Comprendere gli anodi sacrificali sulle navi

È da notare che gli anodi sacrificali che proteggono il materiale di base devono trovarsi più in alto nella serie elettromotrice della serie galvanica dei metalli.

Anodi sacrificali:

Le strisce di metallo dei metalli di ordine superiore nella serie di reattività servono come anodi e sono installate per la protezione dei catodi. Questi sono chiamati anodi sacrificali.

Per esempio, lo zinco può essere impiegato preferibilmente per servire lo scopo di un anodo sacrificale per l’alluminio e il ferro nel processo di elettrolisi.

L’anodo è diviso in due parti: l’inserto anodico e il corpo anodico.

Di queste due, quella che serve come anodo nel processo di elettrolisi è chiamata corpo anodico, mentre l’altra è chiamata inserto anodico, che è usata per fissare saldamente l’anodo alla superficie madre usando staffe, bulloni o saldatura.

La superficie madre è la superficie che deve essere protetta dalla corrosione. In generale, possiamo dire che la parte della nave da proteggere contro la corrosione è chiamata superficie madre o catodo, mentre il materiale più reattivo che copre la parte della nave che funge da anodo è chiamato anodo sacrificale.

Classificazione degli anodi

Gli anodi sono classificati secondo una varietà di parametri. Secondo la classificazione degli anodi sulla base della loro forma ci sono sei tipi:

• Flat o block-shaped
• Tear-drop anodes
• Cylindrical o semi-cylindrical
• Disc-shaped
• Bracelet anodes and Tubular anodes

Secondo la dimensione degli anodi, essi possono essere di due tipi – anodi di piccole dimensioni e anodi di grandi dimensioni.

Sulla base di un materiale – gli anodi sono anodi di zinco e di alluminio, gli anodi sono preferiti nell’industria marina.

Sulla base del metodo di montaggio dell’anodo – ci sono anodi montati a filo o anodi sottili o a volte solo anodi stand-off. Gli anodi di forma diversa sono applicabili a situazioni diverse.

La forma dell’anodo può essere decisa sulla base di fattori come la forma dell’attrezzatura o della parte da proteggere; la disponibilità di spazio e la facilità di installazione; l’accessibilità di forme diverse in condizioni diverse; ecc.

Per esempio, le tubazioni cilindriche sono protette usando anodi cilindrici o a campana.

Fissaggio dell’anodo

L’anodo può essere fissato o montato sulla superficie da proteggere con tre metodi comuni che sono: tramite il bullone; saldature o con l’uso di staffe o fascette.

Tra questi tre metodi la saldatura è il metodo più efficiente che può mantenere la massima continuità elettrica e rimanere nel contatto più stretto con la superficie madre.

Ma la connessione tramite bulloni e staffe è usata in posti che non sono accessibili tramite saldatura. C’è anche un altro vantaggio dell’uso di bulloni e staffe per la connessione è che sono sostituibili quando non funzionano correttamente o a causa di qualsiasi altro requisito.

Come funzionano gli anodi sacrificali?

Gli anodi sacrificali funzionano sul principio simile all’elettrolisi, secondo il quale, se un anodo e una striscia metallica sono immersi in una soluzione elettrolitica, l’elettrone dell’anodo si dissolve e si deposita sulla striscia metallica e la rende un catodo.

Nel caso di una nave, l’acqua di mare agisce come un elettrolita e trasferisce gli elettroni dall’anodo ossidandolo sulla piastra d’acciaio e facendo uno strato protettivo.

Se il metallo è più attivo sarà facilmente ossidato e proteggerà il composto metallico facendolo agire come catodo. L’anodo si corroderà prima sacrificandosi per l’altro composto ed è quindi chiamato anodo sacrificale.

Funzioni dell’anodo sacrificale:

Le funzioni importanti dell’anodo sacrificale sono le seguenti:

1) Sono usati per proteggere lo scafo principale; le cisterne di zavorra e gli scambiatori di calore di una nave dalla corrosione.

2) Chiudere il fondo della nave, le casse di stoccaggio sono fornite per soddisfare le esigenze di stoccaggio del marinaio. Anche in queste casse marine viene fornita una protezione anodica sacrificale per salvarle dalla corrosione.

Metalli della serie elettromotrice o galvanica

Materiali anodici

Magnesio (Mg)
Alluminio (Al)
Zinco (Zn)
Cromo (Cr)
Ferro (Fe)
Nichel (Ni)

Si può vedere dalla tabella che per proteggere il ferro è utile qualsiasi materiale sopra nella serie. Questi metalli sono preferiti perché sono facili ed economici per sostituire gli anodi piuttosto che completare una grande lastra di metallo.

