Наиболее эффективным методом борьбы с нежелательными последствиями коррозии металлов является катодная защита. Эта техника, используемая во всем мире с 1930-х годов, была первоначально введена в начале девятнадцатого века для удовлетворения потребностей британского флота, а также использовалась, с отличными результатами, для защиты подземных сооружений. Когда возникает необходимость катодной защиты, особенно яхтенной в индустрии , обычно применяются жертвенные аноды. Фактически метод по существу делится на две четко определенные технические области: пассивную катодную защиту (жертвенные аноды) и активную катодную защиту (импрессированный ток). Оба метода обеспечивают защиту металлических конструкций, подверженных влажной коррозии.
Это достигается снижением естественного электрохимического потенциала защищаемого металла путем индуцирования потока тока между анодом и катодом (защитной структурой). Существует множество областей применения катодной защиты: морская (морская, коммерческая, морская, прибрежная, промышленная и т.д.), наземная (акведуки, трубопроводы, нефтепроводы и т.д.), а также те области применения, где требуется специфическая защита от электрохимической коррозии.
Жертвенные аноды, более известные как “цинки”, устанавливаются в определенных местах на подводной части корпуса как часть системы пассивной катодной защиты. Задача состоит в том, чтобы защитить любые металлические конструкции, погруженные в воду, от коррозии. Принцип работы очень прост: анод изготовлен из сплава, который имеет электрохимический потенциал меньше (по величине), чем большинство металлов, используемых на лодке, что позволяет протекать электрохимическому процессу.
Ток будет течь от анода к катоду (металлическая структура, подлежащая защите), чтобы уравнять разность потенциалов, что приведет к потере электронов анодом и его ускоренному растворению в воде. Следовательно, металлическая структура, контактирующая с анодом, имеет больший запас электронов, которые также используются для питания электрохимического процесса, который в противном случае способствовал бы коррозии ее поверхности. В этой ситуации металл защищен от электрохимической коррозии в зависимости от типа, количества установленных анодов и их взаимного расположения. Для достижения такого типа защиты необходимо создать разность потенциалов, которая индуцирует протекание тока между анодом и катодом.
Это возможно только путем соединения металлического материала, который должен быть защищен, с металлом более низкого электрохимического потенциала; как следствие, это будет работать как жертвенный анод.
Наша задача на практике, когда мы устанавливаем жертвенные аноды на металлическую конструкцию, состоит в том, чтобы довести электрохимический потенциал защищаемого металла до определенного значения (так называемого уровня защиты), которое обычно оказывается более отрицательным, чем исходное.
ЦИНКОВЫЕ аноды.
Доступны несколько сплавов, которые соответствуют U.S.MIL Американский стандарт, например тип 18001-H (J-K), характеризуется добавлением кадмия и алюминия. Они идеально подходят для использования в морской воде, но также используются в озерах и реках. Вы также можете получить сильную анодную реакцию из цинка с высокой чистотой (99,995%) без добавления других элементов.
Хорошей практикой является регулярная замена анодов, даже если коррозия была незначительной. Не рекомендуется использовать при температуре выше 55 ° C.
АЛЮМИНИЕВЫЕ аноды (без кадмия)
В настоящее время существует множество различных типов анодов из алюминиевых сплавов. Они характеризуются добавлением таких примесей, как цинк и индий. Точное содержание этих примесей важно, особенно в случае железа и меди, которые не должны превышать 0,15% и 0,005% соответственно.
Основной характеристикой алюминиевого анода является высокая номинальная электрическая емкость, которая в три раза превышает аналогичную массу в цинке. При использовании алюминия в конструкциях вместо цинковых анодов требуется значительно меньше алюминиевых анодов, и поэтому легче управлять их подводной установкой или последующей заменой. Алюминиевые аноды часто используются в промышленных секторах, таких как морские платформы или трубопроводные системы, где требуется длительная защита, обычно более 15 лет, и где замена анодов является дорогостоящей и трудной. Они также используются в коммерческом секторе, например на грузовых судах, танкерах или крейсерах, или там, где между запланированными работами в сухом доке проходят длительные периоды. Они рекомендуются для корпусов судов, которые постоянно находятся в воде ( таких как баржи, домашние лодки и т. д.). В последнее время многие производители подвесных двигателей перешли на использование алюминиевых анодов из-за растущего неодобрения дальнейшего использования цинковых анодов в некоторых частях мира. Кадмий, который всегда присутствует в цинковом сплаве, можно считать вредным для моря.
МАГНИЕВЫЕ аноды.
Магниевые сплавы, имеющие потенциалы выше 1500 mV (ref. Cu / CuSO4), в основном используются в присутствии электролитов с высоким удельным сопротивлением (пресная вода, почва и др.) Все они характеризуются добавкой марганца 0,2 ÷ 1,2%, а для наиболее распространенных вариантов цинка 2 ÷ 4% и алюминия 5 ÷ 6%. Эти типы могут также использоваться при наличии высоких температур, например, внутри котла. Они также подходят для конструкций, требующих быстрого воздействия или временной катодной защиты. Магниевые аноды имеют производительность около 50%, и хотя они быстро расходуются в морской среде, они также обеспечивают высокую степень защиты. Однако из-за скорости, с которой они коррозируют, их не рекомендуется использовать в соленых водах. Еще одним ограничением их использования является тот факт, что магний-это металл, который трудно хранить. Он начинает коррозировать при малейшей влажности в атмосфере и трудно поддается механической обработке из-за его потенциальной опасности стать пожароопасным.
