Przykręcane anody cynkowe stanowią ważną kategorię cynkowych anod protektorowych . W przeciwieństwie do anod spawanych lub bransoletowych, uzyskują one połączenie elektryczne z chronionym metalem za pomocą śrub. W środowisku elektrolitycznym cynkowa anoda protektorowa preferencyjnie utlenia się i rozpuszcza, zapewniając ciągły prąd ochrony katodowej stali i innych konstrukcji, zapobiegając w ten sposób korozji galwanicznej. Są one szeroko stosowane w rurociągach podziemnych, zbiornikach balastowych statków, platformach wiertniczych, systemach chłodzenia elektrowni jądrowych i jednostkach wojskowych. Wstitanium jest wiodącym producentem i fabryką przykręcanych cynkowych anod protektorowych w Chinach.
Kategorie anod ofiarnych cynkowych mocowanych śrubami
Kategorie cynkowych anod protektorowych przykręcanych do podłoża opierają się przede wszystkim na składzie stopu, kształcie strukturalnym i środowisku zastosowania. Różne rodzaje anod wykazują znaczne różnice pod względem właściwości elektrochemicznych, właściwości mechanicznych i przydatności do różnych zastosowań. Cynkowe anody protektorowe przykręcane do podłoża bazują na czystym cynku z dodatkiem pierwiastków takich jak glin (Al) i kadm (Cd), co optymalizuje właściwości elektrochemiczne i ogranicza szkodliwy wpływ zanieczyszczeń. Obecnie najpopularniejszym typem anody jest anoda Zn-Al-Cd, która stanowi również podstawową kategorię, wyraźnie zdefiniowaną w normach międzynarodowych.

Przykręcana anoda z czystego cynku
Zawartość cynku ≥99.99%, zawierający jedynie śladowe ilości zanieczyszczeń, takich jak żelazo, ołów i kadm (każde zanieczyszczenie ≤0.005%, łączna zawartość zanieczyszczeń ≤0.01%). Posiada stosunkowo ujemny potencjał elektrochemiczny, zapewnia słaby prąd wyjściowy i rozpuszcza się równomiernie. Produktem korozji jest luźny tlenek cynku, ale wydajność prądowa jest stosunkowo niska (około 60%–70%). Nadaje się głównie do środowisk słabo korozyjnych, takich jak woda słodka i słonawa o niskim zasoleniu, i jest często stosowany do ochrony statków żeglugi śródlądowej i rurociągów słodkowodnych.

Anody cynkowe Zn-Al-Cd
Zawierając 0.3%~0.6% Al i 0.05%~0.12% Cd, z pozostałością cynku i śladowymi zanieczyszczeniami, jest to najszerzej stosowany typ przykręcanej anody cynkowej. Al uszlachetnia ziarno anody i poprawia jej wytrzymałość mechaniczną; Cd zmniejsza stopień polaryzacji anody i zapobiega pasywacji. Ten typ anody charakteryzuje się doskonałą wydajnością prądową w wodzie morskiej, słonawej i glebie o niskiej rezystywności. Jej wydajność prądowa wynosi ≥95% w wodzie morskiej i ≥65% w glebie, co czyni ją odpowiednią do konwencjonalnych środowisk korozyjnych.

Anody cynkowe Zn-Al-Ma
Bez kadmu. Jej główne składniki to cynk (93%–96%), aluminium (0.5%–3%) i magnez (0.5%–1.5%). Niektóre produkty mogą zawierać śladowe ilości pierwiastków ziem rzadkich (≤0.1%) w celu optymalizacji wydajności. Pierwiastki ziem rzadkich uszlachetniają strukturę ziarna, a wydajność prądowa może sięgać ponad 90%. Ten typ anody nadaje się do stosowania w szczególnie agresywnych środowiskach, takich jak woda morska o niskiej temperaturze i środowiska o wysokiej rezystywności. Stanowi ważną, przyjazną dla środowiska alternatywę dla anod ze stopu cynku, aluminium i kadmu.
Konstrukcja przykręcanych anod cynkowych protektorowych musi być dostosowana do połączenia śrubowego. Jej główne elementy obejmują korpus anody cynkowej oraz zintegrowaną konstrukcję śruba/otwór. Różne konstrukcje anod oferują korzyści pod względem powierzchni styku, rozkładu prądu i kompatybilności z przestrzenią montażową.

