Offeranoder av sink er mye brukt for korrosjonsbeskyttelse av stålkonstruksjoner i ulike medier som sjøvann, ferskvann og jord, på grunn av deres stabile elektriske ytelse, høye strømeffektivitet og enkle installasjon. De er et av de mest brukte og teknologisk modne offeranodematerialene som er tilgjengelige for tiden.
Arbeidsprinsipp for sinkofferanoder
Det sentrale arbeidsprinsippet for offeranoder er basert på den elektrokjemiske galvaniske cellereaksjonen. Elektrodepotensialet (-1.10 V, i forhold til kobber/mettet kobbersulfatelektrode CSE) er betydelig mer negativt enn stålpotensialet (-0.85 V, CSE). Når sinkanoden er elektrisk koblet til det beskyttede metallet og plassert i samme elektrolyttmiljø, fungerer sinken som anode og mister fortrinnsvis elektroner gjennom oksidasjon (Zn-2e⁻=Zn²⁺). Elektronene overføres til overflaten av det beskyttede metallet gjennom det ledende mediet, noe som hemmer reduksjonsreaksjonen, og dermed oppnås korrosjonsbeskyttende effekten av å «ofre seg for å beskytte basismetallet».
Sinkofferanoder av høy kvalitet er ikke laget av ren sink, men snarere gjennom presis tilsetning av legeringselementer som aluminium og kadmium. Streng kontroll av urenheter som jern, kobber og bly optimaliserer deres elektrokjemiske ytelse og oppløsningsegenskaper, og forhindrer anodepassivering eller intergranulær korrosjon.
Legeringselementer og deres funksjoner
Ytelsen til sinkofferanoder avhenger av den nøyaktige proporsjonen av legeringselementene og streng kontroll av urenhetselementer. Vanlige sinkanoder bruker for tiden et ternært sink-aluminium-kadmium-legeringssystem. De relevante sammensetningskravene er tydelig spesifisert i autoritative standarder som GB / T 4950-2021 «Offeranoder av sink-aluminium-kadmiumlegering» og ASTM F1182-07 (2023)Offersinkanoder".
| Element | ASTM B418 Type I | ASTM B418 Type II | 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 | - |
| Urenheter | ≤ 0.1 | ≤ 0.02 | ≤ 0.1 | ≤ 0.1 | ≤ 0.3 |
| Zn | Balansere | Balansere | Balansere | Balansere | Balansere |
Den grunnleggende komponenten i sinkanoden er sink (resten ≥99.3 %). Kjernelegeringselementene er aluminium (Al) og kadmium (Cd). Innholdsområdet for begge (Al og Cd) er strengt begrenset, og deres synergistiske effekt bestemmer anodens kjerneytelse.
Aluminium (Al)
Innholdet kontrolleres mellom 0.10 % og 0.50 %, og det er «aktiveringskjerneelementet» i sinkanoden. Ren sink danner lett en tett sinkoksidpassiveringsfilm i et elektrolyttmiljø, noe som fører til et kraftig fall i strømeffektivitet og svikt i katodisk beskyttelse. Aluminium reagerer fortrinnsvis med oksygen for å danne løst aluminiumoksid. Dette produktet løsner lett fra anodeoverflaten, noe som forhindrer dannelsen av et tett passiveringslag og sikrer stabil utgang av beskyttelsesstrøm.
Samtidig forfiner aluminium kornstrukturen til sinklegeringen, noe som forbedrer anodens mekaniske styrke og forhindrer skade under transport eller installasjon. Det skal bemerkes at når aluminiuminnholdet er under 0.10 %, er aktiveringseffekten utilstrekkelig, og anoden er utsatt for passivering; når det er over 0.50 %, vil det føre til at anodepotensialet forskyves, noe som reduserer potensialforskjellen med stål og påvirker den beskyttende drivkraften.
Kadmium (Cd)
Kadmiuminnholdet kontrolleres mellom 0.025 % og 0.07 %. Det er «nøkkelelementet» for å optimalisere korrosjonsmorfologien til sinkanoder. Kadmiumfrie rene sinkanoder er utsatt for intergranulær korrosjon under korrosjon. Det korrosive mediet trenger dypt inn i anoden langs korngrensene, noe som fører til at store deler av anodematerialet som ikke har deltatt i den elektrokjemiske reaksjonen, løsner. Dessuten kan strømeffektiviteten bare nå under 60 %.
