Sink-aluminium-kadmium (Zn-Al-Cd) offeranoder er den typen som yter best blant sinkofferanoderTakket være deres kjernefordeler som stabilt potensial, høy strømeffektivitet, jevn oppløsning og sterk kompatibilitet, har de blitt det foretrukne materialet for katodisk beskyttelse i sjøvann, saltholdig slam og jordmiljøer med lav resistivitet. Kjernebruksområdet for Zn-Al-Cd-anoder er: omgivelsestemperatur ≤40 ℃ (høye temperaturer kan lett føre til en kraftig reduksjon i effektivitet), og medium resistivitet ≤1500Ω・cm. For forhold utenfor dette området kreves spesialiserte høytemperatur- eller høyresistivitetstilpassede anoder.
Trapesformet anode
Tverrsnittet er formet som en likebenet trapes. Den har en indre langsgående stålkjerne (stålkjernematerialet er Q235 eller tilsvarende karbonstål, i samsvar med EN 10025-2). De eksponerte endene av stålkjernen har sveisefas eller gjenger for enkel tilkobling til den beskyttede konstruksjonen. Den trapesformede utformingen øker kontaktområdet mellom anoden og elektrolytten.
Plateanode
Tverrsnittet er en rektangulær, tynn plateform. Tykkelsen er vanligvis 30–50 mm. Stålkjernen er enten innebygd eller overflatesveiset, noe som resulterer i en lett og tynn struktur. Den er egnet for plassbegrensede applikasjoner som ballastvanntanker på skip, innervegger i lagringstanker og rørbunter for sjøvannskjølere (ASTM B418-20, Type I Plate Series).
Armbåndsanode
Den er halvsirkelformet eller helsirkelformet. Den indre diameteren samsvarer nøyaktig med rørets ytre diameter, og den er spesielt designet for undersjøiske rørledninger og offshore stigerør. Under installasjonen monteres den direkte på rørets yttervegg, noe som gir 360° omkretsstrømdekning.
Rod Anode
Det er en lang sylindrisk stang med en diameter på 50–150 mm og en lengde på 500–2000 mm, med en innebygd sentral stålkjerne. Den er egnet for bruksområder som nedgravde rørledninger og jordkabler, og brukes vanligvis sammen med fyllmateriale for å redusere jordkontaktmotstand.
Egnet for sjøvann og saltholdig slam, som skip, offshoreplattformer og undersjøiske rørledninger, som krever en strømeffektivitet på ≥90 % og en kapasitet på ≥780 Ah/kg;
Jordanode
Egnet for lavresistiv jord (≤1000 Ω·m), som for eksempel rundt nedgravde rørledninger og underjordiske lagringstanker. Krever bruk av tilbakefyllingsmateriale, med en nødvendig strømeffektivitet på ≥65 % og en kapasitet på ≥530 Ah/kg;
Elementer og urenheter
Sammensetningen av Zn-Al-Cd-offeranoder er avgjørende for å bestemme deres elektrokjemiske ytelse. Aluminium og kadmium er kjerneelementene. Jern, kobber og bly er viktige skadelige urenheter, og innholdsområdene deres er strengt definert av tre kjernestandarder: EN 12496:2013 (europeisk standard), ASTM B418-20 (nordamerikansk standard) og MIL-A-18001K (amerikansk militærstandard). Selv om det er små forskjeller i noen spesifikasjoner Blant de tre standardene deler de alle kjernemålene om å sikre stabilt potensial, forbedre strømeffektiviteten og hemme lokalisert korrosjon. Alle tre standardene krever også sink som balanseelement, med en renhet på ≥99.995 % (råmateriale av høy renhet av sink, i samsvar med ASTM B6-19, standardspesifikasjon for sink).