Płaska płyta, przykręcana anoda cynkowa
Korpus anody to prostokątna, płaska płyta z 1 do 4 otworami na śruby wywierconymi na powierzchni lub śruby ze stali nierdzewnej wtopione bezpośrednio w anodę jako końcówki łączące. Grubość anody wynosi zazwyczaj 20–100 mm. Charakteryzuje się dużą powierzchnią styku i równomiernym rozkładem prądu, dzięki czemu nadaje się do stosowania na wewnętrznych ścianach zbiorników, grodziach statków, platformach konstrukcji stalowych itp.

Blokowa anoda cynkowa do przykręcania
Korpus anody ma kształt sześciennego lub prostokątnego bloku, o mniejszej objętości w porównaniu z anodą płytową. Śruby są odlane na jednym lub obu końcach. Charakteryzuje się wysoką wytrzymałością mechaniczną i dobrą odpornością na uderzenia, dzięki czemu nadaje się do ochrony w środowiskach narażonych na drgania (takich jak okolice śrub napędowych statków i obudów pomp).

Śruba w kształcie dysku z anodą cynkową
Korpus anody to okrągły dysk z wywierconym w środku otworem na śrubę. Jego grubość waha się od 15 do 50 mm, a średnica od 50 do 300 mm. Cechuje go zwarty kształt i równomierny, promieniowy rozkład prądu, dzięki czemu nadaje się do ochrony elementów okrągłych, takich jak kolanka rurowe, zawory i wymienniki ciepła.

Śruba o nieregularnym kształcie, anoda cynkowa
Dostosowane do konkretnego kształtu chronionej konstrukcji, np. łukowego, trapezowego lub klinowego. Położenie i liczba śrub są dobierane indywidualnie do konstrukcji, co umożliwia ochronę w niestandardowych sytuacjach, takich jak konstrukcje stalowe o nieregularnych kształtach i obudowy urządzeń precyzyjnych.
W zależności od rodzaju środowiska korozyjnego, cynkowe anody protektorowe typu śrubowego klasyfikuje się na anody morskie, glebowe i słodkowodne. Różne typy anod projektuje się poprzez dobór składników stopu i konstrukcji, aby dopasować je do charakterystyki rezystywności i stężenia jonów danego medium, zapewniając optymalną ochronę w danym środowisku.

Medium wody morskiej
Nadaje się do środowisk o wysokim stężeniu elektrolitów, takich jak woda morska, woda słonawa i słone błoto. Skład stopu został zaprojektowany zgodnie z wymaganiami normy ASTM B418 typu I. Potencjał roboczy jest regulowany w zakresie -1.05~-1.08 V (w odniesieniu do Cu/CuSO₄), z równomiernym rozpuszczaniem powierzchni i łatwym usuwaniem produktów korozji. Stop nadaje się do zastosowań w inżynierii morskiej, na statkach, w systemach chłodzenia wodą morską itp.

Podłoże glebowe
Nadaje się do środowisk glebowych o niskiej rezystancji <15 Ω·m. Niektóre gotowe zestawy zawierają kompozyt gipsowo-bentonitowo-siarczanowy (SSO₄) w celu zmniejszenia rezystancji kontaktu z glebą, o potencjale roboczym ≤-1.03 V (względem Cu/CuSO₄). Nadaje się do rurociągów podziemnych, zbiorników magazynowych itp.

Średnia woda słodka
Nadaje się do środowisk o niskim stężeniu jonów chlorkowych, takich jak woda słodka i słonawa. Ścisła kontrola zawartości zanieczyszczeń zapobiega pasywacji anody, osiągając sprawność prądową ≥ 70%. Nadaje się do ochrony zbiorników magazynowych wody słodkiej, systemów chłodzenia wody słodkiej, statków żeglugi śródlądowej itp.
Specyfikacje anod ofiarnych cynkowych przykręcanych
Specyfikacje cynkowych anod protektorowych typu śrubowego stanowią podstawę projektowania inżynierskiego, obejmując przede wszystkim specyfikacje składu chemicznego, parametry elektrochemiczne, wymiary geometryczne i wagę oraz parametry mechaniczne. Wszystkie parametry specyfikacji muszą spełniać wymagania odpowiednich norm.
