内河船舶船体阴极保护系统的应用研究
船舶外加电流_船体外部外加电流阴极保护
船体外部外加电流阴极保护水运是五大运输体系之一,船舶是水上运输的主要工具。
近几年来,海上运输货物以8%的增长率逐年增加。
但是,由于船舶长期航行于海洋中,不同程度地受到各种腐蚀介质的侵蚀而发生腐蚀。
目前,船舶的防腐措施主要是和相结合。
由于涂层在涂装和使用过程中不可避免地会存在漏涂、孔隙等缺陷,腐蚀将首先在这些地方产生,加速而造成孔蚀,施加阴极保护可有效抑制涂层缺陷处孔蚀,而又可降低阴极保护电流密度,使阴极保护更经济,保护电流分布更均匀,保护效果更好。
1.保护电位范围根据GB/T3108-1999规定,船体钢板保护电位范围通常应达到-0.80~-1.00V(Ag/AgCl电极,下同)。
特殊情况下,当阳极布置位置受到限制时,保护电位范围可为-0.75~-1.00V。
下表是一些国家采用的船体保护范围。
表1一些国家采用的船体保护范围项目保护电位范围/V参比电极(美)洛克希德公司-0.75~-0.85Ag/AgCl (日)中川公司-0.75~-0.95Ag/AgCl 前联邦德国AEG公司-0.80~-0.90Ag/AgCl (英)休斯公司-0.75~-0.85Ag/AgCl 油性涂料-0.62~-0.75SCE氯化橡胶系-0.62~-0.80SCE乙烯系-0.62~-0.85SCE环氧沥青系-0.62~-0.90SCE2.保护电流密度保护电流密度与船体的材质、表面涂层状况、船舶在航率、航速、坞修间隔以及水质状况等因素有关。
通常,船外壳板保护电流密度为30~50mA/m2;螺旋桨为500mA/m2;声呐导流置为350mA/m2;舵为150mA/m2。
有关详细规定详见附录GB/T3108-1999。
其他一些国家采用的保护电流密度见表2、表3列出了英国WILSON TAYLOR公表2一些国家采用的保护电流密度国家船体钢板表面状况保护电流密度/(mA/m2)美国涂漆20~40裸板80~100前联邦德国裸板100~150普通涂漆30~40环氧系、乙烯系、氯化橡胶涂料10~20英国涂漆30~60日本油性涂料60~80乙烯、环氧系30~40前苏联涂漆30~60表3各类船舶的保护电流密度(单位:mA/m2)船舶种类新造船舶运营船舶破冰船2530挖泥船2427凹鼻拖船2224拖网渔船2224拖轮1822滚装渡船1420沿海船舶1420其他远洋船1215舶远洋船舶1015(特涂船舶)表4船用恒电位仪的系列规格序号额定输出直流电流/A 额定输出直流电压/V电源/(V/Hz)12012,16交流单相220/50交流三相380/50(交流三相440/60)230 35410012,16,20,24交流单相220/50交流三相380/50(交流三相440/60)5150交流三相380/50(交流三相440/60)620073008208,12,16直流24,110,2209301050船用参比电极有银/氯化银电极、锌及锌合金电极和铜/饱和硫酸铜电极三类。
外加电流阴极保护装置在舰船防腐中的应用研究
第38卷第5A 期2016年5月舰船科学技术SHIP SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol.38,No.5A May ,2016外加电流阴极保护装置在舰船防腐中的应用研究杨清学(成都职业技术学院,四川成都610041)摘要:海水具有很强的腐蚀性,因而对于长期处于海水中的舰船而言,抗腐蚀性显得尤为重要。
由合金构成的舰船材料很容易遭到海水腐蚀,加之海水盐度大,氯离子较多,很容易使船板材料产生电化学腐蚀作用。
外加电流阴极保护装置能够有效地保护舰船材料免遭进一步腐蚀。
本文对外加电流阴极保护装置的研究进展、原理、组成及注意问题进行阐述。