| standard | Aluminium (Al) | Kadmium (Cd) | Jern (Fe) ≤ | Kobber (Cu) ≤ | Bly (Pb) ≤ | Totale urenheter ≤ | Sink (Zn) |
| EN 12496: 2013 | 0.3 ~ 0.6 | 0.02 ~ 0.07 | 0.005 | 0.005 | 0.006 | 0.1 | Resten |
| ASTM B418-20 | 0.1 ~ 0.5 | 0.025 ~ 0.07 | 0.005 | 0.005 | 0.006 | 0.3 | Resten |
| MIL-A-18001K | 0.1 ~ 0.5 | 0.025 ~ 0.07 | 0.005 | 0.005 | 0.006 | - | Resten |
Aluminium (Al)
Innholdsområde: 0.3–0.6 % (EN 12496) / 0.1–0.5 % (ASTM B418). Kjernefunksjonen er å forbedre anodekornstrukturen og strømeffektiviteten, og øke strømeffektiviteten fra 75 % for ren sink til over 90 % (Deen KM et al. 2019, Corrosion Science).
Kritisk kontroll: Når Al-innholdet er <0.3 %, er kornforfiningseffekten utilstrekkelig, og strømeffektiviteten kan ikke oppfylle standarden. Når Al-innholdet er >0.6 %, er oksidfilmen for tykk, noe som lett fører til passivering, noe som forårsaker et plutselig fall i anodens utgangsstrøm og til og med tap av offerbeskyttelsesevne (EN 12496:2013 klausul 5.2).
Kadmium (Cd)
Innholdsområde: 0.02 %–0.07 % (EN 12496) / 0.025 %–0.07 % (ASTM B418/MIL-A-18001K). Kjernefunksjonen er å optimalisere potensialegenskapene og hemme intergranulær korrosjon. Cd kontrollerer presist åpenkretspotensialet og lukketkretspotensialet til anoden, og stabiliserer dem ved -1.05~-1.10 V (Ag/AgCl), noe som ikke bare oppfyller kravene til beskyttelsespotensial for stål (≤-0.85 V SCE), men unngår også hydrogenutvikling og overbeskyttelse forårsaket av for negativt potensial (ASTM B418-20 klausul 4.1).
Kritisk kontroll: Når Cd-innholdet er <0.02 %, svinger potensialet betydelig, og risikoen for intergranulær korrosjon øker. Når Cd-innholdet er >0.07 %, er det risiko for problemer med miljøsamsvar, selv om ytelsen er optimal (RoHS-direktivet begrenser Cd-innholdet til ≤0.01 %).
Skadelige urenheter
Skadelige urenheter er kjernefaktorene som fører til forringelse av anodens ytelse. De tre viktigste internasjonale standardene har helt konsistente grenser for Fe, Cu og Pb, og alle krever at det totale urenhetsinnholdet er ≤0.1 % (EN 12496) / ≤0.3 % (ASTM B418). All urenhetstesting må utføres i henhold til EN ISO 15607:2008 (direkte avlesningsspektrometri) eller EN ISO 15609-1:2001 (kjemisk analyse). Minst 3 prøver må tas fra hvert parti, og beståttprosenten må være 100 % (NACE SP0387-2014).
Jern (Fe): ≤0.005 %
Fe er den farligste urenheten, og den danner lett den intermetalliske forbindelsen FeZn₁₃ med Zn. Denne forbindelsen har et mye høyere potensial enn Zn-matrisen, og danner et stort antall mikrobatterier inne i anoden, noe som forårsaker lokalisert selvkorrosjon av anoden og et kraftig fall i strømeffektiviteten (for hver 0.001 % økning i Fe, reduseres effektiviteten med 3 %–5 %). Den produserer også svampaktige korrosjonsprodukter som blokkerer strømutgangskanalene (EN 12496:2013 klausul 5.3).
Kobber (Cu): ≤0.005 %
Cu akkumuleres lett i Zn-matrisen, noe som forårsaker et positivt skifte i anodens totale potensial. Dette svekker potensialforskjellen mellom offeranoden og stålet, noe som resulterer i utilstrekkelig beskyttelsesstrøm og manglende evne til å polarisere den beskyttede strukturen til den korrosjonsfrie sonen. Når Cu-innholdet er >0.005 %, kan anodens åpen kretspotensial være positivt ved -1.00 V (Ag/AgCl), og dermed miste sin beskyttende evne fullstendig (ASTM B418-20 klausul 4.2).