Pierwiastki chemiczne
Pierwiastki chemiczne cynkowych anod protektorowych typu śrubowego determinują ich właściwości elektrochemiczne. Kluczowe wymagania to ścisła kontrola zawartości szkodliwych zanieczyszczeń oraz precyzyjna kontrola proporcji pierwiastków stopowych. Stop trójskładnikowy Zn-Al-Cd jest powszechnie stosowanym systemem, a jego specyfikacje dotyczące składu chemicznego muszą być zgodne z normami takimi jak ASTM B418-12 i MIL-DTL-18001.
- Tabela 1. Specyfikacje składu chemicznego (%) anod galwanicznych cynkowych typu śrubowego (Zn-Al-Cd)
| Standardy | Aluminium (Al) | Kadm (Cd) | Żelazo (Fe) | Miedź (Cu) | Ołów (Pb) | Krzem (Si) | Cynk (Zn) | Pozostałe |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| GB / T 4950-2002 | 0.3 ~ 0.6 | 0.05 ~ 0.12 | ≤ 0.005 | ≤ 0.005 | ≤ 0.006 | ≤ 0.125 | Reszta | ≤ 0.15 |
| ASTM B418-12 Typ I | 0.1 ~ 0.5 | 0.025 ~ 0.07 | ≤ 0.005 | ≤ 0.005 | ≤ 0.006 | ≤ 0.08 | Reszta | ≤ 0.10 |
| MIL-DTL-18001 | 0.1 ~ 0.5 | 0.025 ~ 0.07 | ≤ 0.003 | ≤ 0.003 | ≤ 0.004 | ≤ 0.05 | Reszta | ≤ 0.08 |
← Przesuń w lewo/prawo, aby zobaczyć całą tabelę →
Uwaga : Szkodliwe zanieczyszczenia, takie jak Fe, Cu i Pb, mogą tworzyć mikrobaterie z cynkiem, przyspieszając samorozpuszczanie anodowe i zmniejszając wydajność prądową. Dlatego wszystkie normy ściśle ograniczają ich zawartość; normy wojskowe mają najsurowsze wymagania dotyczące kontroli zanieczyszczeń i nadają się do zastosowań wymagających wysokiej niezawodności.
Wydajność elektrochemiczna
Parametry elektrochemiczne są kluczowym wskaźnikiem technicznym cynkowych anod protektorowych typu śrubowego i bezpośrednio określają skuteczność ochrony katodowej. Obejmują one przede wszystkim potencjał obwodu otwartego, potencjał roboczy, rzeczywistą pojemność, tempo zużycia i wydajność prądową. Parametry te różnią się znacznie w zależności od środowiska (woda morska, gleba).
- Tabela 2. Specyfikacje wydajności elektrochemicznej
| Właściwość | Stan | GB / T 4950-2002 | ASTM B418-12 | MIL-DTL-18001 |
|---|---|---|---|---|
| Potencjał obwodu otwartego (V) | Woda morska (1mA/cm²) | -1.09 ~ -1.05 | -1.06 ~ -1.03 | -1.07 ~ -1.04 |
| Potencjał operacyjny (V) | Woda morska (1mA/cm²) | -1.05 ~ -1.08 | -1.05 ~ -1.07 | -1.06 ~ -1.08 |
| Rzeczywista pojemność (Ah/kg) | Woda morska (1mA/cm²) | ≥780 | ≥790 | ≥800 |
| Wskaźnik zużycia (kg/(A·a)) | Woda morska (1mA/cm²) | ≤ 11.23 | ≤ 11.0 | ≤ 10.8 |
| Sprawność prądowa (%) | Woda morska (1mA/cm²) | ≥95 | ≥95 | ≥96 |
| Potencjał obwodu otwartego (V) | Gleba (0.03 mA/cm²) | ≤-1.05 | ≤-1.04 | ≤-1.05 |
| Potencjał operacyjny (V) | Gleba (0.03 mA/cm²) | ≤-1.03 | ≤-1.02 | ≤-1.03 |
| Rzeczywista pojemność (Ah/kg) | Gleba (0.03 mA/cm²) | ≥530 | ≥540 | ≥550 |
| Wskaźnik zużycia (kg/(A·a)) | Gleba (0.03 mA/cm²) | ≤ 17.25 | ≤ 17.0 | ≤ 16.8 |
| Sprawność prądowa (%) | Gleba (0.03 mA/cm²) | ≥65 | ≥66 | ≥68 |
| Wydajność rozpuszczania | Woda morska / Gleba | Jednorodne rozpuszczenie, produkty korozji łatwo spaść. |
Jednorodne rozpuszczenie, nie pasywacja. |
Jednorodne rozpuszczenie, nie wżery. |
← Przesuń w lewo/prawo, aby zobaczyć całą tabelę →
Uwaga: Wszystkie potencjały odnoszą się do elektrody odniesienia z miedzi/siarczanu miedzi (Cu/CuSO₄); wydajność prądowa odnosi się do stosunku rzeczywistego ładunku wyjściowego anody do teoretycznej pojemności ładunku. Jest to kluczowy wskaźnik pomiaru wykorzystania anody.