Kadmium forfiner kornstrukturen ytterligere, endrer anodens korrosjonsbane og fremmer jevn lagdelt oppløsning av anoden. Dette forbedrer utnyttelsesgraden til sinkanoden betydelig, og strømeffektiviteten i sjøvann kan nå over 95 %. I tillegg forbedrer kadmium motstanden mot hydrogensprøhet til sinklegeringen, og forhindrer strukturell sprøhet forårsaket av hydrogenutvikling ved høye strømtettheter.
Streng kontroll av urenheter og deres farer
Sinkanoder har ekstremt strenge krav til innholdet av urenheter som jern (Fe), kobber (Cu), bly (Pb) og silisium (Si). Disse urenhetene er de «skjulte kjernefarene» som fører til forringelse av anodens ytelse. GB/T 4950-2021 fastsetter tydelig at: Fe ≤ 0.005 %, Cu ≤ 0.005 %, Pb ≤ 0.006 %, Si ≤ 0.125 %, og det totale urenhetsinnholdet må være ≤ 0.15 %.
- Jern (Fe) og kobber (Cu)
Begge er elektropositive urenheter. Når de blandes inn i sinkanoden, danner de mikrobatterier internt, noe som fører til selvkorrosjon av sinkanoden. Når Fe-innholdet overstiger 0.005 %, øker anodens selvkorrosjonsrate med mer enn 30 %; for høyt Cu-innhold vil forverre lokalisert gropkorrosjon på anodeoverflaten og ødelegge dens ensartede oppløsningsegenskaper.
- Bly (Pb)
Bly skilles lett ut ved korngrensene i sinklegeringen, noe som motvirker effekten av kadmium i raffineringen av korn og hemmer intergranulær korrosjon. I stedet fremmer det intergranulær korrosjon og fører til for tidlig anodefeil. Samtidig forårsaker utfelling av bly miljøforurensning og oppfyller ikke miljøvernkravene.
- Silisium (Si)
For høyt silisiuminnhold kan føre til dannelse av harde silisider. Dette reduserer sinkanodens plastisitet og seighet, noe som gjør den utsatt for sprekker i miljøer med lav temperatur eller under ytre påvirkning. I tillegg kan silisidene feste seg til anodeoverflaten og dermed påvirke strømledningen.
Elektrokjemisk ytelse
Elektrokjemisk ytelse er en kjerneindikator for å vurdere om en sinkofferanode kan oppfylle kravene til korrosjonsbeskyttelse. Viktige indikatorer inkluderer åpen kretspotensial, lukket kretspotensial, strømeffektivitet og faktisk kapasitet.
| Ytelsesparameter | ASTM B418 Type I | ASTM B418 Type II | MIL-A-18001K | DNV‑RP‑B401 | GB/T 4950‑2021 |
| Åpen kretspotensial | ≥-1.05V | ≥-1.10V | ≥-1.05V | ≥-1.05V | ≥-1.05V |
| Driftspotensial | ≥-1.00V | ≥-1.05V | ≥-1.00V | ≥-1.00V | ≥-1.00V |
| Minimum strømeffektivitet | 95 % (sjøvann, 3 mA/cm²) | 95 % (applikasjon med høy renhet) | 95 % (sjøvann) | 95 % (sjøvann) | 95 % (sjøvann); 65 % (jord) |
| Typisk kapasitet | ≥780 Ah/kg | ≥780 Ah/kg | ≥770 Ah/kg (355 Ah/lb) | ≥780 Ah/kg | ≥780 Ah/kg (sjøvann); ≥530 Ah/kg (jord) |
| Oppløsningsytelse | Jevn oppløsning, enkel avløsning av produkter | ||||
- Åpen kretspotensial
Åpen kretspotensial refererer til potensialforskjellen mellom sinkanoden og referanseelektroden (kobber/mettet kobbersulfatelektrode, CSE) under tomgangsforhold. Standardkrav: I sjøvann er åpen kretspotensialet -1.05 V til -1.09 V (CSE); i jord, ≤ -1.05 V (CSE); og i ferskvannsmiljøer, -1.03 V til -1.07 V (CSE).
