Анодная защита: Анодный протектор. Анодная защита. Классификация методик электрохимической катодной защиты

традиционный цинк и его альтернативы

Мы долгие годы использовали для защиты лодочных моторов и прочих металлических деталей аноды из цинка. Но доказательств долгосрочной токсичности этого металла всё больше. Альтернативные материалы для изготовления анодов дешевле, эффективнее и безопаснее. Но почему мы продолжаем его покупать?

…Многие не задумываются о жертвенных анодах — этих любопытных «нашлёпках» из металла, которые можно увидеть на валах, рулях, корпусе и прочих скрытых под водой элементах судна. Нам известно: аноды как-то по-особенному реагируют на воду и защищают важные детали от коррозии. Мы знаем также, что со временем они разрушаются и нуждаются в замене. Всё. Казалось бы, о чём здесь еще размышлять?

Может быть, всё же подумать..?

На самом деле аноды — крутые штуки. В результате естественных электрохимических реакций металлы корродируют в воде. Аноды изготовлены из сплавов с особенно привлекательным диапазоном электрохимического напряжения. Поэтому коррозионные реакции сосредотачиваются именно на элементах протекторной защиты, благополучно оставляя в покое соседние детали из металла. Это немного напоминает детский праздник, когда на стол одновременно подают торт и отварную брокколи. Сладкий десерт юные гости сразу уничтожают с аппетитом, а вот капуста остаётся нетронутой.

Такой простой подход с «подсовыванием» коррозии специальных элементов защиты одинаково хорош на совсем маленьких лодках, серьёзных яхтах, коммерческих судах и береговых сооружениях (шлюзовые ворота и доки).

Аноды-протекторы отличаются размерами, формами, методами крепления. Всё зависит от предназначения и особенностей эксплуатации.

Традиционно аноды изготавливались из цинка: настолько традиционно, что в англоязычных странах их и называют «цинки». Хотя это на самом деле эффективный материал, а для функционирования человеческого организма нужно немного соединений цинка, — в более высоких концентрациях он способен вызывать реальные проблемы. Длительное интенсивное влияние его соединений на растения, беспозвоночных, рыб воздействует как токсин. Ещё один недостаток цинковых анодов — то, что в их составе есть небольшое количество кадмия, который также может вызывать проблемы со здоровьем.

Эти данные вызывают неизбежную обеспокоенность. К примеру, южнее канадской границы, в американских штатах Калифорния и Мэрилэнд было предложено запретить использование традиционных анодов после того, как исследования выявили значительное повышение уровня содержания цинка в акваториях вблизи крупных пристаней. Так как в северной Канаде навигационный сезон  короче, подобных призывов отказаться от цинка здесь не было. Однако многие считают это лишь вопросом времени: доказательств его опасности всё больше.

Альтернативы

К счастью, цинк не единственный и оптимальный выбор, когда речь идёт о защите наших лодок. Существуют нетоксичные альтернативы!

Начнём с алюминия. Такие аноды имеют многочисленные преимущества перед цинком, начиная с гораздо более высокой эффективности. Более того: превосходство алюминия над цинком как анодного материала настолько подавляющее, что он занял первое место в мире среди производителей лодочных моторов.

«Все компании, производящие двигатели для лодок и катеров, теперь устанавливают на свою продукцию аноды из алюминия», — говорит Майкл Швез, представитель канадской компании Canada Metal Pacific (CMP), выпускающей протекторную защиту. Он знает, что говорит, поскольку  Canada Metal Pacific поставляет аноды практически для всех крупных производителей судовых двигателей. «Mercury, BRP, Honda, Suzuki, Yamaha, Volvo Penta — все используют алюминий. И, безусловно, это наиболее эффективный анодный материал из ныне существующих».

Главное преимущество перед привычным цинком в том, что современные алюминиевые сплавы лучше «концентрируют» коррозию на себе. Кроме того, они заметно легче и совершенно нетоксичны. И у этой медали нет другой стороны, именно поэтому защита из алюминия считается продуктом премиум-класса в сравнении с давно знакомыми цинковыми протекторами. Ирония судьбы в том, что увеличение срока службы новых анодов вызывает сомнения у пользователей: «Яхтсмены и водномоторники смотрят на анод, который разрушается медленнее, чем цинковый, и делают вывод — оно не работает!» — такое наблюдение сделал Майкл Швез. — «Видимо, мы не очень хорошо объясняли, что алюминий просто служит значительно дольше!».

