Korozja jest jednym z największych wrogów statku i jego maszyn. Jest to również najtrudniejszy wróg do zwalczania dla ludzi pracujących na statku.
Żelazo jest jedną z substancji, która jest używana w obfitości na statku. Od głównego korpusu statku do najmniejszego sprzętu używanego podczas operacji, żelazo jest obecne w prawie każdym rodzaju sprzętu używanego na pokładzie.
Żelazo jest również najbardziej podatnym na korozję materiałem, gdy ma kontakt z powietrzem i wodą. Statek jest w ciągłym kontakcie z wodą i wiatrami przesyconymi wilgocią, co czyni go bardzo podatnym na korozję. Zewnętrzna część statku (głównie kadłub) jest w ciągłym kontakcie z wodą, co czyni ją niezwykle podatną na korozję.
Z tego powodu anody protektorowe są wykorzystywane do ochrony materiału macierzystego.
W tym artykule przyjrzymy się działaniu anod protektorowych na statku.
Należy pamiętać, że anody protektorowe, które chronią materiał macierzysty powinny leżeć wyżej w szeregu elektromotorycznym szeregu galwanicznego metali.
Anody protektorowe:
Paski metalowe metali najwyższego rzędu w szeregu reaktywności służą jako anody i są instalowane w celu ochrony katody. Są one nazywane anodami protektorowymi.
Na przykład, cynk może być stosowany jako anoda protektorowa dla aluminium i żelaza w procesie elektrolizy.
Anoda jest podzielona na dwie części, a mianowicie wkładkę anodową i korpus anody.
Z tych dwóch części, ta która służy jako anoda w procesie elektrolizy jest nazywana korpusem anody, podczas gdy druga jest nazywana wkładką anodową, która jest używana do bezpiecznego mocowania anody do powierzchni macierzystej za pomocą wsporników, śrub lub spoiny.
Powierzchnia macierzysta jest powierzchnią, która ma być chroniona przed korozją. Ogólnie można powiedzieć, że część statku, która ma być chroniona przed korozją jest nazywana powierzchnią macierzystą lub katodą, podczas gdy bardziej reaktywny materiał pokrywający część statku, który działa jako anoda, jest określany jako anoda protektorowa.
Klasyfikacja anod
Anody są kategoryzowane na podstawie różnych parametrów. Zgodnie z klasyfikacją anod na podstawie ich kształtu istnieje sześć typów:
- Płaskie lub w kształcie bloku
- Anody w kształcie kropli łzy
- Cylindryczne lub półcylindryczne
- Tarczowe
- Anody bransoletowe i rurowe
Zgodnie z rozmiarem anod, mogą być one dwóch typów – anody o małym rozmiarze i anody o dużym rozmiarze.
Na podstawie materiału – anody to anody cynkowe i aluminiowe, anody są preferowane w przemyśle morskim.
Na podstawie sposobu montażu anod – występują anody podtynkowe lub smukłe, a czasem po prostu anody stojące. Różne kształty anod mają zastosowanie w różnych sytuacjach.
Kształt anody może być wybrany na podstawie czynników takich jak kształt sprzętu lub części, która ma być chroniona; dostępność miejsca i łatwość instalacji; dostępność różnych kształtów w różnych warunkach; itp.
Na przykład, cylindryczne rurociągi są chronione przy użyciu anod cylindrycznych lub w kształcie dzwonu.
Zabezpieczenie anody
Anoda może być zamocowana lub dopasowana do powierzchni chronionej trzema popularnymi metodami, którymi są: śruby, spawanie lub użycie wsporników lub opasek.
Pośród tych trzech metod spawanie jest najbardziej efektywną metodą, która może utrzymać maksymalną ciągłość elektryczną i pozostać w najbliższym kontakcie z powierzchnią macierzystą.
Ale połączenie śrubowe i wspornikowe jest stosowane w miejscach, do których nie można uzyskać dostępu przez spawanie. Inną korzyścią z zastosowania śrub i wsporników jest to, że można je wymienić, gdy nie działają prawidłowo lub z powodu innych wymagań.
Jak działają anody protektorowe?
Anody protektorowe działają na zasadzie podobnej do elektrolizy, zgodnie z którą, jeśli anodę i pasek metaliczny zanurzy się w roztworze elektrolitycznym, elektrony z anody rozpuszczą się i osadzą na pasku metalicznym, czyniąc go katodą.
Źródło: Ohiostandard/ wikimedia
W przypadku statku, woda morska działa jak elektrolit i przenosi elektrony z anody utleniając ją nad stalową płytą i tworząc warstwę ochronną.
Jeśli metal jest bardziej aktywny będzie łatwo utleniony i będzie chronił związek metaliczny sprawiając, że będzie on działał jako katoda. Anoda będzie korodować jako pierwsza poświęcając się dla innego związku i dlatego nazywana jest anodą ofiarną.
Funkcje anody ofiarnej:
Ważne funkcje anody protektorowej są następujące:
1) Są one używane do ochrony głównego kadłuba, zbiorników balastowych i wymienników ciepła statku przed korozją.
2) Na dnie statku znajdują się skrzynie magazynowe, aby zaspokoić potrzeby magazynowe marynarzy. W tych skrzyniach morskich również zapewniona jest ochrona anodą protektorową, aby uchronić je przed korozją.