- Arbeidspotensial
Arbeidspotensial refererer til potensialet til sinkanoden når den sender ut beskyttelsesstrøm. Hvis arbeidspotensialet er for negativt, kan det føre til hydrogenforsprøing av det beskyttede stålet (spesielt høyfast stål); hvis det er for positivt, kan det ikke gi effektiv beskyttelse. Standardkrav: I sjøvann er arbeidspotensialet -1.05 V til -1.08 V (CSE); i jord, ≤-1.03 V (CSE), og fluktuasjonsområdet må være ≤0.02 V for å sikre beskyttelsesstabilitet.
- Nåværende effektivitet
Strømeffektivitet refererer til den effektive beskyttelsesstrømmen som utløses av oksidasjonsreaksjonen til sinkanoden. Høyere strømeffektivitet fører til lengre faktisk levetid for anoden. Standardkrav: ≥95 % i sjøvann (ved en strømtetthet på 1 mA/cm²), ≥65 % i jord (ved en strømtetthet på 0.03 mA/cm²) og ≥80 % i ferskvannsmiljøer (ved en strømtetthet på 0.5 mA/cm²).
- Faktisk kapasitet
Faktisk kapasitet refererer til mengden elektrisitet som en vektenhet sinkanode faktisk kan produsere. Enheten er Ah/kg, og den bestemmer direkte anodens beskyttelseskapasitet. Standardkrav: faktisk kapasitet i sjøvann ≥ 780 Ah/kg, i jord ≥ 530 Ah/kg, og i ferskvannsmiljøer ≥ 680 Ah/kg. Dette er betydelig høyere enn kapasiteten til magnesiumanoder i jord, noe som er nøkkelen til den betydelige fordelen med sinkanoder i miljøer med lav resistivitet.
- Forbruksrate
Forbruksraten refererer til mengden sinkanode som forbrukes per år ved utgang av 1 ampere strøm. Enheten er kg/(A·År), og det er en kjerneparameter for å beregne anodens levetid. Standardkrav: forbruksraten ≤ 11.88 kg/(A·År) i sjøvann, ≤ 17.25 kg/(A·År) i jord og ≤ 13.5 kg/(A·År) i ferskvannsmiljøer.
Mediets innflytelse
Den elektrokjemiske ytelsen til sinkanoder varierer med faktorer som resistivitet, saltinnhold, temperatur og strømningshastighet til elektrolytten. Dette er også kjernegrunnlaget for å differensiere sinkanoder som brukes i sjøvann, ferskvann og jord.
- sjøvann
Høy saltinnhold (omtrent 3.5 %), lav resistivitet (<15 Ω·m) og sterk ioneledningsevne resulterer i et stabilt åpen kretspotensial for sinkanoden, høyest strømeffektivitet (≥95 %) og jevn oppløsning. Dette er det optimale bruksscenarioet for sinkanoder.
- Freshwater
Lavt saltinnhold (<0.1 %), moderat resistivitet (15~100 Ω·m) og utilstrekkelig ionekonsentrasjon resulterer i litt lavere strømeffektivitet for anoden sammenlignet med sjøvann, og fører lett til dannelse av sinkhydroksidkorrosjonsprodukter. Derfor må aktiviteten forbedres gjennom finjustering med legeringselementer.
- Jord
Jordmotstanden varierer betydelig (avhengig av fuktighet og jordtype, med det optimale på < 15 Ω·m). Elektrolyttfordelingen er ujevn, og det er også mikrobiell korrosjon og spredt strømforstyrrelse. Følgelig har sinkanoden den laveste strømeffektiviteten (≥65 %) og den høyeste forbruksraten. Den krever vanligvis tilbakefyllingsmaterialer som gips og natriumsulfat for å redusere kontaktmotstanden og opprettholde anodeaktiviteten.
Spesifikasjonsklassifisering
Sinkofferanoder kategoriseres etter installasjon og anvendelse. Basert på installasjon kan de deles inn i sveisede sinkanoder og boltede sinkanoder; basert på anvendelse kan de deles inn i sjøvanns-sinkanoder, ferskvanns-sinkanoder, jord-sinkanoder og skipsskrog-sinkanoder. Ulike spesifikasjoner for anoder er spesifikt optimalisert med tanke på størrelse, vekt og strukturell design. Alle spesifikasjoner må overholde dimensjonstoleransene og ytelseskravene i GB/T 4950-2021 og ASTM F1182-07 (2023).