Bly (Pb): ≤0.006 %
Pb er en fase med lavt smeltepunkt i Zn-matrisen og segregerer lett ved korngrenser, noe som fører til en reduksjon i korngrensebindingsstyrken. Lokal avskalling er utsatt for under anodeoppløsning. Samtidig reduserer tilstedeværelsen av Pb anodens mekaniske styrke, noe som gjør den utsatt for brudd under installasjon (MIL-A-18001K klausul 3.3).
Andre urenheter (Sn, Ni, etc.): Totalt ≤ 0.02 %
Selv om innholdet av disse urenhetene er ekstremt lavt, kan de synergistisk forverre lokalisert korrosjon av anoden. Derfor krever standarden eksplisitt at det totale urenhetsinnholdet ikke må overstige den spesifiserte grensen og må oppføres separat i testrapporten (EN ISO 15607:2008).
Elektrokjemisk ytelse
Den elektrokjemiske ytelsen til Zn-Al-Cd-offeranoder bestemmer direkte beskyttelseseffekten og levetiden. Fysiske og mekaniske egenskaper påvirker derimot installasjonens pålitelighet. Alle indikatorer må verifiseres gjennom spesifiserte teststandarder. Teststandardene er EN 12473:2000 (elektrokjemisk testing), ASTM G83-19 (testing av jordmiljø) og EN ISO 8044:2010 (testing av fysiske egenskaper). Standard testmiljøtemperatur er ≤30 ℃, og referanseelektroden er jevnt Ag/AgCl (sjøvannsmedium) eller Cu/CuSO₄ (jordmedium).
Elektrokjemisk potensial
Elektrokjemisk potensial er en forutsetning for at anoden skal gi effektiv beskyttelse. Variasjoner fra batch til batch bør være ≤ ±0.02 V for å forhindre ujevn strømfordeling på grunn av potensialforskjeller.
Åpen kretspotensial
Åpen kretspotensial (OCP): -1.05 V ~ -1.10 V (i forhold til Ag/AgCl, i sjøvann); ≤-1.05 V (i forhold til Cu/CuSO₄) i jord. Dette potensialområdet sikrer en effektiv potensialforskjell på mer enn 0.2 V med stål, og oppfyller kravene til beskyttelsesstrømutgang.
Lukket kretspotensial
Lukket kretspotensial (CCP): Stabilt ved -1.03 V (Ag/AgCl) i sjøvann, -0.98 V (Ag/AgCl) i saltholdig slam, med svingninger ≤ ±0.03 V innen 28 dager med kontinuerlig utladning. Hvis lukket kretspotensialet er mer positivt enn -1.00 V, anses det som undermåls ytelse (ASTM B418-20 klausul 5.1).
Potensielt skifte
Potensiell forskyvning: Ved langvarig bruk bør den årlige potensielle avdriften være ≤0.05 V. Hvis avdriften overstiger 0.1 V, bør anodeforbruket, endringer i miljøresistivitet eller utfelling av urenheter kontrolleres umiddelbart (DNVGL-RP-B401:2017 klausul 7.3).
Kapasitans og strømeffektivitet
Disse to indikatorene bestemmer anodens levetid. Testmetoden er konstant strømutladning. Utladningsstrømtettheten er 3 mA/cm² i sjøvannsmedium og 0.03 mA/cm² i jordmedium. Testperioden er 28 dager, og den faktiske kapasitansen og virkningsgraden beregnes ved veiing.
Faktisk kapasitans
Faktisk kapasitans: Sjøvannsmedium ≥ 780 Ah/kg; saltholdig slammedium ≥ 750 Ah/kg; jord med lav resistivitet (≤ 500 Ω・m) ≥ 530 Ah/kg; jord med høy resistivitet (500~1000 Ω・m) ≥ 480 Ah/kg, alle høyere enn rene sinkanoder (ren sinksjøvannskapasitans er bare 650 Ah/kg).
