В качестве расходуемых анодов в принципе можно использовать любой металл, имеющий более отрицательный потенциал, чем защищаемый металл (в соответствии с электрохимическим рядом напряжений). По ряду технико-экономических соображений такие аноды (часто их называют протекторы), как правило, изготавливают из сплавов на основе алюминия, реже из цинка или магния. В качестве примера в табл. 1-4 приводится химический состав протекторных сплавов, используемых в России, и их физико-химические свойства.
Как видно из приведенных таблиц, проекторные сплавы имеют широкий интервал электрохимических характеристик, что обеспечивает возможность защиты практически всего многообразия металлических конструкций и изделий из различных материалов и для различных условий эксплуатации.
Эффективность использования и оптимальной срок службы катодной защиты с расходуемыми анодами обеспечивается при соблюдении следующих основных принципов выбора протекторных сплавов:
- по совокупности свойств наиболее эффективны алюминиевые сплавы. Выбор других сплавов целесообразен только при необходимости удовлетворения специальных требований;
- во взрыво- и пожароопасных условиях следует использовать цинковые сплавы;
- при необходимости ограничения водородного показателя среды учитываются следующие данные:
- для исключения водородной деполяризации применяются цинковые сплавы;
- в морской воде соленостью менее 10% наиболее эффективны магниевые сплавы.
| Основа сплава | Алюминий | Цинк | Магний |
| pH | 4-5 | 6-8 | 10-11 |
Расходуемые аноды изготавливаются, как правило, методом литья, реже – методом прессования. По конструктивному исполнению аноды весьма различны по размерам, форме, методам крепления в зависимости от эксплуатационных условий. Например, для установки на подводной части корпуса судна используются аноды обтекаемой формы, чтобы не создавать дополнительного сопротивления движения судна. Для защиты внутренней поверхности судовых труб, теплообменных аппаратов и т.п. применяют аноды небольших размеров кольцевой, пальчиковой или иной формы. Для защиты наружной поверхности морских трубопроводов обычно применяют аноды в форме браслетов массой в десятки и сотни килограммов.
От формы анода зависит его токоотдача, поэтому при низкой электропроводности среды применяют аноды с большой удельной поверхностью, например, прутковые, а в среде с высокой электропроводностью наоборот с малой поверхностью (брусковые, полусферические и пр.).
В зависимости от условий эксплуатации защищаемого объекта и применяемого протекторного сплава аноды могут изготавливаться короткозамкнутые, отключаемые, с встроенным регулируемым или нерегулируемым сопротивлением, подвесные.
Таб.1. Химический состав алюминиевых протекторных сплавов
| Марка сплава | Легирующие элементы, % по массе | Примеси, % по массе, не более | ||||
| Цинк | Магний | Олово | Цирконий | Добавка | ||
| АП2 | 0,4-0,8 | - | - | - | 0,005-0,1 | Железо-0,1 |
| АП3 | 4-6 | - | - | 0,001-0,1 | - | Медь-0,01 |
| АП4 | 4-6 | 0,5-1,0 | 0,05-0,1 | - | - | Кремний-0,1 |
Таб.2. Химический состав цинковых протекторных сплавов
| Марка сплава | Легирующие элементы, % по массе | Примеси, % по массе, не более | ||||||
| Алюминий | Магний | Марганец | Титан | Кремний | Железо | Медь | Свинец | |
| ЦП1 | 0,4-0,6 | - | - | - | 0,001 | 0,001 | 0,005 | |
| ЦП2 | 0,5-0,7 | 0,1-0,3 | 0,1-0,3 | - | - | 0,004 | 0,001 | 0,005 |
| ЦП3 | 0,2-0,6 | - | - | 0,005-0,1 | 0,005-0,1 | 0,004 | 0,001 | 0,005 |
Таб.3. Химический состав магниевого протекторного сплава МП1
| Легирующий элемент | Содержание, % по массе | Примеси | Содержание, % по массе, не более |
| Алюминий | 5-7 | Железо | 0,003 |
| Цинк | 2-4 | Медь | 0,004 |
| Марганец | 0,02-0,05 | Никель | 0,001 |
| Титан | не более 0,04 | Кремний | 0,04 |
Таб.4. Физико-хмические свойства протекторных сплавов
| Марка сплава | Теоретический электрохимический эквивалент, г/Аг | Теоретическая токоотдача Аг/кг | Коэфициэнт полезного использования, % | Потенциал, В | Плотность, г/мс3 | |
| стационарный | в контакте со стальным сооружением | |||||
| АП2 | 0,34 | 2960 | 80 | 0,65 | 0,6 | 2,7 |
| АП3 | 0,35 | 2880 | 85 | 0,82 | 0,7 | 2,8 |
| АП4 | 0,35 | 2880 | 95 | 0,9 | 0,8 | 2,8 |
| ЦП1 | 1,22 | 820 | 95 | 0,82 | 0,73 | 7,1 |
| ЦП2 | 1,22 | 820 | 95 | 0,83 | 0,73 | 7,1 |
| ЦП3 | 1,22 | 820 | 95 | 0,84 | 0,75 | 7,1 |
| Ц\МП1 | 0,45 | 2200 | 65 | 1,3 | 1,2 | 1,8 |
Для дополнительной защиты и придания красивого внешнего вида черному металлу приобретайте финишные покрытия на нашем сайте.