Sveisede sinkanoder er de mest brukte anodene. Kjernefunksjonen deres er integreringen av sveisebein av stål eller stålstrimler under støpingen av anodelegemet. Under installasjonen sveises sveisebeina og festes til det beskyttede metallet (som skipsskrog, stålpæler og lagringstanker). De har god konduktivitet og en sterk forbindelse. Bruksområder inkluderer skipsskrogbunner, innervegger i lagringstanker og stålpæler for offshore-plattformer.
Anodelegemet er blokkformet, plateformet eller stripeformetSveiseføttene er laget av Q235 karbonstål med galvanisert overflate for korrosjonsbeskyttelse (for å forhindre at sveiseføttene korroderer før anoden). Sveisebenet og anodehuset er støpt i ett stykke, uten sveisesømmer, noe som forhindrer overdreven kontaktmotstand ved tilkoblingspunktet.
Sveisede sinkanoder for lagringstanker (ZC-serien)
- ZC-1 Type: 750×(115+135)×130 mm, sveisebenlengde 900 mm, diameter 16 mm, nettovekt 82 kg, bruttovekt 85 kg;
- ZC-2 Type: 500×(115+135)×130 mm, sveisebenlengde 650 mm, nettovekt 55 kg;
- ZC-3 Type: 500×(105+135)×100 mm, nettovekt 39 kg;
- ZC-4 Type: 300×(105+135)×100 mm, sveisebendiameter 12 mm, nettovekt 24.6 kg.
Sveisede sinkanoder for marine stålpeler (ZT-serien)
- ZT-1 Type: 1000×(115+135)×130 mm, flatt stålsveiseben størrelse 16×8 mm, nettovekt 105 kg;
- ZT-2 Type: 800×(100+120)×120 mm, nettovekt 78 kg, egnet for korrosjonsbeskyttelse av stålpeler i tidevann.
DC-buesveising er nødvendig. Sveiseområdet mellom sveisebenet og det beskyttede metallet bør være ≥50 cm² for å sikre god konduktivitet. Etter sveising må slagg rengjøres, og et antikorrosjonsbelegg bør påføres sveisen for å forhindre isolert korrosjon. Anodeavstanden bør være ≥3 ganger anodelengden for å unngå interferens mellom tilstøtende anodestrømmer.
Kjernefunksjonen til boltede sinkanoder er de forhåndsborede bolthullene i anodehuset, eller den integrerte boltformede stålkjernen. Under installasjonen fester bolter og muttere anoden til det beskyttede metallet uten sveising, noe som gjør den egnet for bruksområder som krever periodisk utskifting, for eksempel ballasttanker på skip, flenser på ferskvannsrørledninger og avtakbare utstyrshus.
Anodelegemet kan være plateformet, blokkformet eller skiveformet. Ett til to bolthull er forboret i midten eller på kanten. Boltene er laget av rustfritt stål (304 eller 316) for å forhindre at korrosjon påvirker demonteringen. En ledende pakning (kobber eller grafitt) må installeres mellom anoden og det beskyttede metallet for å eliminere kontaktmotstand og sikre jevn strømledning.
Skiveformede boltede sinkanoder
- Diameter 200~500 mm, tykkelse 30~80 mm, senterbolthulldiameter 16~24 mm, nettovekt 5~30 kg, egnet for kondensatorer, varmevekslere, etc.
Blokkformede boltede sinkanoder
- 300 × 200 × 50 mm, 400 × 300 × 60 mm, dobbelt bolthulldesign på kanten, nettovekt 8 ~ 25 kg, egnet for rørstøtter, små stålkonstruksjoner.
- 500 × 300 × 70 mm, bolthulldiameter 20 mm, boltlengde i rustfritt stål 100 mm, nettovekt 32 kg, vanntrykkbestandig, slagfast.
Under installasjonen må boltene strammes for å sikre en tett passform mellom anoden og det beskyttede metallet; den ledende pakningen må være intakt og uskadet, og isolerende pakninger må ikke brukes som erstatning.