Nåværende effektivitet
Strømeffektivitet: Sjøvannsmedium ≥ 90 %; jordmedium ≥ 65 % (krever matchende tilbakefyllingsmateriale); en effektivitet under 85 % anses som ukvalifisert, vanligvis på grunn av lavt Al/Cd-innhold eller for høye Fe-urenheter (Deen KM, et al. 2019).
Teoretisk kapasitans
Basert på Faradays lov er den teoretiske verdien til Zn-Al-Cd-anoden 820 Ah/kg. Strømeffektivitet er i hovedsak forholdet mellom faktisk utgangsladning og den teoretiske verdien, som gjenspeiler den hemmende effekten på anodens selvkorrosjon (ASTM G102-15, Standardpraksis for beregning av korrosjonsrater og relatert informasjon fra elektrokjemiske målinger).
Forbruksrate
Forbruksraten er en kjerneparameter for anodedesign og -valg, og refererer til anodens årlige forbruk per strømstyrkeenhet. Den bestemmer direkte antall anoder som skal installeres og utskiftingssyklusen: sjøvannsmedium ≤ 12 kg/(A・a); jordmedium ≤ 17.25 kg/(A・a); forbruksraten er positivt korrelert med omgivelsestemperaturen, og øker med 8 %~10 % for hver 10 ℃ temperaturøkning.
Oppløsningsytelse
Anoden må løses jevnt opp. Overflatekorrosjonsproduktene er en løs blanding av Zn(OH)₂ og ZnCO₃. Disse vaskes lett bort av vannstrøm eller jorderosjon, uten gropkorrosjon eller spaltekorrosjon. Hvis det oppstår svampaktig korrosjon, skyldes det vanligvis for mye Fe-urenheter (>0.005 %); hvis det dannes et passiveringslag, skyldes det vanligvis for høyt Al-innhold (>0.6 %).
Temperatur
Zn-Al-Cd-anoder er temperaturfølsomme, noe som er en viktig begrensende faktor i bruken. Standarden spesifiserer tydelig en gjeldende temperatur på ≤40 ℃.
≤40 ℃: Stabil ytelse, strømeffektivitet opprettholdt over 90 %, og potensiell svingning ≤ ± 0.02 V;
40~49 ℃: Effektiviteten synker med 5%~10%, kapasitansen reduseres til 700~750 Ah/kg, og anodens selvkorrosjon intensiveres;
≥54℃: Risiko for polaritetsreversering eksisterer; anodepotensialet kan bli positivt i forhold til stål, og endres fra en "offeranode" til en "beskyttet katode", og dermed akselerere korrosjonen av den beskyttede strukturen. Bruk i dette temperaturområdet er strengt forbudt.
Fysiske og mekaniske egenskaper
Fysiske egenskaper sikrer kvaliteten på anodens dannelse, og mekaniske egenskaper sikrer at den ikke skades under installasjon og service. Alle indikatorer må testes batch for batch.
Fysiske egenskaper
Tetthet: 7.14 g/cm³, tetthetsfluktuasjon etter støping ≤ ±0.02 g/cm³, for å unngå utilstrekkelig effektiv masse på grunn av krympehull og porer;
Utseende: Overflaten er fri for sprekker, krympehull, porer, slagginneslutninger og andre defekter, og overflateruheten Ra ≤ 6.3 μm (EN ISO 8044:2010);
Stålkjernebindingsstyrke: Ingen mellomrom mellom stålkjernen og sinklegeringen, strekkfasthet ≥ 30 MPa.
Mekaniske egenskaper
- Strekkfasthet: ≥120 MPa;
- Forlengelse: ≥2%;
- Bøyeytelse: Ingen sprekker etter bøying 45° (MIL-A-18001K klausul 4.2);
- Torsjonsytelse: Anodisert materiale av militærkvalitet krever torsjonsstyrke ≥12000 psi.