Wymiary geometryczne i waga
Wymiary geometryczne przykręcanej anody cynkowej muszą być zaprojektowane w powiązaniu z aktualnymi wymaganiami chronionej konstrukcji i dostępną przestrzenią montażową. Obejmuje to przede wszystkim wymiary korpusu anody, specyfikację śrub/otworów na śruby oraz całkowitą masę.
- Tabela 3: Specyfikacje anod ofiarnych cynkowych typu śrubowego do rurociągów podziemnych
| Model | Oś (B1+B2)×C (mm) | Rozmiar otworu na śrubę / Specyfikacja śruby (mm) |
Waga netto (kg) | Waga brutto (kg) | Odpowiedni zbiornik Objętość (m³) |
|---|---|---|---|---|---|
| ZC-1 | 750×(115+135)×130 | M16, 4 otwory | 82 | 85 | ≥10000 |
| ZC-2 | 500×(115+135)×130 | M16, 2 otwory | 55 | 56 | 5000-10000 |
| ZC-3 | 500×(115+135)×100 | M16, 2 otwory | 39 | 40 | 1000-5000 |
| ZC-4 | 300×(105+135)×100 | M12, 2 otwory | 24.6 | 25 | ≤ 1000 |
← Przesuń w lewo/prawo, aby zobaczyć całą tabelę →
- Tabela 4: Specyfikacje anod ofiarnych cynkowych typu śrubowego do zastosowań w inżynierii morskiej
| Model | A×(B1+B2)×C (mm) | Specyfikacja śruby (mm) | Rozmiar stopy żelaznej (mm) | Waga netto (kg) | Waga brutto (kg) | Średnica rury odpowiednia (mm) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ZP-1 | 1000×(78+88)×85 | M16 | 700 × 16 | 49 | 50 | ≥800 |
| ZP-3 | 800×(60+80)×65 | M12 | 600 × 12 | 24.5 | 25 | 400-800 |
| ZP-5 | 650×(58+64)×60 | M12 | 400 × 12 | 17.6 | 18 | 200-400 |
| ZP-8 | 600×(40+48)×45 | M10 | 360 × 10 | 8.7 | 9 | ≤ 200 |
← Przesuń w lewo/prawo, aby zobaczyć całą tabelę →
- Tabela 5: Specyfikacje anod ofiarnych cynkowych typu śrubowego do inżynierii morskiej
| Model | Specyfikacja anody A×B×C (mm) |
Specyfikacja śruby (mm) | Rozmiar stopy pręta zbrojeniowego (mm) | Waga netto (kg) | Waga brutto (kg) | Scenariusz aplikacji |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ZT-1 | 1000 × 200 × 100 | M20, 2 śruby | 1000 × 20 | 65 | 67 | Platformy offshore |
| ZT-3 | 800 × 150 × 80 | M18, 2 śruby | 800 × 18 | 38 | 39 | Grodzie okrętowe |
| ZT-5 | 500 × 100 × 60 | M16, 1 śruba | 600 × 16 | 15 | 15.5 | Chłodziarki z wodą morską |
← Przesuń w lewo/prawo, aby zobaczyć całą tabelę →
Właściwości mechaniczne
Przykręcana cynkowa anoda protektorowa musi posiadać wystarczającą wytrzymałość mechaniczną, aby wytrzymać naprężenia mechaniczne występujące w transporcie, instalacji i środowisku serwisowym. Główne właściwości mechaniczne obejmują wytrzymałość odlewu, wytrzymałość na ściskanie i udarność, a szczegółowe wymagania przedstawiono w tabeli 6.