Sjøvanns sinkanoder
Sjøvanns-sinkanoder er spesialanoder designet for medier med høyt saltinnhold, som sjøvann og saltspray. De er en sentral brukskategori for sinkanoder, egnet for skip, offshoreplattformer, boreplattformer, havnestålpæler, sjøvannskondensatorer osv. Legeringssammensetningen og strukturdesignet er optimalisert for jevn oppløsning i miljøer med høy ionkonsentrasjon, noe som forhindrer lokalisert gropkorrosjon.
Prestasjonsoptimalisering
Aluminiuminnholdet i legeringen er kontrollert til 0.3 %–0.5 %, og kadmiuminnholdet til 0.04 %–0.07 %, noe som sikrer at det ikke forekommer passivering i sjøvann med høy strømningshastighet og høyt saltinnhold. Strømeffektivitet ≥95 %, åpen kretspotensial stabilt ved -1.05 V–1.09 V (CSE), faktisk kapasitans ≥780 Ah/kg, forbruk ≤11.88 kg/(År).
Structure
For det meste blokk-, plate- eller stripeformet. Noen er uregelmessig formet (f.eks. dråpeformet, segmentert) for å tilpasse seg ulike marine strukturer.
- Sjøvannszinkanoder for offshoreplattformer: 1200×(120+140)×150 mm, sveisebeinlengde 1000 mm, nettovekt 150 kg, motstandsdyktig mot sjøvannshastighet ≤5 m/s, og motstandsdyktig mot bølgeslag;
- Sjøvannszinkanoder for havnestålpæler: 1000 × 100 × 100 mm, stripeformet sveiset type, nettovekt i ett stykke 60 kg, plassert 2 ~ 3 m fra hverandre;
- Dråpeformede sjøvannszinkanoder: lengde 500~800 mm, maksimal diameter 150 mm, integrert sveiseben, nettovekt 15~35 kg, egnet for uregelmessig formede konstruksjoner som skipspropeller og rorblad.
Under installasjon må du holde deg unna området med bunnstoff på skroget for å unngå passivering av anoden forårsaket av giftige stoffer i bunnstoffet. I havområder med høy hastighet (som sund og elvemunninger) må antallet anoder økes for å kompensere for strømtap forårsaket av for høy strømningshastighet. Rengjør regelmessig anodeoverflaten på marine organismer (som rur og skalldyr) for å forhindre biologisk adhesjon og anodedekking.
Ferskvanns sinkanode
Ferskvannszinkanoder er egnet for medier med lavt saltinnhold og lav ledningsevne, som elver, innsjøer, reservoarer og drikkevannsrørledninger. På grunn av den lave ionkonsentrasjonen og den høye motstanden i ferskvann, krever sinkanoden optimaliserte legeringsforhold for å forbedre aktiveringen og forhindre passivering. Den er egnet for applikasjoner som ferskvannsrørledninger, hydrauliske porter, stålkonstruksjoner for vannkraftverk og ferskvannstanker.
Prestasjonsoptimalisering
Aluminiuminnholdet er litt høyere enn for sjøvannsanoder, kontrollert til 0.4 %–0.5 % for å forbedre aktiveringen. Kadmiuminnholdet er 0.03 %–0.06 %, strømeffektivitet ≥80 %, åpen kretspotensial -1.03 V–1.07 V (CSE), faktisk kapasitet ≥680 Ah/kg, forbruk ≤13.5 kg/(A・År); noen ferskvannsanoder kan ha spormengder av tinn (Sn≤0.02 %) tilsatt for å forbedre oppløsningens jevnhet i bløtt vann.
Structure
For det meste stangformet eller blokkformet, noe som letter installasjon på innerveggen av rør eller i slusespor.
- **Stavformede sinkanoder for ferskvannsrørledninger:** Diameter 30–60 mm, lengde 500–1000 mm, gjengede eller sveisede ender, nettovekt 3–12 kg, egnet for DN100–DN1000 rør;
- **Hydrauliske portblokkformede ferskvanns-sinkanoder:** 600 × 400 × 80 mm, boltfestet type, nettovekt 45 kg, motstandsdyktig mot nedsenking i ferskvann og motstandsdyktig mot slamslitasje;
- **Drikkevannstank med sinkanoder for ferskvann:** 400 × 300 × 50 mm, blyfri og kvikksølvfri miljøvennlig formel, oppfyller hygienestandarder for drikkevann, nettovekt 28 kg.
