore.
DNV-RP-B401-2021
Questa è una guida autorevole per la progettazione di sistemi di protezione catodica per navi, che descrive in dettaglio la densità di installazione, il calcolo della corrente richiesta e la spaziatura di installazione degli anodi del timone. Richiede che la corrente totale in uscita dagli anodi del timone soddisfi la densità di corrente protettiva della base in acciaio del timone (≥10 mA/m² in acqua di mare).
Mil-A-18001k (standard militare statunitense)
Gli "Anodi Sacrificali in Lega di Zinco" sono sviluppati per imbarcazioni militari e speciali. Il controllo del contenuto di impurità è più rigoroso rispetto alla norma ASTM B418 (ferro ≤0.001%) e richiede che l'anodo non si crepi in condizioni di vibrazioni e urti, adattandosi al difficile ambiente operativo dei timoni delle navi militari.
"Protezione catodica dell'acciaio in acqua di mare e in acqua salata o salmastra" è uno standard internazionale per la protezione catodica dell'acciaio in acqua di mare e salata. Integra i requisiti per la densità di posizionamento degli anodi di zinco, il calcolo della durata utile e la compatibilità del sistema in marino ambienti.
Specifiche comuni degli anodi sacrificali di zinco
Anodo per nave (nucleo singolo)
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Anodo per nave (doppio nucleo)
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Anodo per nave (tipo imbullonato)
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Anodo per serbatoi di acqua di zavorra
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Anodo di struttura marina
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Anodo del sistema di raffreddamento (tipo a striscia)
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Anodo del sistema di raffreddamento (tipo disco)
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Anodo interno del serbatoio
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Anodo di condotta interrato
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Conclusione
Gli anodi sacrificali in zinco, come materiale fondamentale della tecnologia di protezione catodica, svolgono un ruolo insostituibile nella protezione dalla corrosione nell'ingegneria navale, nella cantieristica navale, nelle condotte interrate e negli impianti di conservazione delle acque, grazie ai vantaggi di elettronegatività stabile, elevata efficienza di corrente, facilità di installazione e ampia applicabilità. La garanzia delle prestazioni del loro nucleo dipende dal preciso rapporto tra la lega di zinco, alluminio e cadmio e il rigoroso controllo di impurità come ferro, rame e piombo. Indicatori elettrochimici chiave come il potenziale a circuito aperto, il potenziale operativo e l'efficienza di corrente sono cruciali per differenziare la compatibilità con diversi mezzi.