Questi anodi sono usati in varie applicazioni come :

1) Proteggere lo scafo della nave.

2) Proteggere la corrosione delle cisterne di zavorra.

3) Proteggere gli scambiatori di calore.

4) Casse marine

Materiali anodici più comunemente usati:

I materiali disposti secondo la loro reattività decrescente sono: Magnesio (Mg); Alluminio (Al); Zinco (Zn); Cromo (Cr); Ferro (Fe) e Nichel (Ni).

I materiali che sono in cima a questa serie di reattività possono essere usati come anodi per i materiali che si trovano ad un livello relativamente più basso.

Nella maggior parte dei casi nell’industria marittima, lo zinco e l’alluminio sono usati come anodo sacrificale per proteggere lo scafo di ferro o acciaio della nave.

Frequenza di cambio degli anodi

Gli anodi devono essere cambiati solo dopo che sono completamente decaduti. La frequenza di cambio degli anodi dipende dall’applicazione in cui gli anodi sono stati usati.

Nel caso in cui gli anodi sono attaccati allo scafo della nave, allora devono essere controllati durante il dry dock che avviene dopo 2 o 3 anni. Se gli anodi vengono trovati completamente corrosi, allora devono essere montati anodi di dimensioni maggiori, perché completamente corrosi significa che il materiale usato era di scarsa qualità o che è necessaria una grande quantità di materiale per proteggere lo scafo.

In genere, gli anodi sacrificali vengono cambiati ad ogni bacino di carenaggio.

Se gli anodi sacrificali sono usati per gli scambiatori di calore e si scopre durante un’ispezione che l’anodo rimasto è solo il 10% allora anche questo deve essere cambiato.

Come valutare se gli anodi stanno lavorando correttamente o no?

Le ispezioni sono previste per controllare il corretto funzionamento di un anodo sacrificale. Le cose importanti da notare per specificare che l’anodo sta lavorando correttamente o no sono le seguenti:

• Se l’anodo non si dissolve dal momento dell’installazione a qualche momento successivo all’ispezione e il materiale madre continua a corrodersi, allora questo anodo è inefficace e dovrebbe essere sostituito con qualche altro materiale anodico più reattivo o efficiente.
• Se non c’è continuità elettrica adeguata allora anche l’anodo non funziona correttamente. A causa di questo, il metallo madre inizia a corrodersi al posto degli anodi. Quindi controllare la corretta connessione tra la soluzione elettrolitica e le strisce di metallo durante l’installazione di setup.

Svantaggi degli anodi sacrificali:

I principali vantaggi del montaggio di anodi sacrificali per proteggere la nave e l’assemblaggio della nave sono riassunti come segue:

• Questi anodi sacrificali funzionano senza alcuna fonte di alimentazione esterna
• L’installazione non è affatto un problema per gli anodi sacrificali. Sono facili da installare con l’aiuto di bulloni, staffe o saldature
• L’ispezione di questi materiali anodici è abbastanza facile
• Rivolgono la durata o la vita utile della nave riducendo gli attacchi di corrosione su di essa.

Svantaggi degli anodi sacrificali:

Ci sono anche alcuni svantaggi degli anodi sacrificali insieme ai vantaggi di cui sopra. I principali svantaggi degli anodi sacrificali sono riassunti come segue:

• A volte il materiale da usare come anodo non è in grado di lavorare efficacemente a causa della mancanza di conducibilità elettrica continua. Questo lavoro inefficace dell’anodo si traduce in una corrosione continua del materiale madre.
• La capacità di corrente aumenta con un aumento del peso dell’anodo, più pesante è l’anodo più alta è la capacità di corrente e un’alta capacità di corrente aumenta l’efficacia dell’elettrolisi. L’anodo può funzionare correttamente se ha una capacità di corrente adeguata. Per garantire questo abbiamo bisogno di fissare lastre di metallo più pesanti sulla superficie da proteggere, il che aumenta il peso complessivo della nave e provoca molti problemi.

Il lavoro e l’installazione degli anodi sacrificali devono essere adeguatamente garantiti in modo da migliorare la vita utile delle navi in una certa misura. Dopo aver inculcato correttamente i divieti e i vantaggi di questi anodi, questi dovrebbero essere installati dove richiesto secondo la geometria e il design pre-pianificati degli anodi.

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