Spesifikasjoner for fellesanode
Zn-Al-Cd-offeranoder har ikke en enhetlig internasjonal modellbetegnelse, men dimensjonstoleransene følger strengt EN 12496:2013 og ASTM B418-20. Industristandardmodeller er klassifisert basert på strukturell form og vekt. Følgende er de mest brukte spesifikasjonene i internasjonale ingeniørprosjekter. Alle dimensjoner er referert fra EN 12496:2013 tillegg A og ASTM B418-20 tillegg B, egnet for de fleste bruksområder. Tilpassede anodetoleranser må oppfylle kjernekravet på "vekt > 50 kg ±3 %, ≤ 50 kg ±5 %".
Trapesformede anoder
Toleranser: Lengde ±3 % eller ±25 mm (det som er strengest); Bredde ±5 %; Tykkelse ±10 %; Retthet ≤ 2 % av lengden; Eksponert lengde på stålkjerne ≥ 50 mm.
| Modell | Seksjonsstørrelse (mm) | Lengde (mm) | Vekt (kg) | Søknad |
| ZAC-T1 | 40+48×45 | 600 | 9 | Ytre plater for skip, stålpeler for dokker |
| ZAC-T2 | 52+56×54 | 600 | 12.5 | Ballasttanker og fendere for skip. |
| ZAC-T3 | 58+64×60 | 550 | 15 | Fortøyningspiler til havn. |
| ZAC-T4 | 115+135×130 | 500 | 61 | Rørstativer for offshore-plattformer. |
| ZAC-T5 | 115+135×130 | 1000 | 122 | Fundamenter for monopiler for vindturbiner, offshore-plattformer. |
Plateanode
Toleranser: Lengde ±2 %; Bredde ±2 %; Tykkelse ±1 mm; Overflateplanhet ≤2 mm/m; Innstøpningsdybde for stålkjerne ≥20 mm for å forhindre løsrivelse.
| Modell | Størrelse (mm) | Vekt (kg) | Fikse | Søknad |
| ZAC-P1 | 180 × 80 × 12 | 5 | Boltet | Sjøvannspumper, små varmevekslere. |
| ZAC-P2 | 300 × 100 × 35 | 6.5 | Sveiset | Skipslugarer, små lagringstanker. |
| ZAC-P3 | 400 × 100 × 55 | 15 | Sveiset | Store varmevekslere, innervegger i lagringstanker. |
| ZAC-P4 | 600 × 120 × 50 | 25 | Sveiset | Utstyr for avsalting av sjøvann, sirkulerende vanntanker. |
Armbåndsanode
Toleranser: Toleransen for indre diameter graderes i henhold til rørdiameter (≤300 mm: 0/+4 mm; 300~610 mm: 0/+6 mm; >610 mm: 0/+1 %); tykkelse ±3 mm; skjøtavstand for halvsirkelformede anoder ≤2 mm; vekten av ett stykke tilpasses rørdiameteren for å sikre strømdekning.
| Rørdiameter (mm) | Innvendig diameter (mm) | Tykkelse (mm) | Vekt (kg) | Installasjonsavstand (m) | Referansestandard |
| 150 | 150 + 4 | 50 | 12 | 8 | DNVGL-RP-F103 |
| 300 | 300 + 6 | 60 | 25 | 10 | DNVGL-RP-F103 |
| 610 | 610 + 6 | 80 | 58 | 12 | DNVGL-RP-F103 |
| 1000 | 1000 + 10 | 100 | 120 | 15 | DNVGL-RP-F103 |
| 1200 | 1200 + 12 | 120 | 180 | 15 | DNVGL-RP-F103 |
Stang-anode
Toleranser: Diameter ±2 %; Lengde ±3 %; Retthet ≤1 % av lengden; Stålkjerne sentrert med et avvik på ≤3 mm, egnet for innkapsling med fyllmateriale (fyllmaterialesammensetning: 70 % gips + 20 % bentonitt + 10 % natriumsulfat, ASTM G83-19).