- Tabela 6: Śruby Anoda ofiarna cynkowa: Właściwości mechaniczne Specyfikacje
| Właściwość | Test Pozycja | Standardowe | Numer Referencyjny |
|---|---|---|---|
| Siła rzutu | Żelazna stopa / śruba i złącze odlewnicze anody |
Siła rozciągająca ≥30kN, nie świetny |
GB / T 10123-2022 |
| Wytrzymałość na ściskanie | Korpus anody | ≥120 MPa | GB / T 231.1-2018 |
| Odporność na uderzenia | Normalna temperatura, energia uderzenia 10J |
Korpus anody: bez pęknięć, bez odpryskiwanie |
GB / T 229-2020 |
| Wytrzymałość połączenia śrubowego | Po dokręceniu śruby | Moment obrotowy ≥200 N·m, nie potknięcie się |
GB / T 3098.1-2010 |
← Przesuń w lewo/prawo, aby zobaczyć całą tabelę →
Normy dla anod ofiarnych cynkowych do śrub
Produkcja, kontrola jakości i zastosowanie cynkowych anod protektorowych typu śrubowego muszą być zgodne z surowymi normami technicznymi. Obecny system norm obejmuje głównie normy chińskie, międzynarodowe i wojskowe. Normy międzynarodowe opierają się przede wszystkim na normach Amerykańskiego Towarzystwa Badań i Materiałów (ASTM), DNV GL (Det Norske Veritas Germanischer Lloyd) oraz Narodowego Stowarzyszenia Inżynierów Korozyjnych (NACE). Normy wojskowe reprezentowane są przez normy serii MIL wydane przez Departament Obrony Stanów Zjednoczonych (DOD). Wszystkie normy jasno określają skład chemiczny, parametry elektrochemiczne, dokładność wymiarową, metody badań oraz wymagania dotyczące pakowania cynkowych anod protektorowych typu śrubowego.
Chińskie standardy
Podstawowymi chińskimi normami dotyczącymi cynkowych anod protektorowych typu śrubowego są normy krajowe i normy przemysłu petrochemicznego. Normy krajowe określają ogólne wymagania techniczne dla anod protektorowych ze stopu cynku. Normy branżowe określają szczegółowe wymagania dla konkretnych scenariuszy zastosowań (takich jak rurociągi podziemne i inżynieria morska).
Jest to podstawowa norma krajowa dla anod protektorowych ze stopów cynku w Chinach, obejmująca wymagania techniczne dla wszystkich anod protektorowych ze stopów cynku, w tym anod śrubowych. Określa ona skład chemiczny anod Zn-Al-Cd, parametry elektrochemiczne, wymiary geometryczne, metody badań, zasady kontroli oraz wymagania dotyczące pakowania, znakowania i transportu. Jej wskaźniki parametrów elektrochemicznych są zasadniczo zgodne z normą ASTM B418-12 typu I.
SY/T 0019-2019 „Ochrona katodowa zakopanych anod ofiarnych”
Norma ta jest normą dla przemysłu petrochemicznego. Określa szczegółowe wymagania dotyczące doboru, projektowania, instalacji i testowania cynkowych anod protektorowych typu śrubowego, stosowanych w podziemnych rurociągach stalowych, określając odstępy między anodami, współczynnik materiału zasypki oraz potencjalne normy testowania w środowisku glebowym. Norma ta stanowi podstawę projektowania w inżynierii ochrony katodowej rurociągów podziemnych.
CB/T 3241-2013 „Okrętowe anody ofiarne ze stopu cynku”
Jest to norma przemysłu stoczniowego, mająca zastosowanie do cynkowych anod protektorowych typu śrubowego do statków i zastosowań morskich. Określa ona wymagania eksploatacyjne, metody instalacji i metody testowania anod w środowisku morskim, dostosowując się do potrzeb ochrony grodzi statków, zbiorników balastowych i innych zastosowań.
