Opferanode aus Aluminium

Jul 16, 2023

Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der chinesischen Meeresenergiestrategie gibt es viele große Meeresinfrastrukturen wie Offshore-Plattformen, U-Boot-Pipelines, Häfen und Docks, Seebrücken und so weiter.Opferanode aus Aluminiumist eine gängige kathodische Schutzmethode für diese Meeresinfrastrukturen


Derzeit gibt es eine enorme Marktnachfrage nachOpferanoden aus Aluminiumin China. Laut Statistik beträgt der Bedarf an Opferanoden für Offshore-Plattformen fast 300 Tonnen, und die Qualität der Anoden, die in Seebrücken verwendet werden, liegt bei Tausenden von Tonnen

Darüber hinaus ist China immer noch ein großes Exportland für Opferanoden mit einem durchschnittlichen jährlichen Anodenexport von fast 10000 Tonnen und einem enormen Produktionswert. Gegenwärtig umfassen die ausgereiften Opferanoden hauptsächlich Anoden aus reinem Magnesium und Magnesiumlegierungen, Anoden aus reinem Zink und Zinklegierungen, Anoden aus Aluminiumlegierungen und Ferrolegierungsanoden. Verglichen mit Anoden auf Magnesium-, Zink- und Eisenbasis werden Opferanoden auf Aluminiumbasis aufgrund ihrer Vorteile in Bezug auf geringe Dichte, große elektrische Kapazität, lange Lebensdauer und einfache Verfügbarkeit von Rohstoffen häufig in kathodischen Schutzsystemen von Schiffen und Strukturen in Meeresumgebungen eingesetzt und einfacher Herstellungsprozess



Bei der praktischen Anwendung einer Opferanode aus Aluminiumlegierung tritt jedoch häufig ein Versagen des kathodischen Schutzes auf



Dieses Versagen des kathodischen Schutzes ist auf die fiktive Verringerung der Stromeffizienz der Aluminiumanode zurückzuführen, die die Kohlenstoffstahlmatrix nicht wirksam schützen kann. Bei Opferanodensystemen spiegelt sich das Versagen hauptsächlich in zwei Aspekten wider: ernsthafte Selbstkorrosion der Anode und Hemmung der Anodenauflösung


Beide verringern die Stromausbeute des Aluminiumanodenschutzes, und die Selbstkorrosion verkürzt die Lebensdauer der Anode erheblich
Derzeit über die Verbesserung der Opferanode auf Aluminiumbasis

Der größte Teil der Forschung zur Polstromeffizienz konzentriert sich auf die Verbesserung des Anodenmaterials selbst

Leistung, wie das Hinzufügen einer angemessenen Menge an nützlichen Elementen und das Reduzieren schädlicher Verunreinigungselemente,

Verbesserung der Mikrostruktur usw


Allerdings ist der Schutz der Opferanode auf Aluminiumbasis

Der Effekt hängt nicht nur mit dem Material selbst zusammen, sondern auch eng mit der Betriebsumgebung der Aluminiumanode

Tangentiale Korrelation



Unter tatsächlichen Arbeitsbedingungen gibt es viele Arten von Opferanoden auf Aluminiumbasis

Faktoren des Schutzversagens, einschließlich biologischer Verschmutzung in der Meeresumwelt,

Dies ist einer der wichtigsten Gründe für das Versagen des kathodischen Schutzes der Aluminiumanode



Dieses Phänomen des Versagens des kathodischen Schutzes der Opferanode, das durch biologisches Fouling verursacht wird, wird Fouling-Versagen genannt

Meeresbiologisches Fouling ist ein Phänomen, das die Leistung von Komponenten aufgrund der Anhaftung und Massenvermehrung von Meeresorganismen an künstlichen Komponenten ernsthaft beeinträchtigt. Metallkomponenten in Meeresumgebungen sind oft anfälliger für Korrosionsschäden durch Fouling-Organismen

Gemäß den Eigenschaften von Fouling-Organismen können marine Fouling-Organismen in drei Kategorien eingeteilt werden: marine Mikroorganismen wie Bakterien, Pilze und Algen; Meeresweichtiere wie Seeanemonen und Schwämme; Harte Meerestiere wie Seepocken, Austern etc. Gegenwärtig konzentriert sich die Forschung zu Schäden durch marine Fouling-Organismen und deren Schutz vor allem auf Schiffe, Pipelines, Offshore-Plattformen und andere Einrichtungen

Außerdem haben einige Untersuchungen und Studien herausgefunden, dass biologisches Fouling die kathodische Schutzeffizienz von Opferanodenmaterialien aus Aluminium, insbesondere von Opferanodenmaterialien auf Aluminiumbasis, die in der Meeresumwelt weit verbreitet sind, ernsthaft verringert

Gegenwärtig sind die Felduntersuchungen und Mechanismenforschungen zum Versagen von Opferanodenmaterialien aus Aluminium, die durch biologisches Fouling verursacht werden, relativ begrenzt, aber dieser Teil der Forschung ist sehr wichtig. Bei Kohlenstoffstahlsubstraten fördern hauptsächlich Fouling-Organismen

Der Korrosionsprozess führt zum Betriebsausfall von Kohlenstoffstahlmaterialien

Bei Aluminium-Opferanoden haben Fouling-Organismen jedoch, unabhängig davon, ob sie Korrosion fördern oder Korrosion hemmen, einen nachteiligen Einfluss auf das kathodische Schutzsystem der Opferanode. Wenn die Selbstkorrosion der Opferanode intensiviert wird, wird ihre Lebensdauer stark reduziert. Wenn die Anodenkorrosion gehemmt wird, wird die Auflösung der Anode blockiert, was zu einer unwirksamen Freisetzung des kathodischen Schutzstroms führt und seine Schutzeffizienz stark reduziert wird. Beides führt zu einer Abnahme oder sogar einem Verlust der Schutzwirkung der Opferanode. Darüber hinaus gibt es keine wirksamen Maßnahmen zur Reinigung der Fouling-Organismen auf der Oberfläche der Opferanode, und die Forschung zu biologischen Fouling-Schutzmethoden für die Opferanode ist nahezu leer. Mit Blick auf Opferanodenmaterialien auf Aluminiumbasis, die in der Meeresumwelt weit verbreitet sind, kombiniert mit der früheren Untersuchung von marinem biologischem Fouling und dem Einsatz von Opferanoden auf Aluminiumbasis im In- und Ausland, fasst dieser Artikel die Ursachen und Forschungsfortschritte des Fouling-Versagens von Opferanoden auf Aluminiumbasis zusammen Anodenmaterialien. Auf dieser Grundlage wird die Schutzmethode diskutiert, die eine Referenz für die Erforschung und Kontrolle des Opferanoden-Fouling-Versagens bietet