Sinkanoder i ror korroderer fortrinnsvis, noe som gir en kontinuerlig strøm av elektroner til stålbasen i roret, hemmer oksidasjonsreaksjonen til jern (Fe→Fe²⁺+2e⁻) og blokkerer fundamentalt den elektrokjemiske korrosjonsprosessen. Dette forlenger rorets levetid med 5–10 år.
Roret, som en kjernekomponent for å kontrollere skipets seilposisjon, er konstant nedsenket i sjøvann. Stålror uten korrosjonsbeskyttelse vil oppleve betydelig groptap og tynning av veggene i sjøvannsmiljøer med høyt saltinnhold i løpet av bare 1–2 år. I alvorlige tilfeller kan dette føre til at rorbladet sprekker og at styremekanismen setter seg fast, noe som kan forårsake navigasjonsulykker. På grunn av det passende elektrodepotensialet, den stabile strømutgangen, de kontrollerbare kostnadene og miljøvennligheten, sink anode har blitt det foretrukne materialet for korrosjonsbeskyttelse på ror.
Ror sinkanodetyper
Rorzinkanoder klassifiseres etter tre hoveddimensjoner: kjemisk sammensetning, strukturell form og produksjonsprosess. Hver kategori har spesifikke bruksscenarier.
Sink-aluminium-kadmium-anode (type I / type II)
Aluminiuminnhold: 0.1 %–0.5 %, kadmiuminnhold: 0.025 %–0.07 %, urenheter: jern ≤0.0014 %, bly ≤0.003 %, kobber ≤0.002 %. Denne typen anode har en strømeffektivitet på over 95 % (i sjøvann), lav selvkorrosjonsrate og er det foretrukne valget for ror på de fleste skip, inkludert handelsskip, fiskefartøy og maskinfartøy.
Sink-indiumanode (lav temperatur)
Indiuminnhold: 0.025 %~0.065 %. Den opprettholder høy aktivitet i lavtemperatur sjøvann fra -20 ℃ til 0 ℃. Egnet for ror på skip som seiler i polare områder eller opererer i farvann med høye breddegrader, og oppfyller kravene til anodevalg for lavtemperaturfarvann i DNV-RP-B401-2021 «Katodisk beskyttelsesdesign».
Ren sinkanode (type III)
Sinkinnhold ≥99.99 %, totale urenheter ≤0.1 %, elektrodepotensial stabilt ved -1.10 V (CSE-referanseelektrode), drivspenning 0.25 V. Egnet for ferskvannsfartøy i innlandet eller kystfartøy med lavt saltinnhold.
Blokkzinkanode (rorblad)
Armbånd sinkanode
Halvsirkelformet eller helsirkelformet struktur. Den indre diameteren samsvarer nøyaktig med diameteren på rorstammen og rorakselen. Forhindrer korrosjon i hullene der rorstammen kobles til skroget.
Lang stripestruktur (bredde 20–40 mm, tykkelse 5–10 mm), bøyelig for å passe til kantene på rorbladet og de smale hullene der rorakselen kobles til rorbladet.
Ekstruderte sinkanoder
Produsert gjennom høytemperatur ekstruderingsstøping, noe som resulterer i en tett, porefri indre struktur og høy mekanisk styrke. Egnet for havgående fartøy og høyhastighetsskip, og tilbyr 20 % bedre strømutgangsjevnhet sammenlignet med støpte anoder.
Støpte sinkanoder
Produsert gjennom smeltet støping, noe som muliggjør skaping av komplekse former og koster omtrent 30 % mindre enn ekstruderte anoder. De har imidlertid en ruere overflate og er utsatt for indre mikroporer, noe som gjør dem egnet for innlands vannveier og lavhastighetsfartøy.
Bruk av sinkanoder for skipsror
Utvalget og mengden av sinkanoder for skip Ror må tilpasses basert på skipets operasjonsområde, tonnasje og arbeidsforhold. I henhold til kravene i «Offeranoder «for katodisk beskyttelse i sjøvann og saltvannssedimenter» (T/CSCP 0001–2024), kan sinkanoder brukes til rorbeskyttelse på alle typer fartøy.
Havgående fartøy
Havgående fartøy inkluderer bulkskip, containerskip og oljetankere, med tonnasjer som for det meste overstiger 10 000 tonn, og de opererer i lengre perioder i havvann med høyt saltinnhold og høy strøm. Ekstruderte sink-aluminium-kadmiumlegeringsanoder (Type I) er det foretrukne valget for roranoder. Blokkanoder brukes til rorbladet og armbåndanoder til rorstammen. Anodens designlevetid bør samsvare med skipets tørrdokkingssyklus (vanligvis 5 år). I henhold til DNVs klassifiseringsselskapskrav krever et containerskip på 100 000 tonn 8–12 blokk-sinkanoder på rorbladet (hver med en vekt på 15–20 kg) og 2–3 sett med armbåndanoder på rorstammen.
Kystfartøy
Denne kategorien inkluderer kystfartøy, ferger og slepebåter som opererer i farvann nær kysten der saltinnholdet er litt lavere enn i åpent hav, men tidevannsendringer er hyppige. Roret er utsatt for korrosjon på grunn av de vekslende våte og tørre forholdene i tidevannssonen. Støpte sink-aluminium-kadmium-legeringsanoder (type II) er egnet. Noen slepebåter kan, på grunn av høyere belastning på rorbladene under drift, kreve ekstruderte anoder for forbedret slagmotstand. Disse fartøyene er vanligvis små i tonnasje (vanligvis mindre enn 5000 tonn), og rorbladarealet er lite, så 3–6 anoder er tilstrekkelig for å oppfylle beskyttelseskravene.