Międzynarodowe standardy wdrażania
Międzynarodowe normy dotyczące cynkowych anod protektorowych typu śrubowego opierają się przede wszystkim na normach wydanych przez kraje europejskie i amerykańskie oraz organizacje międzynarodowe, obejmujących materiały anodowe, projektowanie, instalację i testowanie systemów ochrony katodowej. Ich podstawowe normy są uznawane przez większość krajów i regionów na całym świecie i mają kluczowe znaczenie dla zastosowań inżynieryjnych za granicą.
Ta podstawowa norma, opublikowana przez Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów (ASTM), jest jedną z najbardziej wiarygodnych norm na świecie dotyczących produkcji i stosowania cynkowych anod protektorowych. Norma klasyfikuje cynkowe anody protektorowe na typ I i typ II. Anody typu I spełniają wymagania dotyczące składu chemicznego określone w normie MIL-A-18001K i nadają się do stosowania w mediach takich jak woda morska i muł słonej wody. Określa ona dokładność otworów na śruby, wytrzymałość odlewu oraz metody badania właściwości elektrochemicznych anod typu śrubowego.
ASTM F1182-07 (2019) „Anody, stop cynku ofiarnego”
Niniejsza norma ASTM została opracowana specjalnie dla cynkowych anod protektorowych stosowanych w statkach i inżynierii morskiej. Klasyfikuje ona anody śrubowe do klasy 1 (z rdzeniem odlewanym) i klasy 2 (bez rdzenia). Określa ona wymagania konstrukcyjne i możliwe scenariusze (takie jak kadłuby statków, okręty podwodne i wymienniki ciepła) dla różnych typów anod śrubowych, a także określa normy materiałowe i wytrzymałościowe dla śrub ze stali nierdzewnej.
DNVGL-RP-B401-2017 „Projekt ochrony katodowej”
Niniejsza norma branżowa, opublikowana przez DNVGL (Det Norske Veritas – Germanischer Lloyd), ma zastosowanie do projektowania ochrony katodowej w postaci anod protektorowych dla statków i stalowych konstrukcji offshore. Określa ona zasady doboru, metody rozmieszczenia oraz metody obliczania gęstości prądu dla skręcanych anod protektorowych cynkowych.
DNVGL-RP-F103-2016 „Ochrona katodowa rurociągów podmorskich”
Niniejsza norma DNVGL dotyczy ochrony katodowej rurociągów podmorskich. Określa ona szczegółowe przepisy dotyczące odstępów między instalacjami, wymagań dotyczących zasypki oraz badań eksploatacyjnych anod cynkowych skręcanych/obejmowanych, stosowanych w rurociągach podmorskich. Fragmenty tej normy zostały przyjęte przez chińską normę przemysłu naftowego SY/T 6878.
EN 12496-2013 „Anody galwaniczne do ochrony katodowej w wodzie morskiej i mule solnym”
Niniejsza norma europejska określa skład chemiczny, parametry elektrochemiczne oraz wymagania dotyczące montażu anod protektorowych cynkowych, aluminiowych i magnezowych w wodzie morskiej i mule solnym. Ma ona zastosowanie w inżynierii morskiej, budowie statków i innych projektach w Europie. Wymagania dotyczące dokładności połączeń śrubowych i ochrony antykorozyjnej dla skręcanych anod cynkowych muszą być zgodne z niniejszą normą.
AS 2239-2003 (R2016) „Anody galwaniczne (ofiarne) do ochrony katodowej”
Niniejsza australijska norma obejmuje kompleksowe wymagania techniczne dotyczące anod protektorowych cynkowych, aluminiowych i magnezowych. Obejmuje ona wymagania dotyczące materiału rdzenia anod skręcanych, składu materiału wypełniającego oraz konstrukcji anody wstępnie wypełnionej.
