Koroze je jedním z největších nepřátel lodí a jejich strojů. Je to také nejtěžší nepřítel, se kterým musí bojovat lidé pracující na lodi.
Železo je jednou z látek, která se na lodi používá v hojném množství. Od hlavního tělesa lodi až po nejmenší zařízení používaná v provozu, železo je přítomno téměř ve všech typech zařízení používaných na lodi.
Železo je také nejnáchylnějším materiálem ke korozi, pokud přijde do styku se vzduchem a vodou. Loď je v neustálém kontaktu s vodou a vlhkým větrem, což ji činí velmi náchylnou ke korozi. Vnější část lodi (především trup) je neustále v kontaktu s vodou, což ji činí extrémně náchylnou ke korozi.
Pro ochranu mateřského materiálu se proto používají obětní anody.
V tomto článku se podíváme na fungování obětních anod na lodi.
Je třeba poznamenat, že obětní anody, které chrání mateřský materiál, by měly ležet výše v elektromotorické řadě galvanické řady kovů.
Obětní anody:
Kovové pásy kovů nejvyššího řádu v reakční řadě slouží jako anody a instalují se pro katodovou ochranu. Nazývají se obětní anody.
Například zinek lze s výhodou použít k účelu obětní anody pro hliník i železo v procesu elektrolýzy.
Anoda se dělí na dvě části, a to anodovou vložku a anodové těleso.
Z těchto dvou částí se ta, která slouží jako anoda v procesu elektrolýzy, označuje jako anodové těleso, zatímco druhá se nazývá anodová vložka, která se používá k bezpečnému upevnění anody k mateřskému povrchu pomocí držáků, šroubů nebo sváru.
Mateřský povrch je povrch, který má být chráněn proti korozi. Obecně lze říci, že část lodi, která má být chráněna proti korozi, se nazývá mateřský povrch nebo katoda, zatímco krycí materiál s vyšší reaktivitou na části lodi, který funguje jako anoda, se označuje jako obětní anoda.
Klasifikace anod
Anody se dělí do kategorií podle různých parametrů. Podle klasifikace anod na základě jejich tvaru existuje šest typů:
- Anody ploché nebo ve tvaru kvádru
- Anody ve tvaru slzy
- Anody válcové nebo poloválcové
- Anody ve tvaru disku
- Anody náramkové a trubkové
Podle velikosti anod mohou být dva typy – anody malých rozměrů a anody velkých rozměrů.
Na základě materiálu – anody jsou zinkové anody a hliníkové anody, které jsou preferovány v námořním průmyslu.
Na základě způsobu montáže anod – existují zapuštěné anody nebo štíhlé anody nebo někdy jen stojanové anody. Různé tvary anod jsou použitelné v různých situacích.
O tvaru anody lze rozhodnout na základě faktorů, jako je tvar chráněného zařízení nebo části, dostupnost prostoru a snadnost instalace, přístupnost různých tvarů v různých podmínkách atd.
Například válcové potrubí se chrání pomocí válcových nebo zvonovitých anod.
Zajištění anody
Anodu lze zajistit nebo připevnit k povrchu, který má být chráněn, třemi běžnými způsoby, kterými jsou: pomocí šroubu; sváry nebo s použitím konzol či úvazků.
Z těchto tří způsobů je svařování nejefektivnější metodou, která dokáže zachovat maximální elektrickou kontinuitu a zůstává v nejtěsnějším kontaktu s mateřským povrchem.
V místech, která nejsou přístupná svařování, se však používá šroubové a konzolové spojení. Další výhodou použití šroubů a konzol pro připojení je také to, že je lze vyměnit, pokud nefungují správně nebo z důvodu jiného požadavku.
Jak fungují obětní anody?
Obětní anody fungují na podobném principu jako elektrolýza, podle které, pokud se anoda a kovový pásek ponoří do elektrolytického roztoku, anodový elektron se rozpustí a usadí na kovovém pásku a vytvoří z něj katodu.
Zdroj: Ohiostandard/ wikimedia
V případě lodi působí mořská voda jako elektrolyt a přenáší elektrony z anody tím, že ji oxiduje přes ocelový plát a vytváří ochrannou vrstvu.
Pokud je kov aktivnější, snadno se oxiduje a chrání kovovou sloučeninu tím, že působí jako katoda. Anoda bude korodovat jako první a obětuje se pro druhou sloučeninu, a proto se nazývá obětní anoda.
Funkce obětní anody:
Důležité funkce obětní anody jsou následující:
1) Slouží k ochraně hlavního trupu; balastních nádrží a tepelných výměníků lodi před korozí.
2) Uzavírají dno lodi, skladovací truhly slouží k uspokojení požadavků námořníků na skladování. I v těchto námořních truhlách je zajištěna ochrana obětní anodou, která je chrání před korozí.