| Modell | Diameter (mm) | Lengde (mm) | Vekt (kg) | Resistivitet (Ω·m) |
| ZAC-R1 | 50 | 1000 | 14.5 | ≤ 500 |
| ZAC-R2 | 80 | 1500 | 43 | 500 ~ 800 |
| ZAC-R3 | 100 | 2000 | 112 | 800 ~ 1000 |
Anvendelser av Zn-Al-Cd offeranoder
Zn-Al-Cd-offeranoder er egnet for bruk i sjøvann, saltholdig slam og lavresistiv jord (≤1000 Ω·m), ved omgivelsestemperaturer ≤40 ℃. Takket være deres stabile ytelse og velutviklede bruksløsninger, brukes de i marine, olje- og gass-, kommunale, industrielle og fornybare energisektorer.
Skip
Skip er det tidligste bruksscenarioet for Zn-Al-Cd-anoder, egnet for skrog, rom og rørledninger. Kjernestandardene er DNVGL-RP-B401:2017 og IMOs internasjonale konvensjon om sikkerhet for menneskeliv til sjøs (SOLAS), som krever en beskyttelseslevetid som dekker skipets tørrdokksyklus (5–10 år).
Skipsskrog
Egnet for trapesformede anoder (ZAC-T1~T3), med en installasjonstetthet på 10–15 m²/anode, strømtetthet på 3 mA/cm² og potensial kontrollert ved -1.00 til -1.05 V (SCE). Unngå installasjon i områder med bunnstoff på skrogbunnen for å forhindre at anodekorrosjonsprodukter påvirker bunnstoffeffekten.
Ballastvanntanker / Drivstofftanker
Egnet for plateanoder (ZAC-P2~P3), festet med sveisingAntall anoder installert per rom beregnes basert på romvolumet (1000 m³ romvolum ≥ 8 x 15 kg anoder).
Sjøvannskjølesystem
Kompatibel med stavformede eller små plateformede anoder (ZAC-P1). Installert ved kondensatorinnløpet og rørplaten, med en avstand på 5–8 m, for å forhindre korrosjon og biologisk begroing på rørenes innervegg, samtidig som det unngås blokkering av rørledningene av anodeoppløsningsprodukter.
Propeller og ror
Egnet for små trapesformede anoder, direkte sveiset til propellnavet og ror blader. 2–4 anoder er installert på hver komponent, med potensialkontroll ved -1.03 V (Ag/AgCl) for å forhindre synergistiske effekter av kavitasjonskorrosjon og elektrokjemisk korrosjon.
Navy
Zn-Al-Cd-anoder brukes ofte i kombinasjon med kraftige korrosjonsbeskyttelsesbelegg (tørrfilmtykkelse på belegg ≥300 μm). Kjernestandardene er EN 12496 og DNVGL-RP-B401, egnet for plattformer, dokker, vindkraftkonstruksjoner osv.
Offshore faste plattformer (jacket-/jack-up-plattformer)
Egnet for store trapesformede anoder (ZAC-T4~T5), som veier 50~122 kg hver. Sveiset til mantelben og bjelker. Installasjonsavstand er 2~3 m, strømtetthet 2.5 mA/cm², kombinert med epoksybelegg, designlevetid ≥25 år. adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.
Havne- og dokkfasiliteter
Stålpeler i dokker, fortøyningsstolper og fendersystemer er utstyrt med trapesformede anoder (ZAC-T2~T3). 2 til 4 anoder er installert på hver stålpel, begravd 1 m under tidevannssonen for å forhindre akselerert anodeforbruk på grunn av våt-tørr-sykluser forårsaket av tidevannsendringer. Fundamenter for undersjøiske bropeler er utstyrt med stavformede anoder (ZAC-R2~R3), innebygd med tilbakefyllingsmateriale. Hver pele er utstyrt med 4 til 6 anoder, noe som gir en beskyttelseslevetid på ≥15 år.