Normy wojskowe
Zastosowanie cynkowych anod protektorowych w sprzęcie wojskowym (takim jak statki, doki wojskowe i rurociągi obronne) wymaga niezwykle wysokiego poziomu niezawodności działania, długiej żywotności i odporności na zakłócenia. Siły zbrojne różnych krajów opracowały własne, specyficzne normy wojskowe. Normy serii MIL Departamentu Obrony USA są tego przykładem i stanowią podstawowe standardy wdrażania wojskowych cynkowych anod protektorowych na całym świecie.
Ta norma wojskowa, wydana przez Departament Obrony Stanów Zjednoczonych, wcześniej znana jako MIL-A-18001K, jest podstawową normą dla wojskowych anod protektorowych cynkowych i jest stosowana przez siły zbrojne w wielu krajach na całym świecie. Norma ta ściśle kontroluje zawartość szkodliwych zanieczyszczeń w stopie cynku (Fe, Cu i Pb ≤0.003%), wymagając siły odrywającej odlew ≥35 kN dla anod śrubowych i sprawności prądowej ≥96% w wodzie morskiej. Norma ta nadaje się do zastosowań wymagających wysokiej ochrony, takich jak okręty wojenne, okręty podwodne i inżynieria morska w obronie narodowej. Skład chemiczny anod typu I zgodnych z normą ASTM B418-12 w pełni spełnia wymagania tej normy.
MIL-DTL-24779C《Anody, stop aluminium ofiarnego》
Ta norma wojskowa dotycząca anod protektorowych ze stopów aluminium, również wydana przez Departament Obrony USA, jest stosowana łącznie z normą MIL-DTL-18001. Określa ona wymagania dotyczące połączeń elektrycznych w przypadku jednoczesnego stosowania anod cynkowych i anod ze stopów aluminium w celu zapewnienia ochrony i nadaje się do kompozytowych systemów ochrony katodowej dużych okrętów wojskowych.
- Tabela 7: Porównanie standardów w różnych systemach
| wskaźnik | (GB/T 4950-2002) | ASTM B418-12 Typ I | MIL-DTL-18001 |
|---|---|---|---|
| Zawartość żelaza (Fe) (%) | ≤ 0.005 | ≤ 0.005 | ≤ 0.003 |
| Zawartość miedzi (Cu) (%) | ≤ 0.005 | ≤ 0.005 | ≤ 0.003 |
| Wydajność prądowa w wodzie morskiej (%) | ≥95 | ≥95 | ≥96 |
| Rzeczywista pojemność w wodzie morskiej (Ah/kg) | ≥780 | ≥790 | ≥800 |
| Siła odrywająca odlew (kN) | ≥30 | ≥30 | ≥35 |
| Wydajność rozpuszczania | Jednorodne rozpuszczenie. | Jednorodne rozpuszczanie, brak pasywacji. | Jednorodne rozpuszczanie, brak wżerów, brak pasywacji. |
| Scenariusze zastosowań | Inżynieria lądowa i konwencjonalna. | Inżynieria lądowa i wodna na wysokim poziomie, inżynieria zagraniczna. | Sprzęt wojskowy, narodowa inżynieria obronna. |
← Przesuń w lewo/prawo, aby zobaczyć całą tabelę →
Zastosowania anod ofiarnych cynkowych typu śrubowego
Cynkowe anody protektorowe typu śrubowego są szeroko stosowane w różnych dziedzinach, w tym w inżynierii morskiej, petrochemii, budownictwie komunalnym, przemyśle stoczniowym i energetyce. Podstawową zasadą ich zastosowania jest możliwość stosowania w mediach o rezystywności ≤ 50 Ω·m i temperaturze pracy < 49°C.
Inżynieria morska to główny obszar zastosowań przykręcanych anod cynkowych. Środowisko morskie (woda morska, słone muły) charakteryzuje się wysokim stężeniem elektrolitu i wysoką zawartością jonów chlorkowych, co prowadzi do szybkiej korozji konstrukcji stalowych. Ze względu na wydajność prądową ≥95% i równomierne rozpuszczanie w wodzie morskiej, przykręcane anody cynkowe są preferowanym materiałem anodowym do konstrukcji stalowych w inżynierii morskiej.

- Rurociągi podmorskie: kolanka, zawory i złącza rurociągów podmorskich.