Seria elektromotoryczna lub seria galwaniczna metali
Materiały anodowe
Magnez(Mg)
Aluminium(Al)
Cynk (Zn)
Chrom(Cr)
Żelazo(Fe)
Nikel(Ni)
Z tabeli wynika, że do ochrony żelaza przydatne są wszelkie materiały powyżej w serii. Metale te są preferowane, ponieważ są łatwe i tanie w wymianie anod, a nie w uzupełnianiu dużego arkusza metalu.
Anody te są używane w różnych zastosowaniach, takich jak :
1) Ochrona kadłuba statku.
2) Ochrona przed korozją zbiorników balastowych.
3) Ochrona wymienników ciepła.
4) Skrzynie morskie
Najczęściej używane materiały anodowe:
Materiały ułożone według ich malejącej reaktywności to: Magnez (Mg); Aluminium (Al); Cynk (Zn); Chrom (Cr); Żelazo (Fe) i Nikiel (Ni).
Materiały, które są na szczycie tej serii reaktywności mogą być używane jako anody dla materiałów, które są na stosunkowo niższym poziomie.
W większości przypadków w przemyśle morskim, cynk i aluminium są używane jako anody protektorowe w celu ochrony żelaznego lub stalowego kadłuba statku.
Częstotliwość wymiany anod
Anody muszą być wymieniane tylko po ich całkowitym rozpadnięciu się. Częstotliwość wymiany anod zależy od zastosowania, w którym anody zostały użyte.
W przypadku, gdy anody są przymocowane do kadłuba statku, należy je sprawdzić podczas suchego doku, który odbywa się po 2 do 3 latach. Jeżeli anody są całkowicie skorodowane, należy zamontować anody o większym rozmiarze, gdyż całkowicie skorodowane oznaczają, że użyty materiał był złej jakości lub do ochrony kadłuba potrzebna jest duża ilość materiału.
Zazwyczaj anody protektorowe wymienia się w każdym suchym doku.
Jeśli anody protektorowe są stosowane w wymiennikach ciepła i podczas inspekcji okaże się, że pozostało tylko 10% anody, to również należy ją wymienić.
Jak ocenić, czy anody działają prawidłowo czy nie?
Inspekcje są planowane w celu sprawdzenia prawidłowego działania anody protektorowej. Ważne rzeczy, na które należy zwrócić uwagę, aby określić, czy anoda działa prawidłowo czy nie, są następujące:
- Jeśli anoda nie rozpuszcza się od czasu instalacji do późniejszego czasu podczas inspekcji, a materiał macierzysty nadal koroduje, wtedy ta anoda jest nieskuteczna i powinna zostać zastąpiona innym, bardziej reaktywnym lub wydajnym materiałem anodowym.
- Jeśli nie ma odpowiedniej ciągłości elektrycznej, wtedy również anoda nie działa prawidłowo. Z tego powodu, metal macierzysty zaczyna korodować zamiast anod. Należy wtedy sprawdzić czy połączenie pomiędzy roztworem elektrolitycznym a metalowymi paskami jest prawidłowe podczas instalacji zestawu.
Wady anod protektorowych:
Główne zalety montażu anod protektorowych w celu ochrony statku i zespołu statków zostały przedstawione poniżej:
- Te anody protektorowe działają bez zewnętrznego źródła zasilania
- Instalacja nie stanowi żadnego problemu dla anod protektorowych. Są one łatwe do zainstalowania za pomocą śrub, wsporników lub spoin
- Inspekcja tych materiałów anodowych jest znacznie łatwiejsza
- Poprawiają one trwałość lub żywotność statku poprzez zmniejszenie ataków korozji na niego.
Wady anod protektorowych:
Istnieją również pewne wady anod protektorowych wraz z powyższymi zaletami. Główne wady anod protektorowych przedstawiono poniżej:
- Czasami materiał, który ma być użyty jako anoda, nie jest w stanie pracować efektywnie z powodu braku ciągłego przewodnictwa elektrycznego. Ta nieefektywna praca anody powoduje ciągłą korozję materiału macierzystego.
- Obciążenie prądowe wzrasta wraz ze wzrostem masy anody, cięższa anoda wyższa jest obciążalność prądowa, a wysoka obciążalność prądowa zwiększa efektywność elektrolizy. Anoda może pracować prawidłowo, jeśli ma odpowiednią pojemność prądową. Dla zapewnienia tego musimy naprawić cięższe arkusze metalu nad powierzchnią, która ma być chroniona, co zwiększa ogólną wagę statku i powoduje wiele problemów.
Praca i instalacja anod protektorowych powinny być prawidłowo zapewnione tak, aby zwiększyć żywotność statków do pewnego stopnia. Po odpowiednim wpojeniu zakazów i dobrodziejstw tych anod, powinny one zostać zainstalowane tam gdzie jest to wymagane zgodnie z zaplanowaną geometrią i projektem anod.
Jeśli podobał Ci się ten artykuł, możesz również przeczytać Co to jest morski system zapobiegający przyrostowi (MGPS)?
Zastrzeżenie: Poglądy autorów wyrażone w tym artykule niekoniecznie odzwierciedlają poglądy Marine Insight. Dane i wykresy, jeśli zostały użyte, w artykule pochodzą z dostępnych informacji i nie zostały uwierzytelnione przez żaden organ ustawowy. Autor i Marine Insight nie twierdzą, że są one dokładne i nie ponoszą żadnej odpowiedzialności za nie. Poglądy stanowią jedynie opinie i nie stanowią żadnych wytycznych ani zaleceń co do sposobu postępowania czytelnika.
Artykuł lub zdjęcia nie mogą być reprodukowane, kopiowane, udostępniane lub wykorzystywane w jakiejkolwiek formie bez zgody autora i Marine Insight.