关键词:舰船;阴极保护;防腐中图分类号:U664.6文献标识码:A文章编号:1672-7649(2016)5A -0181-03doi :10.3404/j.issn.1672-7649.2016.5A.061Impressed current cathodic protection on the application of anticorrosion of the shipYANG Qing-xue(Chengdu Vocational and Technical College ,Chengdu 610041,China )Abstract :Seawater is a corrosive material ,so for a long time in the water in the ship ,the corrosionresistance is particularly important.Seawater is the most natural corrosive medium in the world ,because of chloride ion ,soluble oxygen ,halobios and corrosive organics.The ship material composed of alloys are susceptible to corrosion in seawater.Impressed current cathodic protection device can effectively protect against further corrosion of marine materials.In this paper ,the research progress of external device current cathodic protection principle ,composition and problems are described.Key words :ship ;cathodic protection ;corrosion收稿日期:2016-03-02基金项目:四川省教育厅重点课题资助项目(15ZA0362);成都职业技术学院高层次人才科技支撑计划资助项目(15CZY18)作者简介:杨清学(1965-),男,副教授,主要从事通信技术及光伏发电技术研究。
浅析舰艇船体防腐和阴极保护的优化设计方法
浅析舰艇船体防腐和阴极保护的优化设计方法【摘要】舰艇船体长期处于海洋环境之中,其环境特点与陆地情况存在极大的不同,受其影响,舰艇船体很容易出现腐蚀的问题,对于其质量的保证以及使用寿命的延长十分不利。
本文首先分析了舰艇船体防腐和阴极保护的重要性,在此基础上对我国上述两方面工作目前的发展状况进行了研究,并以舰艇为主,提出了具体的优化设计方法,目的在于为以金属材料为主的舰艇船体防腐效果的改善以及阴极保护作用的加强提供保证。
【关键词】舰艇船体防腐阴极保护优化设计舰艇船体长期处于海洋环境之中,舰艇船体很容易出现腐蚀的问题,特别是以合金钢为主要船体材料的各类舰艇长期与海水接触,金属设备其受海水腐蚀情况十分严重,因此有必要以其为主,对相应的防腐以及阴极保护过程进行优化设计。
1 舰艇船体防腐和阴极保护的重要性海水腐蚀是影响以潜艇为主的舰艇船体使用性能的关键因素,同时,一直以来,解决这一问题都是有关领域的工作难点。
调查显示,受海水侵蚀的影响,潜艇中的电子设备等通常会出现损坏的问题,这对于其战斗力的保证十分不利,同时对其进行维修也会对我国造成极大的军事、经济方面的损失[1]。
总的来说,化学腐蚀以及电化学腐蚀是舰艇被腐蚀的主要原因。
前者主要指的是由海水与制造舰艇的诸多材料之间发生化学作用而造成的腐蚀。
后者指的是受电子流动影响而造成的腐蚀。
就目前的情况看,上述两种情况是导致舰艇腐蚀的主要因素[2]。
针对不同的情况,需要采取不同的手段对其进行解决,其中阴极保护以及防腐措施的实施便是两种重要的方法,??践证明,其应用效果相对良好。
因此,有必要将上述措施应用到潜艇的防腐蚀过程中,以为其使用性能的保证以及使用寿命的延长提供基础。