I bløtt vann (hardhet < 50 mg/L) kreves det en liten mengde pakkemateriale (gipspulver) for å øke den lokale ionkonsentrasjonen. Installasjonsstedet må unngå døde hjørner i rørledningen for å sikre vannsirkulasjon og forhindre at stillestående vannområder rundt anoden forårsaker passivering. Anoder som brukes i drikkevannssystemer må bestå hygiene- og sikkerhetstester for å forhindre utfelling av skadelige urenheter.
Jordsinkanoder
Jordsinkanoder er egnet for underjordiske metallkonstruksjoner som nedgravde rørledninger, underjordiske lagringstanker, stålkonstruksjoner i undergrunnstunneler og fundamenter for bropeler. På grunn av store svingninger i jordresistivitet og ujevn dielektrisk fordeling, er anodene ofte forhåndspakket og brukt med fyllmateriale for å redusere kontaktmotstand. De er kun egnet for miljøer med lav resistivitet med jordresistivitet < 15 Ω·m. For jord med høy resistivitet bør magnesiumanoder brukes i stedet.
Prestasjonsoptimalisering
Legeringselementene er strengt kontrollert for urenhetsinnhold (Fe ≤ 0.003 %, Cu ≤ 0.003 %) for å unngå selvkorrosjon forårsaket av mikroorganismer i jorden. Strømeffektivitet ≥ 65 %, åpen kretspotensial ≤ -1.05 V (CSE), faktisk kapasitans ≥ 530 Ah/kg, og forbruksrate ≤ 17.25 kg/(År).
Structure
Primært forhåndspakkede stavformede eller blokkformede anoder. Den forhåndspakkede anoden inkluderer anodehuset, fyllmaterialet, den ledende kabelen og den fuktsikre tetningsposen. Vanlige spesifikasjoner (ZP-serien).
- ZP-1 Type jordsinkanode: 1000×(78+88)×85 mm, stålbenlengde 700 mm, nettovekt 49 kg, fyllmateriale 50 kg (gips:natriumsulfat = 7:3), kabellengde 3 m;
- ZP-2 type jordsinkanode: 1000 × (65 + 75) × 65 mm, nettovekt 32 kg, fyllmateriale 45 kg, egnet for vannforsyning og dreneringsrør;
- ZP-3 type jordsinkanode: 800 × (60 + 80) × 65 mm, nettovekt 24.5 kg, egnet for små nedgravde stålkonstruksjoner;
- ZP-8 type jordsinkanode: 600 × (40 + 48) × 45 mm, nettovekt 8.7 kg, egnet for grunt nedgravde rørledninger.
Nedgravningsdybde ≥1 m, vertikal avstand fra nedgravd rørledning 0.5~1.5 m, unngå parallell anordning med rørledningen; fyllmaterialet må vikle anoden jevnt, og skade eller eksponering er forbudt; etter sveising av kabelen til rørledningen er det nødvendig med korrosjonsbeskyttelse for å forhindre korrosjon av kabelforbindelsen.
Sinkanoder for skipsskrog
Sinkanoder for skipsskrog er spesialanoder designet spesielt for skip, egnet for skrogskall, ballasttanker, sjøvannskjølesystemer, rorsystemer, propeller og andre komponenter. De må samtidig oppfylle flere krav, inkludert motstand mot sjøvannskorrosjon, motstand mot bølgeslag, kompatibilitet med bunnstoffmaling og ingen risiko for hydrogenforsprøing, noe som gjør dem til et kjernemateriale for korrosjonsbeskyttelse på skip.