Seilfartøy for polare/høye breddegrader
For eksempel polarforskningsfartøy og lasteskip på arktiske ruter, opererer de i lavtemperaturmiljøer (-30℃~0℃). Sink-indiumlegeringsanoder er valgt for roret. Denne anoden opprettholder et stabilt åpen kretspotensial (-1.08V~-1.10V) i lavtemperaturmiljøer, med en strømeffektivitet på ikke mindre enn 90 %, og oppfyller dermed ytelseskravene for anoder i lavtemperaturmiljøer spesifisert i Mil-A-18001k «Zinc Alloy Sacrificial Anodes».
Innlands vannvei / ferskvannsfartøy
Denne kategorien inkluderer lektere for innlands vannveier, fritidsbåter og sandmudringsfartøy. Disse fartøyene opererer i vann med lavt saltinnhold (kloridioninnhold < 500 mg/L), og opplever svak korrosjon og langsom vannstrøm. Roret kan bruke rene sinkanoder eller rimelige støpte sink-aluminium-kadmium-anoder. Et lite antall anoder er nødvendig (2–4 anoder per rorblad), og en levetid på 3–4 år er tilstrekkelig, uten behov for høy erosjonsmotstand.
Spesialiserte ingeniørfartøy
Som mudderfartøy, kranfartøy og støttefartøy for boreplattformer, har ror som ikke bare er utsatt for sjøvannskorrosjon, men som også kan komme i kontakt med gjørme, sand og borevæsker, noe som resulterer i et komplekst korrosivt miljø. Roranodene krever anoder av sink-aluminium-kadmiumlegering med høy renhet (med et strengt kontrollert urenhetsinnhold til de laveste standardene). I tillegg kan anodeoverflaten belegges med et antifoulingbelegg for å forhindre at marine organismer fester seg, noe som kan føre til anodefeil. Anodene må oppfylle kravene i BS EN 12496-standarden.
Internasjonale standarder
Som en kritisk antikorrosjonskomponent for skip, må sinkanoder i ror overholde internasjonale klassifiseringsselskapsstandarder og internasjonale bransjestandarder når det gjelder materialer, ytelse, installasjon og inspeksjon. Kjernestandardene er som følger, med referanser hentet fra de normative dokumentene til «Offeranoder for katodisk beskyttelse i sjøvann og saltvannssedimenter» (T/CSCP 0001–2024) og kjernespesifikasjoner for den marine antikorrosjonsindustrien.
Internasjonale kjernestandarder
ASTM B418 (American Society for Testing and Materials Standard): «Zinc Alloy Sacrificial Anodes» er den grunnleggende standarden for global produksjon av sinkanoder, og spesifiserer den kjemiske sammensetningen, elektrokjemiske ytelsen, dimensjonstoleransene og kravene til utseendekvalitet for marine sinkanoder. Sammensetningsområdet for sink-aluminium-kadmiumlegering og strømeffektivitetsindikatorer er sentrale referansepunkter for roranoder, som krever en strømeffektivitet på ≥95 % i sjøvann og et åpen kretspotensial på -1.03 V til -1.10 V (CSE).
BS EN 12496 (EU-standard)
«Offeranoder for katodisk beskyttelse i sjøvann og saltvannssedimenter» er utviklet for offeranoder i marine konstruksjoner som skip og offshoreplattformer. Den fokuserer på å regulere tilpasningsevnen til anoder i tidevannssoner, sprutsoner og fullstendig nedsenkede soner, med en spesifisering av at korrosjonshastigheten til roranoder (fullstendig nedsenket sone) skal være ≤0.02 mm/år, og den designmessige levetiden må være ≥5 år.
DNV-RP-B401-2021
Dette er en autoritativ veiledning for design av katodiske beskyttelsessystemer for skip, som beskriver arrangementstetthet, strømbehovsberegning og installasjonsavstand for roranoder. Den krever at den totale strømutgangen fra roranodene må oppfylle beskyttelsesstrømtettheten til rorets stålbase (≥10 mA/m² i sjøvann).
Mil-A-18001k (amerikansk militærstandard)
«Offeranoder av sinklegering» er utviklet for militære og spesialfartøy. Kontrollen av urenhetsinnhold er strengere enn ASTM B418 (jern ≤0.001 %), og det krever at anoden ikke sprekker under vibrasjoner og støt, og tilpasser seg det tøffe driftsmiljøet til ror på militære skip.
Konklusjon
Rorzinkanoden, som en kjernekomponent for korrosjonsbeskyttelse på ror, har sine valg-, installasjons- og produksjonsstandarder som direkte påvirker rorets levetid og sikkerheten ved skipsnavigasjon. Denne veiledningen, basert på autoritative internasjonale og nasjonale standarder, definerer tydelig de tre hovedtypene av rorzinkanoder (klassifisert etter sammensetning, form og produksjonsprosess), skisserer presist passende løsninger for ulike typer fartøy, standardiserer installasjonsposisjoner og obligatoriske krav for rorblad og rorstammer, og beskriver den komplette produksjonsteknologien fra råvarer til ferdige produkter. Den analyserer også de differensierte fordelene med rorzinkanoder av titan.