- Platformy wiertnicze: główne konstrukcje platform, zbiorniki balastowe, rurociągi naftowe, separatory wody morskiej itp.;
- Platformy wiatrowe na morzu: nogi platformy, konstrukcje pokładu, obudowy gondoli, systemy chłodzenia wodą morską itp.;
- Porty morskie i doki: stalowe pale dokowe, słupy cumownicze, stalowe konstrukcje mostów podejściowych, stalowe elementy odbojnic itp.;
Okrętownictwo
Stalowe konstrukcje statków ( łodzi ), takie jak kadłuby, grodzie i zbiorniki balastowe, są stale narażone na działanie wody morskiej i słonawej. Przykręcane anody cynkowe stały się głównym materiałem ochrony katodowej na statkach ze względu na łatwość montażu i dobrą odporność na wibracje.

- Statki wojenne: grodzie okrętowe, kadłuby okrętów podwodnych, obudowy urządzeń pokładowych, rurociągi wody morskiej itp.;
- Statki cywilne: zewnętrzne części kadłuba, zbiorniki wody balastowej, zbiorniki paliwa, chłodnice wody morskiej, obudowy pomp itp.;
- Statki żeglugi śródlądowej: dno kadłuba, grodzie, systemy chłodzenia wodą słodką itp.
Przemysł petrochemiczny
Cynkowe anody protektorowe typu śrubowego nadają się do ochrony katodowej wewnętrznych ścian zbiorników magazynowych, podziemnych elementów rurociągów oraz zewnętrznych powłok urządzeń rafineryjnych i chemicznych. Stosuje się je w połączeniu z systemami ochrony katodowej z prądem przyłożonym, tworząc kompozytowy system ochrony.

- Zbiorniki magazynowe: ściany wewnętrzne i dna stalowych zbiorników na olej, zbiorników na wodę i zbiorników magazynowych na surowce chemiczne;
- Rurociągi podziemne: kolanka, zawory, złącza itp. rurociągów podziemnych do transportu ropy naftowej, rafinowanej ropy naftowej i substancji chemicznych;
- Sprzęt rafineryjny i chemiczny: wymienniki ciepła, kondensatory, obudowy pomp, podpory reaktorów itp.
Inżynieria miejska
Anody ofiarne cynkowe typu śrubowego nadają się do ochrony katodowej sieci rurociągów zakopanych w glebie o niskiej rezystywności (<15 Ω·m), wewnętrznych ścian zbiorników oczyszczalni ścieków oraz stalowych podparć konstrukcyjnych mostów.

- Sieci rurociągów podziemnych: podziemne rurociągi stalowe do przesyłu wody wodociągowej, gazu ziemnego i ścieków;
- Obiekty kanalizacyjne: zbiorniki oczyszczalni ścieków, osadniki, stacje pomp;
- Mosty: Mosty miejskie, konstrukcje stalowe mostów transmorskich itp.
Wniosek
Cynkowe anody protektorowe, jako kluczowy element systemów ochrony katodowej, odgrywają niezastąpioną rolę w inżynierii morskiej, przemyśle stoczniowym, petrochemicznym, komunalnym, energetycznym i innych dziedzinach. Cynkowe anody protektorowe typu śrubowego: Głównym typem jest stop trójskładnikowy Zn-Al-Cd, klasyfikowany ze względu na strukturę na płytki, bloki, dyski i kształty nieregularne. Specyfikacje muszą być zgodne z normami takimi jak GB/T 4950-2002, ASTM B418-12 i MIL-DTL-18001, ze ścisłą kontrolą zawartości szkodliwych zanieczyszczeń, takich jak Fe, Cu i Pb. Nadają się do środowisk o niskiej rezystywności (≤50Ω·m) i temperaturze <49℃, takich jak woda morska, gleba i woda słodka.
Referencje
[1] ASTM B418-12 (2023), Odlewane i kute anody cynkowe galwaniczne [2]. West Conshohocken: ASTM International, 2023.
[3] MIL-DTL-18001, anody, stop cynku ofiarnego [S]. Waszyngton: Departament Obrony USA, 2021.
[4] DNVGL-RP-B401-2017, Projekt ochrony katodowej [S]. Oslo: DNVGL, 2017.
