- Sinkanoder for skipsskrog: Plateformet sveiset type, dimensjoner 700 × 300 × 80 mm, 900 × 400 × 100 mm, sveisebena er av flatt stål, nettovekt 35 ~ 80 kg, jevnt fordelt langs den ytre skrogplaten, avstand 1.5 ~ 2 m;
- Sinkanoder for ballasttanker: Boltet type, 500 × 300 × 70 mm, bolter i rustfritt stål, nettovekt 32 kg, motstandsdyktig mot vanntrykk og lastpåvirkning;
Skroganodene må installeres under vannlinjen for å unngå passivering forårsaket av eksponering for vannoverflaten. Når de er koblet til skrogkonstruksjonen i aluminium, må det installeres isolerende pakninger for å forhindre galvanisk korrosjon mellom sink og aluminium. Den gjenværende mengden anoder bør kontrolleres regelmessig, og når anodene er forbrukt til 1/3 av sin opprinnelige vekt, må de byttes ut i tide for å unngå skrogkorrosjon.
Standarder for offeranode av sink
Produksjon, kvalitetsinspeksjon og bruk av sinkofferanoder må overholde autoritative standarder. Internasjonale standarder er primært basert på American Society for Testing and Materials (ASTM). Noen bruksområder krever også samsvar med standarder fra petroleumsindustrien (SY).
ASTM F1182-07 (2023)
《Standardspesifikasjon for anoder, offersinklegering》: Den internasjonalt anerkjente standarden for offeranoder av sink. Publisert av ASTM og sist revidert i 2023, klassifiserer den sinkanoder i kategori 1 (kjerneanoder, som sveisebein og boltkjerner) og kategori 2 (kjerneløse anoder, som stenger og plater). Den deler videre inn typene og spesifikasjonene for spesialiserte anoder for bruksområder som skipsskrog, ubåter og varmevekslere.
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.
«Katodisk beskyttelse av stål i sjøvann og i salt- eller brakkvann» er en internasjonal standard for katodisk beskyttelse av stål i sjøvann og saltvann. Den supplerer kravene til plasseringstetthet av sinkanoder, levetidsberegning og systemkompatibilitet i marine miljøer.
Spesifikasjoner for vanlige sinkofferanoder
Skipsanode (enkeltkjerne)
| Modell | Standardstørrelse/mm | Kjernestørrelse/mm | Nettovekt /kg | Bruttovekt /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 |
Skipsanode (dobbel kjerne)
| Modell | Standardstørrelse/mm | Kjernestørrelse/mm | Nettovekt /kg | Bruttovekt /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 |
Skipsanode (boltet type)
| Modell | Standardstørrelse/mm | Kjernestørrelse/mm | Nettovekt /kg | Bruttovekt /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 |
Anode for ballastvanntanker
| Modell | Standardstørrelse/mm | Kjernestørrelse/mm | Nettovekt /kg | Bruttovekt /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 |
Anode for marin struktur
| Modell | Standardstørrelse/mm | Gjenget kjernestørrelse /mm | Størrelse på flat kjerne/mm | Nettovekt /kg | Bruttovekt /kg | |||||
| A×(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 |
Kjølesystemanode (stripetype)
| Modell | Standardstørrelse/mm | Kjernestørrelse/mm | Nettovekt /kg | Bruttovekt /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 |
Kjølesystemanode (skivetype)
| Modell | Standardstørrelse/mm | Kjernestørrelse/mm | Nettovekt /kg | Bruttovekt /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 |
Tankens interne anode
| Modell | Standardstørrelse/mm | Kjernestørrelse/mm | Nettovekt /kg | Bruttovekt /kg | ||
| A×(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 |
Nedgravd rørledningsanode
| Modell | Standardstørrelse/mm | Kjernestørrelse/mm | Nettovekt /kg | Bruttovekt /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 |
Konklusjon
Sinkofferanoder, som kjernematerialet i katodisk beskyttelsesteknologi, spiller en uerstattelig rolle i korrosjonsbeskyttelse innen marinteknikk, skipsbygging, nedgravde rørledninger og vannforsyningsanlegg på grunn av fordelene med stabil elektronegativitet, høy strømeffektivitet, enkel installasjon og bred anvendelse. Garantien for kjerneytelsen avhenger av det nøyaktige forholdet mellom sink-aluminium-kadmiumlegering og streng kontroll av urenheter som jern, kobber og bly. Viktige elektrokjemiske indikatorer som åpen kretspotensial, driftspotensial og strømeffektivitet er avgjørende for å differensiere kompatibilitet med ulike medier.