Offshore vindkraftanlegg
Store ring- eller trapesformede anoder brukes. Monopælfundamenter er utstyrt med 4 til 8 anoder som veier 500–1000 kg hver. Disse er sveiset til undervannsdelen av monopælen og er motstandsdyktige mot sjøvannsstrømningshastigheter ≤5 m/s. Potensialovervåking utføres kvartalsvis, i samsvar med kravene i EN ISO 24656:2022, med en designlevetid på ≥30 år.
Tidevanns-/bølgeenergienheter
Tilpasset for uregelmessig formede anoder, tilpasset enhetens undervannsstruktur. Krever motstand mot sterke vannstrømmer. Anodeoverflaten er behandlet for erosjonsmotstand. Strømtetthet på 3.5 mA/cm², egnet for komplekse marine dynamiske miljøer.
Olje og gass
Rørledninger, plattformer og lagringstanker i olje- og gassindustrien har alle egnede bruksområder for katodisk beskyttelse. Kjernestandardene er API RP 2A, API RP 651 og DNVGL-RP-F103, som balanserer både sikkerhet og økonomisk effektivitet.
Undersjøiske olje- og gassrørledninger
Armbåndsanoder er egnet for denne applikasjonen og er den eksklusive anodetypen for dette scenariet. Spesifikasjoner er tilgjengelige for rørdiametre fra 150 til 1200 mm, med installasjonsavstand på 10–15 meter. Hvert rør bruker «parvise halvsirkelformede anoder» for å sikre full omkretsbeskyttelse. Den designede levetiden er ≥50 år (f.eks. bruker Nord Stream naturgassrørledningen Zn-Al-Cd armbåndsanoder med en designlevetid på 50 år);
FPSO
FPSO-skrog, lagringstanker og lastearmer er egnet for trapesformede og plateformede anoder. Skroganoder følger skipsstandarder. Innerveggene i lagringstankene følger API RP 651. Lastearmene er utstyrt med små stavformede anoder for å forhindre vekslende korrosjon fra sjøvann og råolje;
Nedgravde olje- og gassrørledninger
Kompatibel med stavformede anoder (ZAC-R1~R3), kun egnet for jord med resistivitet ≤1000 Ω・m (som leire og våtmarker). Innkapslet med tilbakefyllingsmateriale (7:2:1 gips – bentonitt – natriumsulfat). 10–15 sett installeres per kilometer, med 3 anoder per sett, brukt i forbindelse med katodisk beskyttelse mot påtrykt strøm for å øke beskyttelsesavstanden.
Forholdsregler
Strømtetthet: Juster i henhold til miljøet: sjøvann 3 mA/cm², saltholdig mudder 2.5 mA/cm², jord 0.03 mA/cm². For belagte områder kan strømtettheten reduseres til 0.5 mA/cm²;
Tilbakefyllingsmateriale: Tilbakefyllingsmateriale er obligatorisk for jordpåføring. Sammensetningen er 70 % gips + 20 % bentonitt + 10 % natriumsulfat. Fyllingstykkelsen bør være ≥100 mm for å redusere kontaktmotstand, opprettholde fuktighet og forbedre strømeffektiviteten til ≥70 %;
Installasjonsavstand: Beregn avstanden basert på anodevekten og strømkravene for å unngå beskyttelsesblindsoner på grunn av for stor avstand og anodeavfall på grunn av utilstrekkelig avstand;
Potensialovervåking: Overvåk minst én gang per kvartal med en Ag/AgCl (sjøvann) eller Cu/CuSO₄ (jord) referanseelektrode. Hvis potensialet er mer positivt enn -0.85 V (SCE), må ekstra anoder legges til umiddelbart;
Temperaturkontroll: Strengt forbudt for bruk i miljøer over 40 ℃. For høytemperaturapplikasjoner bør aluminium-sink-indium (Al-Zn-In) anoder brukes.