Также стоит объяснять клиентам: не все алюминиевые аноды одинаковы. Лучшие сделаны из первичного металла либо отлиты из высококачественных сплавов (ранее использовавшихся, к примеру, в качестве высоковольтных линиях электропередач или как материал для прецизионного оборудования). «Одно дело — перепрофилировать сплав премиум-класса, и совсем другое — переплавка низкосортного лома», — поясняют эксперты. — «Звучит невероятно, но существуют нечестные поставщики. Они скупают на верфях использованные аноды, а потом продают их обратно судовладельцам. До следующей проверки никто ничего и не узнает, а потом начнут искать козла отпущения».

Canada Metal Pacific продает анодную защиту покупателям во всём мире, в том числе и военным. Поэтому, говорит Швез, «CMP придерживается строгой системы управления качеством ISO 9001, а наши сплавы постоянно проходят химические испытания. Именно поэтому они отвечают самым строгим техническим требованиям. Без сторонней сертификации качества как вы знаете, что получите в результате?»

Такое же внимание Canada Metal Pacific уделяет качеству магниевых анодов: это ещё более эффективный способ защиты для катеров и лодок, используемых исключительно в пресной воде. Магниевые сплавы славятся чрезвычайно активным диапазоном электрохимического напряжения: это делает их отличными «защитниками», превосходящими и цинк, и даже алюминий.

«В пресной воде никакой материал не сравнится с магнием», — отмечает Швез. — «Для морской воды мы его не рекомендуем: он слишком эффективен. Он работает так хорошо, что может исчезнуть за короткое время, и судовладелец не заметит этого. В солёной воде магний растворяется как таблетка антацида. Но вот в пресной — магниевый анод лучшее, что можно придумать».

И алюминий, и магний не только превосходят по эффективности традиционные «цинки», но ещё и дешевле. Стоимость цинка за последние 4–5 лет увеличилась вдвое. Кроме того, это тяжёлый материал, поэтому тарифы на доставку велики, да и хранить его на складе тоже непросто. Конечно, такие расходы можно было бы оправдать, будь это премиальный продукт. Но алюминий и магний — гораздо лучше и оба дешевле.

Итак, нетоксичные альтернативы работают лучше, чем цинк; дольше, чем цинк и стоят меньше, чем цинк? Почему мы продолжаем жить по-старому?

Выходя на мировой уровень

Швез отметил: хотя Canada Metal Pacific давно продаёт нетоксичные аноды, доля цинка по-прежнему составляет около 60% от общего объёма реализации. Чтобы изменить ситуацию, компания разработала новую упаковку, которая доходчивее доносит преимущества альтернативных магния и алюминия. Производители также активно работают с дистрибьюторской сетью, чтобы выйти на мировой уровень.

«Мы должны дать людям понять: для цинка есть замена, которая служит лучше и стоит меньше», — говорит Швец. — «Сегодня яхтсмен в отделе запчастей просит «новые цинки» и покупает их. Наша задача: изменить это и дать людям информацию о новой протекторной защите».

Перевод статьи Craig Ritchie.

Анодная защита для судов в Новороссийске

Протектора цинковые П-КОЦ 

Протекторы из цинковых сплавов предназначены для защиты от коррозии подводной части корпусов судов, внутренней поверхности танков и цистерн, судов, отдельных корпусных конструкций и металлических сооружений, эксплуатирующихся в морской воде, а также нефте-, газо-, бензопроводов.

Протекторная защита окрашенных балластных танков морских транспортных судов используется для уменьшения коррозионных разрушений на участках с местным повреждением лакокрасочных покрытий, на которых в отсутствие электрохимической защиты развивается точечная или язвенная коррозия.

Для неокрашенных поверхностей протекторная защита снижает общую скорость коррозии и предотвращает возникновение местных коррозионных разрушений.

Протекторы П-КОЦ изготавливаются в соответствии с ГОСТ 26251-84.

По требованию заказчика возможно изготовление с нестандартными характеристиками или габаритами. 

