Судовые протекторы АП3: алюминиевые аноды для катодной защиты корпусов судов
Судовые протекторы АП3 — это алюминиевые аноды, изготовленные из сплава АП3 по ГОСТ 26251-84, предназначенные для электрохимической (протекторной) защиты от коррозии стальных корпусов судов, судовых систем и конструкций, эксплуатируемых в морской воде. Сплав АП3 относится к системе алюминий–цинк–индий и обеспечивает защитный потенциал в диапазоне –0,95…–1,10 В по медно-сульфатному электроду сравнения (МСЭ) в морской воде солёностью 30–35 . Протекторы АП3 работают как расходуемые аноды: растворяясь, они поляризуют защищаемую стальную поверхность до потенциала, при котором прекращается анодное растворение железа.
Технические характеристики сплава АП3
Сплав АП3 регламентируется ГОСТ 26251-84 и по электрохимическим параметрам соответствует требованиям к протекторным алюминиевым сплавам для морской среды. Ключевые показатели:
- Защитный потенциал — не положительнее –0,95 В по МСЭ в морской воде;
- Токовая отдача (КПД растворения) — не менее 80–85 %;
- Рабочая плотность тока — 0,5–2,0 А/м защищаемой поверхности;
- Температурный диапазон эксплуатации — от –2 C до +60 C (в воде);
- Скорость растворения — 3,5–5,0 кг/(Агод);
- Плотность сплава — около 2,7–2,8 г/см.
Аноды АП3 выпускаются в виде пластин, стержней и профилей с закладными стальными элементами (кернами) для крепления к корпусу. Типовые размеры пластин — от 200 100 20 мм до 1000 200 40 мм; масса одного протектора — от 1,5 до 40 кг. Крепление осуществляется сваркой или болтовым соединением кронштейнов к корпусу с обеспечением электрического контакта.
Область применения
Протекторы АП3 применяются для защиты от коррозии и электрохимической коррозии следующих объектов:
- Наружная обшивка корпусов судов, включая подводную часть, дейдвудные трубы, рули и рулевые насадки;
- Балластные и трюмные системы, цистерны, заполняемые морской водой;
- Опорные части морских стационарных платформ, причальных сооружений, свай и шпунта;
- Теплообменное оборудование судовых энергетических установок, работающее на забортной воде;
- Внутренние поверхности насосных отделений, кингстонные ящики и фильтры.
В судостроении и судоремонте протекторы АП3 устанавливают на корпуса судов смешанного (река–море) плавания, буксиров, барж, рыбопромысловых судов, а также на корпуса судов ледового класса, где требуется защита в условиях переменного уровня воды и механических нагрузок. Протекторы также используются в системах катодной защиты морских трубопроводов и портовых гидротехнических сооружений.
Сравнение с другими протекторными сплавами
| Параметр | АП3 | АП4 | Цинковый протектор ЦП | Магниевый протектор МП |
|---|---|---|---|---|
| Защитный потенциал, В по МСЭ | –0,95…–1,10 | –1,00…–1,15 | –1,05…–1,10 | –1,50…–1,60 |
| Токовая отдача, % | 80–85 | 85–90 | 90–95 | 50–60 |
| Скорость растворения, кг/(Агод) | 3,5–5,0 | 3,0–4,5 | 10–12 | 4,0–6,0 |
| Рабочая температура воды, C | –2…+60 | –2…+70 | –2…+50 | –2…+30 |
| Применение в пресной воде | ограниченно | ограниченно | не рекомендуется | рекомендуется |
Алюминиевые протекторы АП3 превосходят цинковые по удельной токовой отдаче на единицу массы (в 2,5–3 раза) и уступают магниевым по защитному потенциалу, но обеспечивают более стабильную работу в морской воде с высокой скоростью потока. В отличие от цинковых, алюминиевые аноды не склонны к пассивации в холодной морской воде и сохраняют работоспособность при температурах до +60 C.
Монтаж и эксплуатация
Установка протекторов АП3 производится на очищенную до металла поверхность корпуса с обеспечением надёжного электрического контакта. Крепление выполняется с помощью сварки закладных элементов к корпусу или болтовыми соединениями с использованием токопроводящих прокладок. При монтаже не допускается окрашивание рабочей поверхности анода и контактных зон. Контроль эффективности защиты осуществляется измерением потенциала «корпус–вода» переносным электродом сравнения; при смещении потенциала положительнее –0,85 В по МСЭ требуется замена протекторов.
Ресурс протекторов АП3 зависит от плотности тока, температуры и солёности воды. В среднем при плотности тока 1 А/м и температуре +15…+25 C срок службы составляет 3–5 лет. Замена производится при растворении 70–80 % массы анода. Для судов, эксплуатируемых в тёплых морях, ресурс сокращается до 2–3 лет.
Вопросы и ответы
Какой защитный потенциал обеспечивает сплав АП3 в морской воде?
Сплав АП3 обеспечивает защитный потенциал в диапазоне –0,95…–1,10 В по медно-сульфатному электроду сравнения при солёности 30–35 и температуре +15…+25 C.
Можно ли применять протекторы АП3 в пресной воде?
Применение АП3 в пресной воде ограниченно: из-за низкой электропроводности среды защитный потенциал может быть недостаточным для полной поляризации корпуса. В таких условиях рекомендуется использовать магниевые протекторы.
Как часто нужно менять протекторы АП3 на судне?
Замена производится при растворении 70–80 % массы анода. При типовых условиях эксплуатации в морской воде ресурс составляет 3–5 лет, в тёплых морях — 2–3 года.
Чем крепятся протекторы АП3 к корпусу судна?
Крепление выполняется сваркой закладных стальных элементов (кернов) к корпусу или болтовым соединением кронштейнов с обеспечением электрического контакта. Окрашивание рабочей поверхности анода не допускается.