Utfordringer
Den nåværende bruken og utviklingen av Zn-Al-Cd-anoder står overfor to store utfordringer: for det første miljøpress, ettersom giftigheten til Cd fører til strenge restriksjoner i henhold til forskrifter som RoHS og REACH. Formuleringer med høyt Cd-innhold (0.02~0.07 %) blir stadig mer begrenset i sivile applikasjoner; for det andre utilstrekkelig egnethet for miljøer med høy temperatur og høy motstand, med kraftig fallende effektivitet i miljøer over 40 °C, og utilstrekkelig strømutgang i jord med høy motstand (>1000 Ω·m).
Beste praksis
Samtidig som potensialet og effektiviteten opprettholdes, bør Cd-innholdet reduseres til under 0.01 % (i samsvar med RoHS), eller Cd erstattes med miljøvennlige elementer som In og Sn. Tilsetning av spormengder av Ti- og Zr-elementer forbedrer anodens høytemperaturstabilitet, og øker den gjeldende temperaturgrensen til 60 ℃, noe som gjør den egnet for scenarier med høye temperaturer på dyphavets oljefelt.
Kontroller sammensetningen strengt i henhold til EN 12496, bruk råvarer av høy renhet av sink, og unngå Fe-forurensning under smelting. Utfør sammensetningstesting for hvert parti og omfattende elektrokjemisk testing for hvert parti. For eksporterte offeranoder, bekreft standardene (europeisk EN 12496, nordamerikansk ASTM B418) og miljøkravene i målregionen på forhånd for å unngå tollklareringsproblemer på grunn av for høyt Cd-innhold.
Referanse
- EN 12496:2013, Offeranoder av sinklegering for katodisk beskyttelse i sjøvann og saltholdig slam
- ASTM B418/B418M-20, standardspesifikasjon for offeranoder av sinklegering
- MIL-A-18001K, offersinkanoder
- ISO 9351:2025, Offeranoder for katodisk beskyttelse – Generelle krav
- EN 12473:2000, Katodisk beskyttelse – Ordforråd og generelle krav
- ASTM G83-19, standard testmetode for katodisk beskyttelse av metallkonstruksjoner i jord
- DNVGL-RP-B401:2017, Katodisk beskyttelsesdesign
- DNVGL-RP-F103:2016, Katodisk beskyttelse av undersjøiske rørledninger
- API RP 2A WSD, Anbefalt praksis for planlegging, design og konstruksjon av faste offshoreplattformer – Arbeidsbelastningsdesign
- API RP 651:2014, Katodisk beskyttelse av overjordiske lagringstanker
- EN ISO 24656:2022, Katodisk beskyttelse av offshore vindturbinkonstruksjoner
- EN ISO 15607:2008, Ikke-destruktiv prøving av metalliske materialer – Gnistspektrometri – Retningslinjer for valg av metoder
- EN ISO 15609-1:2001, Sveising – Tilsettmaterialer – Spesifikasjon for belagte elektroder, tråder, stenger og rørformede kjerneelektroder for smeltesveising av stål – Del 1: Generelt
- NACE SP0387-2014, Metallurgiske og inspeksjonskrav for støpte galvaniske anoder for offshore-applikasjoner
- ASTM G16-20, standard praksis for påføring av katodisk beskyttelse på konstruksjoner
- ASTM G102-15, standard praksis for beregning av korrosjonsrater og relatert informasjon fra elektrokjemiske målinger
- Deen KM, et al. 2019, Evaluering av ytelsen til offeranoder av sink og aluminium i kunstig sjøvann, Corrosion Science, 155:108-118
- AWWA D106-2016, Offeranode-katodiske beskyttelsessystemer for innvendige nedsenkede overflater i stålvanntanker
- REACH-forordning (EF) nr. 1907/2006, registrering, evaluering, godkjenning og begrensning av kjemikalier
- RoHS-direktiv 2011/65/EU, Begrensning av bruk av visse farlige stoffer i elektrisk og elektronisk utstyr