  1. П-КОЦ-1
  2. П-КОЦ-3
  3. П-КОЦ-5
  4. П-КОЦ-10
  5. П-КОЦ-15
  6. П-КОЦ-18
  7. П-КОЦ-36 

Протектора алюминиевые П-КОА, П-ПОА, П-ККА, П-КЛА 

П-КОА — алюминиевые протекторы, основное предназначение которых — электрохимическая защита металлических конструкций, находящихся в морской воде.

Устойчивость к воздействию солей достигается за счет использования сплавов алюминия с добавлением других металлов — цинка, магния, циркония, олова, галия, индия, марганца. Благодаря этому протекторы П-КОА успешно используются для защиты резервуаров, балластных отсеков, цистерн, других резервуаров, а также различного оборудования.

Протекторы П-КОА изготавливаются в соответствии с ГОСТ 26251-84.

По требованию заказчика возможно изготовление с нестандартными характеристиками или габаритами.  

  1. П-КОА-1
  2. П-КОА-3
  3. П-КОА-4
  4. П-КОА-5
  5. П-КОА-8
  6. П-КОА-10
  7. П-КОА-12
  8. П-КОА-20

Протектора магниевые П-РОМ (и их модификации), П-КОМ (и их модификации) 

Магниевые протекторы преимущественно применяют для защиты небольших сооружений в слабоэлектропроводных средах, где эффективность действия алюминиевых и цинковых протекторов низка, — грунтах, пресных или слабосоленых водах. 

Протекторы П-КОЦ изготавливаются в соответствии с ГОСТ 26251-84.  

  1. П-РОМ-0,8
  2. П-РОМ-3
  3. П-РОМ-6
  4. П-РОМ-7
  5. П-КОМ-3
  6. П-КОМ-6
  7. П-КОМ-10 

Протектор межфланцевый ПМФ 

Протекторы межфланцевые ПМФ — изделия, которые устанавливаются между фланцами трубопроводов забортной воды для замедления или полной остановки коррозийного разрушения. Принцип действия заключается в том, что более отрицательный металл, из которого изготовлено изделие, в первую очередь подвержен воздействию коррозии, чем основная конструкция. Кроме стенок трубопроводов также защищаются запорная арматура, компенсаторы, другие элементы трубопроводов.

Важность защиты анода для литий-кислородных аккумуляторов

Сюаньсюань
Би, и

Халил
Амин
* абв
и

июнь
Лу
* и

Принадлежности автора

*

Соответствующие авторы

и

Отдел химических наук и инженерии, Аргоннская национальная лаборатория, 9700 South Cass Avenue, Лемонт, Иллинойс 60439, США

Электронная почта:
amine@anl. gov, [email protected]

б

Департамент материаловедения и инженерии, Стэнфордский университет, Стэнфорд, Калифорния 94305, США

с

Институт исследований и медицинских консультаций (IRMC), Университет имама Абдулрахмана бин Фейсала (IAU), Даммам, 34212 Саудовская Аравия

Аннотация

Разработка литий-кислородных (Li-O 2 ) батарей имеет решающее значение для достижения высокой плотности энергии в устройствах хранения энергии. Благодаря малому весу катодного реагента, кислорода, батареи Li–O 2 обладают высокой теоретической плотностью энергии 3500 Вт·ч·кг −1 на основе образования Li 2 O 2 . Однако они сталкиваются с рядом проблем, связанных с металлическим анодом, воздушным электродом и нестабильным электролитом. Хотя большинство исследований было сосредоточено на воздушном электроде, не следует пренебрегать важностью защиты анода. В этом обзоре мы стремимся понять проблемы, связанные с литиевым анодом в батареях Li–O 2 , которые включают рост литиевых дендритов, паразитные реакции между литием и активными частицами в электролите и эффект кроссовера кислорода. Кроме того, последние достижения в области защиты Li в Li–O 2 будут представлены батареи. В этом обзоре подчеркивается важность защиты анода, особенно в среде, богатой кислородом, и он может служить руководством для будущей разработки аккумуляторов Li–O 2 .

  • Эта статья является частью тематического сборника:

    Журнал химии материалов Последние обзорные статьи

Магазин AMPP — Публикация NACE 7L198-2009-SG, Проектирование систем катодной защиты гальванических анодов для морских сооружений

Доступно для скачивания