BV和DNV船舶牺牲阳极常见问题

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阳极保护:阳极金属在一定介质条件下,会产生表层保护膜,有活化态变成钝化态。

使金属产生阳极钝化的方法:偶接保护器法、外加电源阳极保护法(通过直流电源,使阳极达到致钝电流,获得阳极保护的方法)、合金化法、介质添加重金属离子沉积层法。

阴极保护:是对被保护的金属表面施加一定的直流电流,使其产生阴极极化,当金属的电位负于某一电位值时,腐蚀的阳极溶解过程就会得到有效抑制。

根据提供阴极电流的方式不同,阴极保护又分为牺牲阳极法和外加电流法两种,前者是将一种电位更负的金属(如镁、铝、锌等)与被保护的金属结构物电性连接,通过电负性金属或合金的不断溶解消耗,向被保护物提供保护电流,使金属结构物获得保护。后者是将外部交流电转变成低压直流电,通过辅助阳极将保护电流传递给被保护的金属结构物,从而使腐蚀得到抑制。

问:关于牺牲阳极的阴极保护法,本来是原电池,为什么叫阴阳极?

这个问题本来很简单,只是在它的名称上有时给人疑惑。这是一个原电池,是在“牺牲负极,保护正极”。之所以称为“牺牲阳极的阴极保护法”是根据电解液中的反应,一般我们把电解液中发生氧化反应的极板称为“阳极”,发生还原反应的称为“阴极”,这个名称来源于“电解电镀”,在外电源的作用下,与外电源正极相连的极板处发生的是氧化反应,对应极板称为“阳极板”,与外电源负极相连的极板处发生的是还原反应,对应极板称为“阴极板”。

所以,在这个牺牲负极保护正极的“原电池”中,如果从“电解液中化学反应”的角度看极板,阴极恰是原电池电源正极,阳极恰是原电池负极。从因果关系来看,原电池由化学能转化为电能,电解电镀是由电能转化为化学能。从电流方向来看,可以统一为“溶液中阴离子流向阳极板,在极板处发生氧化反应;溶液中阳离子流向阴极板,在极板处发生还原反应”。电解电镀中与电源正极连接的是阳极板,而原电池中电源的正极称为“阴极板”,反之亦然。

电化学腐蚀:电化学腐蚀是金属表面与离子导电性介质发生电化学作用引起的,在作用过程中有阳极区和阴极区。其特点是金属与介质中有电流流动。是船舶腐蚀中最常见的一种腐蚀。

化学腐蚀:化学腐蚀是由于金属表面与介质直接发生化学作用引起的,其特点是在作用进行过程中没有电流产生。

微生物腐蚀:某些微生物的生命活动,能够促进阳极区和阴极区的电化学反应,或能削弱金属表面膜的耐腐蚀作用,或能产生腐蚀性物质,从而加快电化学腐蚀,如硫酸盐还原菌和铁细菌对金属的腐蚀。

电化学腐蚀:①氧的浓差电池作用:近水面氧比较多,得到电子成为阴极,水中金属失去电子,成为阳极,构成原电池。腐蚀发生后,缝隙/缺口处氧比较多,底部比较少,底部继续腐蚀,形成锈坑。

②两种不同金属:电偶腐蚀,电势低的成为阳极。

③氧化皮引起的腐蚀:氧化皮电极电位比钢铁高0.26V。

④涂膜下腐蚀:涂膜有微孔存在,海水进入,发生电化学腐蚀。

⑤杂散电流引起的腐蚀:供电/电焊,漏电,船体大阳极。

机械腐蚀:(冲击腐蚀和空泡腐蚀)

空泡腐蚀:高速流动的液体,因不规则流动,产生空泡,形成水锤作用,破坏金属表面的保护膜,加速腐蚀,如螺旋桨,泵轴。。。

生物腐蚀:海洋生物在船底附着,破坏漆膜,造成钢板局部电化学腐蚀

微生物新陈代谢,分泌出具有侵蚀物的产物。

腐蚀电池:

1原电池:把两种不同金属放在电解质溶液内,已导线连接,可以发现导线上有电流通过,这种装置称为

2宏电池:肉眼可以看到的一类腐蚀电池。

①、电偶电池:由不同的金属在同一电解溶液中相互接触而构成。如钢质船体和牺牲阳极构成的腐蚀电池。

②、浓差电池:同一种金属与相同的电解质溶液相接触,由于电解质溶液的浓度不同,形成浓差电池。(氧浓差电池)

金属的电极电位与金属离子浓度有关,溶液越稀,金属的电位越低。

在氧浓度较小的地方,金属的电位较低,成为阳极,金属遭到腐蚀。

3微电池

全面腐蚀:均匀腐蚀是腐蚀作用均匀地发生在整个金属表面,并在整体上逐步地使金属腐蚀,逐步地使金属降低其各种属性,因而其危害性不太严重。

局部腐蚀:局部腐蚀是腐蚀作用主要集中在金属的局部区域。由于这些腐蚀的分布、深度、和发展很不均匀,往往当金属整体还相当完好的时候,局部腐蚀已相当严重,会导致严重事故或灾害,所以危害性很大。点蚀,选择性腐蚀,丝状腐蚀。。。

海水的含盐总量通常以盐度来表示,即指1000g海水中溶解的固体物质的总克数。

温度:海水温度每上升100C,钢铁腐蚀速度将增大1倍

流速:海水的流动可使空气中的氧扩散到钢铁表面的速度加快,同时,它能冲刷掉钢铁表面由腐蚀产物所形成的各种保护膜。

电位(平衡电极电位,相对于标准氢电极)纵坐标,pH为横坐标

稳定区(非腐蚀区):电位和pH变化不会引起金属的腐蚀,即在热力学上,金属处于稳定状态。

腐蚀区:在此区域内金属是不稳定的,可随时被腐蚀,Fe2+、Fe3+是稳定的

钝化区:在此区域内生成稳定的固态氧化物或氢氧化物。金属是否遭受腐蚀取决于生成的固态膜是否具有保护性,即能否进一步阻碍金属溶解的能力。;

将铁的电位降至非腐蚀区,这是阴极保护技术

将铁的电位升高至钝化区,这的阳极保护技术

驱动电位:阳极与钢铁的保护电位差。

通常底部水舱和双层底压载水舱装载压载水时,整个舱内都注满水,因此舱顶的面积应列入被保护面积之中。而舷侧边水舱、顶边水舱、首尖舱、尾尖舱等压载海水时,一般不会满至舱顶,故舱顶的面积可不列入被保护面积。

外板浸水区面积②:S=1.7TL WL+V/T L WL:满载水线长(m);V:满载排水体积(m3)

Al:重量小,电容量大,输出相同电量的铝基阳极要比其他阳极轻的多,对原材料要求低。自腐蚀大,电流效率比锌基阳极低,溶解性也比锌差,碰撞能诱发火花。所以在某些场合受到一定的限制。

①Al允许在货油舱及其相邻的液舱中使用,但仅限于势能不超过275J的部位,阳极重量应取装配时的重量,包括衬垫和装置设施

②阳极的高度通常从液舱底部量至阳极中心

③除非有临近构件的保护外,Al不应设在液货舱舱口或洗舱机开口的下面

r0为铁脚半径,如果选择型号给出,则可以直接算,如没给出,可通过当量半径算出,r0=(L+B)/π

平板形计算末期接水电阻可采用手镯形的计算公式

压载水舱或其他液货/压载舱注意事项:

1、铝合金阳极的布置应注意船级社规范的要求;

2、阳极应固定在舱内的扶强材或水平构件上,长条形阳极的走向应与扶强材的走向相一致;

3、阳极不能固定在外板上,一根阳极也不能跨越安装在两根扶强材上;

4.、在液舱的垂直方向上,阳极的布置应由上而下均匀递减,而在同一水平方向上要注意对称分布和均匀

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