Verständnis von Opferanoden auf Schiffen

Korrosion ist einer der größten Feinde des Schiffs und seiner Maschinen. Für die Menschen, die auf dem Schiff arbeiten, ist sie auch der härteste Feind, den es zu bekämpfen gilt.

Eisen ist eine Substanz, die auf dem Schiff in Hülle und Fülle verwendet wird. Vom Hauptteil des Schiffes bis hin zu den kleinsten Ausrüstungsgegenständen, die im Betrieb verwendet werden, ist Eisen in fast jeder Art von Ausrüstung an Bord zu finden.

Eisen ist auch das korrosionsanfälligste Material, wenn es mit Luft und Wasser in Berührung kommt. Ein Schiff ist ständig in Kontakt mit Wasser und feuchten Winden, was es sehr anfällig für Korrosion macht. Der Außenkörper des Schiffes (hauptsächlich der Rumpf) ist ständig in Kontakt mit Wasser, was ihn extrem korrosionsanfällig macht.

Aus diesem Grund werden Opferanoden verwendet, um das Grundmaterial zu schützen.

In diesem Artikel werden wir uns die Funktionsweise von Opferanoden auf einem Schiff ansehen.

Es ist zu beachten, dass die Opferanoden, die das Grundmaterial schützen, in der elektromotorischen Reihe der galvanischen Reihe der Metalle höher liegen sollten.

Opferanoden:

Metallstreifen von Metallen oberster Ordnung in der Reaktivitätsreihe dienen als Anoden und werden zum Schutz der Kathode eingesetzt. Diese werden als Opferanoden bezeichnet.

Zum Beispiel kann Zink vorzugsweise als Opferanode für Aluminium sowie Eisen im Elektrolyseprozess eingesetzt werden.

Die Anode wird in zwei Teile unterteilt, nämlich den Anodeneinsatz und den Anodenkörper.

Der eine Teil, der bei der Elektrolyse als Anode dient, wird als Anodenkörper bezeichnet, während der andere Teil als Anodeneinsatz bezeichnet wird, der dazu dient, die Anode mit Hilfe von Klammern, Schrauben oder Schweißnähten sicher an der Grundfläche zu befestigen.

Die Grundfläche ist die Oberfläche, die vor Korrosion geschützt werden soll. Im Allgemeinen kann man sagen, dass der Teil des Schiffes, der vor Korrosion geschützt werden soll, als Stammoberfläche oder Kathode bezeichnet wird, während das reaktionsfreudigere Material, das den Teil des Schiffes bedeckt, der als Anode dient, als Opferanode bezeichnet wird.

Klassifizierung von Anoden

Anoden werden nach einer Vielzahl von Parametern kategorisiert. Gemäß der Klassifizierung von Anoden auf der Grundlage ihrer Form gibt es sechs Typen:

• Flach oder blockförmig
• Tropfenförmige Anoden
• Zylindrisch oder halbzylindrisch
• Scheibenförmig
• Bandanoden und Röhrenanoden

Nach der Größe der Anoden können sie in zwei Typen unterteilt werden – kleine Anoden und große Anoden.

Nach dem Material – Anoden sind Zinkanoden und Aluminiumanoden, die in der Schifffahrtsindustrie bevorzugt werden.

Nach der Art der Anodenbefestigung – es gibt Unterputzanoden oder schlanke Anoden oder manchmal auch nur Abstandsanoden. Die unterschiedlich geformten Anoden sind für verschiedene Situationen geeignet.

Die Form der Anode kann auf der Grundlage von Faktoren wie der Form der zu schützenden Ausrüstung oder des zu schützenden Teils, der Verfügbarkeit von Platz und der einfachen Installation, der Zugänglichkeit verschiedener Formen unter verschiedenen Bedingungen usw. entschieden werden.

Zum Beispiel werden zylindrische Rohrleitungen mit zylindrischen oder glockenförmigen Anoden geschützt.

Anodenbefestigung

Die Anode kann durch drei gängige Methoden an der zu schützenden Oberfläche befestigt oder angebracht werden: durch Bolzen, durch Schweißen oder durch die Verwendung von Klammern oder Bändern.

Unter diesen drei Methoden ist das Schweißen die effizienteste Methode, die eine maximale elektrische Kontinuität aufrechterhalten kann und in engstem Kontakt mit der Grundfläche bleibt.

An Stellen, die durch Schweißen nicht erreicht werden können, werden jedoch Bolzen und Klammern verwendet. Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Bolzen und Klammern für die Verbindung ist, dass sie austauschbar sind, wenn sie nicht richtig funktionieren oder aufgrund einer anderen Anforderung.

Wie funktionieren Opferanoden?

Opferanoden funktionieren nach dem Prinzip der Elektrolyse: Taucht man eine Anode und einen Metallstreifen in eine elektrolytische Lösung, lösen sich die Elektronen der Anode und lagern sich auf dem Metallstreifen ab, so dass dieser zur Kathode wird.

Im Falle eines Schiffes wirkt das Meerwasser als Elektrolyt und überträgt die Elektronen der Anode, indem es die Stahlplatte oxidiert und eine Schutzschicht bildet.

Wenn das Metall aktiver ist, wird es leicht oxidiert und schützt die metallische Verbindung, indem es als Kathode wirkt. Die Anode wird zuerst korrodieren, indem sie sich für die andere Verbindung opfert, und wird daher Opferanode genannt.

Funktionen der Opferanode:

Wichtige Funktionen der Opferanode sind folgende:

1) Sie werden verwendet, um den Hauptrumpf, die Ballasttanks und die Wärmetauscher eines Schiffes vor Korrosion zu schützen.