2 舰艇船体防腐和阴极保护现状目前,我国舰艇船体防腐和阴极保护水平已经得到了一定程度的提高,其保护效率与寿命也得到了演唱,但在计算与设计方法的应用过程中却存在着过于传统的问题,盲目性相对较强,为解决上述问题,这对于我国舰艇船体防腐水平的进一步提高十分不利。
船体外部外加电流阴极保护
水运是五大交通运输系统之一,船舶是水运的主要交通工具。
近年来,海运货物的增长率逐年增长8%。
然而,由于长期在海上航行,船舶受到各种腐蚀性介质的不同程度的腐蚀。
目前,船舶的主要防腐措施是涂料与阴极保护相结合。
由于涂层在涂敷和使用过程中不可避免地会出现涂层缺失、气孔等缺陷,这些地方首先会发生腐蚀,加速并引起点蚀。
阴极保护能有效抑制涂层缺陷处的点蚀,降低阴极保护的电流密度,使阴极保护更经济,保护电流分布更均匀,保护效果更好。
对于大型船舶,保护电流比较大。
在这种情况下,两套独立的保护系统可以安装在船的中部,或靠近船的头部和尾部。
电位器可以安装在机舱的主控制室或其附近。
在安装恒电位器时,应注意阴极接地和基准电极的零接地不应在同一点,并应间隔一定距离。
恒电位器的负极应接在船体上,正极应接在与船体绝缘的辅助阳极上,不得倒转。
辅助阳极一般对称布置在右舷和右舷上。
一般4-6艘为宜,超大型船舶数量可适当增加,但不超过10艘。
确定阳极数量后,即可确定阳极规格。
艉部安装的辅助阳极多为长条形,艏部多为圆盘形。
辅助阳极的垂直布置为从重水线到船底中线的弧长1 / 3左右,但必须小于轻水线0.5m以下。
船用辅助阳极的安装方式有两种,一种是附着式,另一种是凹式。
该胶黏剂的优点是目前分散性较好,缺点是容易损坏。
凹型的优点是阳极不易损坏,但分散能力不如粘着型。
凹阳极主要用于破冰船等高负荷船舶,并安装在船首。
参比电极的纵向排列取决于参比电极的数量。
如果整艘船只有两个参比电极,一个在船头,一个在船尾或船中部,最好将左右两边分开。
如果安装一个以上的参比电极,可以配置船首、中部和船尾,配置左舷和右舷。
参比电极布置在两个辅助阳极中间或离阳极最远的地方,即安装在电位最大的地方。
对于大型船舶,离阳极至少15-20米,而对于小型船舶,距离可以按比例缩小。
参比电极应与辅助阳极垂直布置在同一水平面上。
船体外加电流阴极保护系统设计与应用
船体外加电流阴极保护系统设计与应用发布时间:2021-03-15T11:20:19.240Z 来源:《基层建设》2020年第27期作者:李伟[导读] 摘要:海航船舶受到海水冲刷侵蚀。
海水作为一种很强的腐蚀性介质,对船舶钢质外板有很强的腐蚀性。
武汉三通船舶技术工程有限公司湖北武汉 430000摘要:海航船舶受到海水冲刷侵蚀。
海水作为一种很强的腐蚀性介质,对船舶钢质外板有很强的腐蚀性。
对于长期处于海水中的船体而言,腐蚀问题更显突出。
本文首先对船舶的腐蚀机理进行分析;然后,对船体阴极外加电流保护系统进行相关计算,为该类型船舶在船体设计中采用阴极保护装置提供参考。
关键词:船舶腐蚀外加电流阴极保护1船舶腐蚀与腐蚀防护1.1腐蚀的基本原理船体腐蚀的基本原理就是金属原电池反应。
船体金属在海水电解质溶液中,形成微电池,在电池阴极发生还原反应,阳极发生氧化反应,导致金属的电化学腐蚀。
由于船舶船体金属不是纯净金属铁,存在多种金属元素。
两种金属之间存在电位差,两种金属处于同一电解质中,形成电池腐蚀。
腐蚀的基本过程可表示如下:阳极金属,发生氧化反应,发生腐蚀:Fe→ Fe2++2e-阴极金属,发生还原反应,无腐蚀。
1.2船体腐蚀的常见防护措施船舶的腐蚀防护直接关系到船舶的使用寿命和航行安全。
船体腐蚀防护最基本的手段就是油漆涂装。
通常在船舶建造中,船体金属表面经过表面处理工艺处理,然后选用合适的船体涂装油漆,以多次喷涂等涂装工艺技术,使油漆以一定厚度均匀覆盖在船体金属表面,形成连续的、完整的、致密的涂层,将船体金属表面与外界腐蚀环境相隔离,达到防腐蚀的目的。
另外,船舶长期在海水中航行,油漆涂覆有破损等的情况。
