Alumiini päihittää sinkin Itämeren vähäsuolaisessa vedessä
Korroosio eli metallien ruostuminen on yksi merenkulun suurimmista ylläpitokustannuksista ja pahiten se vaurioittaa aluksen vedenalaisia rakenteita. Yleisin tapa suojata runkoa on katodinen suojaus uhrautuvilla anodeilla. Itämeren vähäsuolainen vesi vaikuttaa anodimateriaalin valintaan ja aluksen tarvitsemien anodien määrään.
Katodisessa suojauksessa suojattavaan runkoon kiinnitetään epäjalompaa metallia, joka syöpyy ja näin suojaa aluksen runkoa korrosiolta. Tätä uhrautuvaa anodia kutsutaan myös galvaaniseksi anodiksi, joka syöpyy vähitellen kokonaan. Ilmiö perustuu metallien jalousjärjestykseen, jossa epäjalo metalli syöpyy jaloa metallia herkemmin. Tämän vuoksi anodiksi valitaan aina rungon metallia epäjalompi metalli. Järjestelmä on edullinen ja toimintavarma, sillä se ei tarvitse ulkoista sähköä eikä ohjauselektroniikkaa. Haittana on, että anodit on vaihdettava muutaman vuoden välein telakoinnin yhteydessä.
Vaihtoehtona aluksen rungon korroosion suojaukselle on ulkoiseen virtalähteeseen perustuva ICCP-järjestelmä (Impressed Current Cathodic Protection), jossa suojausvirta tuotetaan sähköllä kulumattomien anodien kautta. ICCP-järjestelmää käytetään laiva-luokan aluksissa.
Yleisimmät uhrautuvat anodimateriaalit ovat
- sinkki, joka toimii luotettavasti vain suolaisessa vedessä,
- alumiini, joka toimii merivedessä, murtovedessä ja makeassa vedessä, sekä
- magnesium, joka toimii parhaiten makeassa vedessä.
Jako perustuu alan kirjallisuuteen ja anodivalmistajalta saatuihin tietoihin (Fisheries Supply 2026).
Valtameren ohjeet eivät päde Itämerellä
Suurin osa alan ohjeista on laadittu valtameriolosuhteisiin. Suomen rannikolla vesi on murtovettä, jonka suolapitoisuus on noin 0,7%, valtamerien suolapitoisuus on noin 3,5%. Suolapitoisuudella on vaikutus anodimateriaalin valintaan.
Sinkki on perinteinen anodimateriaali, mutta vähäsuolaisessa vedessä sen pinnalle muodostuu eristävä kerros, joka tukkii anodin ja estää sitä suojaamasta aluksen runkoa (European Marine Services 2014). Alumiini toimii luotettavasti merivedessä ja murtovedessä. Alumiinianodeihin ei lisätä kadmiumia, joten sen ympäristökuormitus on pienempi kuin sinkkianodeilla. Sinkkianodeihin lisätään pieni määrä kadmiumia, joka on myrkyllistä, ja ympäristölle haitallista. Alumiinianodien pienempi ympäristökuormitus ja kustannustehokkuus ovat syitä, miksi laivateollisuus siirtyy kohti alumiinianodien käyttöä.
Murtovedessä anodeja tarvitaan moninkertainen määrä
Veden suolapitoisuus vaikuttaa myös anodien lukumäärään. Murtovesi johtaa sähköä huonommin kuin suolainen merivesi, joten yksittäinen anodi tuottaa murtovedessä selvästi vähemmän suojausvirtaa (Clematis ym. 2022). Käytännössä tämä tarkoittaa sitä , että samaan alukseen tarvitaan murtovedessä 2-6 kertainen määrä anodeja merivesiolosuhteisiin verrattuna. Anodien lukumäärä riippuu anodimateriaalista. Anodimateriaalin kokonaismassa pysyy samana. Esimerkkialuksella anodien lukumäärä nousi noin kymmenestä yli kuuteenkymmeneen veden vaihtuessa suolaisesta murtovedeksi. Anodeita tarvitaan enemmän, koska jokainen anodi on murtovedessä heikompi virrantuottaja. Tämän vuoksi valtamerille mitoitettu anodien lukumäärä jäisi Itämerellä riittämättömäksi.
Alumiini tarjoaa parhaan kokonaisratkaisun
Valtamerille laadittuja ohjeita ei voi soveltaa Itämerellä sellaisinaan. Veden vähäinen suolapitoisuus on otettava huomioon sekä anodimateriaalin valinnassa että anodien lukumäärässä. Tulosten perusteella alumiinianodit tarjoavat luotettavimman ja kustannustehokkaimman ratkaisun useimpien laivojen runkosuojauskohteisiin, kun tavoitteena on pitkä käyttöikä, toimintavarmuus ja tehokas korroosion hallinta.
Lähteet
Clematis, D., Marroccu, A., Panizza, M. & Barbucci, A. 2022. A critical analysis on the current design criteria for cathodic protection of ships and superyachts. Materials 15(7), 2645. https://doi.org/10.3390/ma15072645
European Marine Services 2014. Sacrificial anodes for boats – A simple resume. https://www.europeanmarinesurveys.com/2014/07/sacrificial-anodes-for-boats-a-simple-resume/
Fisheries Supply 2026. Choosing a sacrificial anode. https://www.fisheriessupply.com/understanding-sacrificial-anodes
Lehtola, E. 2026. Erilaisten korroosiosuojajärjestelmien käyttö laivojen runkosuojauksessa. Opinnäytetyö. Turun ammattikorkeakoulu.