2) In der Nähe des Schiffsbodens befinden sich Seekisten, um den Lagerbedarf des Seemanns zu decken. Auch in diesen Seekisten ist ein Opferanodenschutz vorgesehen, um sie vor Korrosion zu bewahren.

Elektromotorische Reihe oder galvanische Reihe Metalle

Anodenmaterialien

Magnesium (Mg)
Aluminium (Al)
Zink (Zn)
Chrom (Cr)
Eisen (Fe)
Nickel (Ni)

Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass zum Schutz von Eisen alle oben in der Reihe stehenden Materialien nützlich sind. Diese Metalle werden bevorzugt, weil sie einfach und billig sind, um die Anoden zu ersetzen, anstatt ein großes Blech zu vervollständigen.

Diese Anoden werden in verschiedenen Anwendungen verwendet, wie zum Beispiel:

1) Schutz des Schiffsrumpfes.

2) Korrosionsschutz der Ballasttanks.

3) Schutz der Wärmetauscher.

4) Seekisten

Häufigst verwendete Anodenmaterialien:

Materialien, geordnet nach ihrer abnehmenden Reaktivität, sind: Magnesium (Mg); Aluminium (Al); Zink (Zn); Chrom (Cr); Eisen (Fe) und Nickel (Ni).

Die Materialien, die in dieser Reaktivitätsreihe ganz oben stehen, können als Anoden für die Materialien verwendet werden, die auf einer vergleichsweise niedrigeren Stufe stehen.

In den meisten Fällen werden in der maritimen Industrie Zink und Aluminium als Opferanoden verwendet, um den Eisen- oder Stahlrumpf des Schiffes zu schützen.

Häufigkeit des Anodenwechsels

Anoden müssen erst gewechselt werden, wenn sie vollständig zerfallen sind. Die Häufigkeit des Anodenwechsels hängt von der Anwendung ab, in der die Anoden eingesetzt werden.

Wenn die Anoden am Schiffsrumpf befestigt sind, müssen sie während des Trockendocks überprüft werden, was nach 2 bis 3 Jahren geschieht. Wenn die Anoden vollständig korrodiert sind, sollten größere Anoden eingebaut werden, denn vollständig korrodiert bedeutet, dass das verwendete Material von schlechter Qualität war oder eine große Menge an Material erforderlich ist, um den Rumpf zu schützen.

Generell werden die Opferanoden bei jedem Trockendock ausgetauscht.

Wenn Opferanoden für Wärmetauscher verwendet werden und bei einer Inspektion festgestellt wird, dass nur noch 10 % der Anode vorhanden sind, muss auch diese ausgetauscht werden.

Wie kann man beurteilen, ob die Anoden ordnungsgemäß funktionieren oder nicht?

Inspektionen sind vorgesehen, um die ordnungsgemäße Funktion einer Opferanode zu überprüfen. Die wichtigen Dinge, die zu beachten sind, um festzustellen, ob eine Anode richtig funktioniert oder nicht, sind folgende:

• Wenn sich die Anode vom Zeitpunkt der Installation bis zu einem späteren Zeitpunkt bei der Inspektion nicht auflöst und das Grundmaterial weiter korrodiert, dann ist diese Anode unwirksam und sollte durch ein anderes, reaktiveres oder effizienteres Anodenmaterial ersetzt werden.
• Wenn es keine richtige elektrische Kontinuität gibt, dann funktioniert die Anode auch nicht richtig. Aus diesem Grund beginnt das Grundmetall anstelle der Anoden zu korrodieren. Überprüfen Sie dann die richtige Verbindung zwischen der Elektrolytlösung und den Metallstreifen während der Installation der Anlage.

Vorteile von Opferanoden:

Die wichtigsten Vorteile des Einbaus von Opferanoden zum Schutz des Schiffes und der Schiffsbaugruppe werden im Folgenden kurz dargestellt:

• Diese Opferanoden funktionieren ohne externe Stromquelle
• Die Installation ist bei Opferanoden überhaupt kein Problem. Sie sind mit Hilfe von Schrauben, Klammern oder Schweißnähten einfach zu installieren
• Die Inspektion dieser Anodenmaterialien ist recht einfach
• Sie erhöhen die Haltbarkeit oder Lebensdauer des Schiffes, indem sie Korrosionsangriffe auf das Schiff reduzieren.

Nachteile von Opferanoden:

Neben den oben genannten Vorteilen gibt es auch einige Nachteile von Opferanoden. Die wichtigsten Nachteile von Opferanoden werden im Folgenden kurz beschrieben:

• Manchmal ist das als Anode verwendete Material nicht in der Lage, effektiv zu arbeiten, weil es keine kontinuierliche elektrische Leitfähigkeit besitzt.
• Die Stromkapazität steigt mit zunehmendem Gewicht der Anode, je schwerer die Anode ist, desto höher ist die Stromkapazität und eine hohe Stromkapazität erhöht die Effektivität der Elektrolyse. Die Anode kann richtig funktionieren, wenn sie eine ausreichende Stromkapazität hat. Um dies zu gewährleisten, müssen wir schwerere Bleche über der zu schützenden Oberfläche anbringen, was das Gesamtgewicht des Schiffes erhöht und zu vielen Problemen führt.

Die Funktionsweise und der Einbau von Opferanoden sollte ordnungsgemäß gewährleistet sein, um die Lebensdauer der Schiffe bis zu einem gewissen Grad zu verlängern. Nachdem die Ge- und Verbote dieser Anoden richtig eingeschärft wurden, sollten sie dort installiert werden, wo sie gemäß der im Voraus geplanten Geometrie und dem Design der Anoden erforderlich sind.

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