Почему металл в морской воде корродирует
Коррозия в воде — электрохимический процесс. Когда два разных металла соединены электрически и находятся в электролите, то есть в морской или солоноватой воде, образуется гальваническая пара — по сути, батарейка. Более активный металл отдаёт электроны и растворяется (это анод), более благородный получает их и остаётся цел (это катод). Даже на одном стальном листе есть участки с разным потенциалом, поэтому сталь в воде ржавеет и без соседства с другим металлом.
На судне таких пар много: бронзовый винт и стальной корпус, нержавеющий вал и алюминиевая колонка мотора, латунные фитинги и стальные трубы. Если ничего не делать, разрушается самый активный металл в паре — обычно корпус, колонка или сварные швы.
Как анод забирает коррозию на себя
Протекторный, или жертвенный, анод — это кусок металла, который активнее всего, что нужно защитить. Его электрически соединяют с конструкцией: прикручивают или приваривают к корпусу, валу, колонке, причальной свае. Теперь анодом гальванической пары становится он: протектор постепенно растворяется, а сталь, бронза и алюминий конструкции становятся катодом и почти не корродируют. Этот способ называется катодной защитой гальваническими анодами.
Отсюда главное правило: анод должен расходоваться. Если он годами выглядит как новый, значит, он не работает. Например, окрашен, пассивировался (покрылся плотной плёнкой и перестал растворяться) или потерял контакт с корпусом. Как проверить анод — в чек-листе осмотра.
Гальванический ряд металлов в морской воде
| Металл | Потенциал, В (примерно, по хлорсеребряному электроду) | Роль |
|---|---|---|
| Магний | −1,6 | Анод для пресной воды |
| Алюминиевый сплав с индием | −1,05…−1,10 | Анод для морской и солоноватой воды |
| Цинк | −1,03 | Анод для морской воды |
| Углеродистая сталь | −0,60…−0,65 | Защищаемая конструкция |
| Латунь, бронза, медь | −0,25…−0,40 | Защищаемые детали: винты, фитинги |
| Нержавеющая сталь (пассивная) | −0,05…−0,10 | Самый «благородный» металл на борту |
Чем ниже металл в таблице, тем он благороднее. Анод должен быть активнее, то есть отрицательнее, всего, что он защищает. Сталь в морской воде считается защищённой, когда её потенциал сдвинут примерно до −0,80 В или отрицательнее.
От чего зависит срок службы анода
- Сплав. Алюминиевый сплав даёт примерно в 2,5–3 раза больше ампер-часов на килограмм, чем цинк, поэтому при той же массе служит дольше.
- Солёность воды. В солоноватой Балтике цинк может пассивироваться и перестать работать — подробнее в статье «Цинковый или алюминиевый анод».
- Состояние покрытия. Чем больше оголённого металла на корпусе, тем больше ток защиты и тем быстрее расходуется анод.
- Токи утечки. Неисправная проводка на борту или подключение к береговому питанию могут ускорить расход анодов в разы.
- Контакт. Ржавчина, краска или ослабленный болт между анодом и конструкцией прерывают цепь.
- Температура и течение. В тёплой воде и на быстром потоке ток защиты и расход выше.
Частые ошибки
- Анод окрасили вместе с корпусом. Краска изолирует металл — протектор перестаёт растворяться и защищать.
- Нет электрического контакта. Анод стоит на окрашенной поверхности или крепёж заржавел. Сопротивление между анодом и конструкцией, измеренное мультиметром, должно быть близко к нулю.
- Сплав не подходит для воды. Цинк в солоноватой или пресной воде теряет активность, а магний в морской воде даёт перезащиту: вздутие и отслоение краски, а на алюминиевом корпусе — щелочную коррозию.
- На одной конструкции смешаны цинковые и алюминиевые аноды. Они расходуются неравномерно — выберите один сплав.
Протекторы или защита наложенным током
На крупных судах и портовых сооружениях кроме протекторов применяют катодную защиту наложенным током (ICCP): внешний источник питания и инертные аноды. Такая система управляемая, но требует электропитания, настройки и обслуживания. Протекторам питание не нужно вообще. Поэтому их ставят на небольшие суда, в балластные танки, на винты, валы и кингстонные ящики, на причалы — и как резерв к системе ICCP.
Аноды под вашу конструкцию
Мы производим цинковые и алюминиевые протекторы для корпусов, танков, валов и винтов, причалов и шпунта — стандартные и по чертежу или образцу. Пришлите чертёж, фото старого анода с размерами или его артикул — подберём сплав и подтвердим цену и срок.
Вопросы и ответы
01Сколько анодов нужно на судно?
Количество и массу анодов определяет проект катодной защиты: площадь подводной части, состояние покрытия, солёность воды и срок до следующего докования. При замене ориентируйтесь на аноды, которые стоят сейчас, и на то, насколько они износились за прошлый период.
02Работает ли анод, когда судно на берегу?
Нет. Анод работает только в электролите — в воде. Пока судно стоит на берегу, защиты нет, но и анод не расходуется.
03Можно ли красить анод?
Нет. Перед покраской корпуса аноды снимают или закрывают. Слой краски на аноде отключает защиту.
04Почему анод израсходовался за полсезона?
Частые причины — токи утечки от проводки или берегового питания, большая площадь оголённого металла, слишком лёгкий анод. Проверьте проводку и контакт; при необходимости поставьте анод большей массы.