Kovy elektromotorické řady nebo galvanické řady
Anodové materiály
Hořčík(Mg)
Hliník(Al)
Zinek (Zn)
Chrom(Cr)
Železo(Fe)
Nikl(Ni)
Z tabulky je patrné, že pro ochranu železa se hodí jakýkoli materiál uvedený výše v řadě. Těmto kovům se dává přednost, protože je snadné a levné vyměnit anody, než kompletovat velký plech.
Tyto anody se používají v různých aplikacích, například :
1) Ochrana trupu lodi.
2) Ochrana balastních nádrží proti korozi.
3) Ochrana výměníků tepla.
4) Námořní truhly
Nejčastěji používané anodové materiály:
Materiály seřazené podle klesající reaktivity jsou následující:
Materiály, které jsou na vrcholu této řady reaktivity, lze použít jako anody pro materiály, které jsou na relativně nižší úrovni.
V námořní dopravě se ve většině případů jako obětní anody používají zinek a hliník, které chrání železný nebo ocelový trup lodi.
Frekvence výměny anod
Anody je třeba měnit až po jejich úplném rozpadu. Četnost výměny anod závisí na aplikaci, ve které byly anody použity.
V případě, že jsou anody připevněny k trupu lodi, pak je třeba je kontrolovat během suchého doku, který probíhá po 2 až 3 letech. Pokud se zjistí, že anody jsou zcela zkorodované, pak by se měly namontovat anody větších rozměrů, protože zcela zkorodované znamenají, že použitý materiál byl nekvalitní nebo je k ochraně trupu potřeba velké množství materiálu.
Zpravidla se obětní anody mění při každém suchém doku.
Používají-li se obětní anody pro výměníky tepla a při inspekci se zjistí, že zbývá pouze 10 % anody, pak je třeba ji také vyměnit.
Jak posoudit, zda anody fungují správně, nebo ne?
Pro kontrolu správné funkce obětní anody se plánují inspekce. Důležité věci, na které je třeba upozornit, aby bylo možné určit, zda anoda pracuje správně, nebo ne, jsou následující:
- Pokud se anoda od okamžiku instalace do určité pozdější doby při kontrole nerozpustí a mateřský materiál stále koroduje, pak je tato anoda neúčinná a měla by být nahrazena jiným reaktivnějším nebo účinnějším anodovým materiálem.
- Pokud není zajištěna správná elektrická kontinuita, pak také anoda nepracuje správně. Z tohoto důvodu začne místo anody korodovat základní kov. Při instalaci sestavy pak zkontrolujte správné spojení mezi elektrolytickým roztokem a kovovými pásy.
Výhody obětních anod:
Hlavní výhody montáže obětních anod na ochranu lodi a lodní sestavy jsou stručně popsány takto:
- Tyto obětní anody fungují bez jakéhokoli vnějšího zdroje energie
- Instalace není pro obětní anody vůbec žádný problém. Jejich instalace je snadná pomocí šroubů, držáků nebo svarů
- Kontrola těchto anodových materiálů je poměrně snadná
- Zvyšují odolnost nebo životnost lodi tím, že snižují její korozní napadení.
Nevýhody obětních anod:
Kromě výše uvedených výhod existují také určité nevýhody obětních anod. Hlavní nevýhody obětních anod jsou stručně uvedeny níže:
- Někdy materiál, který má být použit jako anoda, není schopen efektivně pracovat z důvodu nedostatečné trvalé elektrické vodivosti. Tato neefektivní práce anody má za následek neustálou korozi výchozího materiálu.
- Proudová kapacita se zvyšuje s rostoucí hmotností anody, těžší anoda má vyšší proudovou kapacitu a vysoká proudová kapacita zvyšuje účinnost elektrolýzy. Anoda může správně pracovat, pokud má odpovídající proudovou kapacitu. Pro její zajištění musíme nad chráněnou plochu upevnit těžší plechy, což zvyšuje celkovou hmotnost lodi a vede k mnoha problémům.
Práce a instalace obětních anod by měla být řádně zajištěna, aby se do určité míry zvýšila životnost plavidel. Po řádném vštípení zákazů a výhod těchto anod by měly být tyto anody instalovány tam, kde je to požadováno podle předem naplánované geometrie a konstrukce anod.
Pokud se vám tento článek líbil, možná si také rádi přečtete Co je to námořní systém prevence růstu (MGPS) ?.
Odmítnutí odpovědnosti: Názory autorů vyjádřené v tomto článku nemusí nutně odrážet názory společnosti Marine Insight. Údaje a grafy, pokud jsou v článku použity, pocházejí z dostupných informací a nebyly ověřeny žádným zákonem stanoveným orgánem. Autor ani společnost Marine Insight netvrdí, že jsou přesné, ani za ně nepřebírají žádnou odpovědnost. Názory představují pouze názory a nepředstavují žádné pokyny nebo doporučení ohledně postupu, kterým by se měl čtenář řídit.
Článek ani obrázky nelze reprodukovat, kopírovat, sdílet nebo používat v jakékoli formě bez souhlasu autora a společnosti Marine Insight.