所以在船体防腐中,只有油漆涂覆是不够的,通常会在船舶设计中增加阴极保护措施。
阴极保护的基本原理,就是采用比船体金属电位更负(化学性更加活泼)的金属或合金,与被保护的船体金属连接,依靠该金属或合金不断地腐蚀融解所产生的电流使被保护的船体金属获得阴极极化,从而得到保护;或者给船体金属持续强加一个与金属腐蚀时产生的腐蚀电流方向相反的直流电,同样可使其在整体上构成阴极,便可使船体免受腐蚀。
船体防蚀及阴极保护系统生船舶上的应用
对 于舵 接地 系统 没有 特别之 处 ,但轴 系 接地 的毫 伏表 电位
应 控 制在 5 0毫伏 以下 ,否则 需要 进 行 以 下检 查 :滑 环 与轴 问 的电 阻应 平 滑 ;碳 刷应 垂 直于 轴 系安 装 ,避免 不 平 滑 的磨 损 ; 轴 与碳 刷接 触 良好 ;连接碳 刷 与船体 的电缆 也需 足够 尺寸 ;系
系统 的厂 家也 较 多 ,但 各厂 家阴极 保 护 系统 的基本 原理 均 基于
以上 机理 ,实 现手 段也 大 同小异 ,仅 在 阳极材 料 的选 用 和型式 上有 所差 别 。
外加 电流 阴极保 护 系统应 用 在确 定 的船舶 上 ,系统 容 量 的 正确 选择 是保 证 系统有 效性 的关键 。结 合 图 1 图 2可 以清 晰 和 地 知道 ,实现 外加 电流 阴极保 护 的前 提条 件是 从外 加 阳极 电极 产 生 的 电流 需 要 足 以 克服 被 保 护 电 极表 面 区域 的 自然腐 蚀 电 流 。因此 ,需 要根据 被保 护 区域 面积 的大 小进 行 详细 计算 以确
系统 工况进 行定 期地 检查 和记 录 。在 船舶 表 面涂 料工 况较 好 的
前 提下 ,系统 工 作 电流通 常是 较小 的 ,随着 时 间的推 移 ,船体
外 板油 漆 的性 能 逐渐 下降 ,油漆 状态 变差 ,系统 工作 电流 就会 逐 渐 上升 。所 以通过 检查 阳极 电流 的变化 也 可作 为判 断油 漆状 况 的依 据 之 一 。 E常 使 用 中应 注 意 系 统 的测 量 和 控 制 是 否失 t
组成 。图 2中 所需 要 的直 流 电源 通 常是 将船 电经 变 压器 降 压 , 然后 通过 可控 硅整 流器 整流 后输 出 ,控制 单元 则对 阴 极 ( 即船
外加电流的阴极保护技术在船舶防腐中的应用
外加电流的阴极保护技术在船舶防腐中的应用
李增国
【期刊名称】《船舶物资与市场》
【年(卷),期】2024(32)1
【摘要】随着航运业的迅猛发展,船舶腐蚀问题成为了一个备受关注的挑战。
海水中的腐蚀不仅会减少船舶的使用寿命,还可能引发严重的安全问题。
本文旨在研究并探讨外加电流的阴极保护技术在船舶防腐中的应用,首先,对外加电流阴极保护进行一定论述;其次,进一步探讨外加电流阴极保护系统的组成,主要包括恒电位仪、辅助阳极以及参比电极等部分;最后,结合船舶防腐的特点,分析阴极保护技术应用的注意事项,进而有助于推动外加电流阴极保护技术在船舶防腐中应用的不断深入,从而为船舶提供有效的保护。
【总页数】3页(P9-11)
【作者】李增国
【作者单位】中国海警局直属第二局
【正文语种】中文
【中图分类】U672.72
【相关文献】
1.对外加电流阴极保护技术在码头工程钢管桩防腐蚀中的应用研究
2.外加电流阴极保护装置在船舶防腐中的应用
3.外加电流阴极保护技术在海水管线防腐中的应用
4.
外加电流阴极保护技术在变电站接地网防腐中的应用研究5.外加电流阴极保护技术在接地网防腐的应用研究
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船舶阴极保护系统介绍
船舶阴极保护系统详述简要:详细介绍船体电化学腐蚀原理,阴极保护方法,并结合实际应用详细阐述外加电流的阴极保护的工作原理与衡量标准。
一、电化学腐蚀原理铁制成的船体接触海水时会产生电位,发生电腐蚀现象。
所以,为了尽量减少船体与海水接触,采用防锈蚀的油漆隔离船体和海水。
但是船尾轴系,推进器或者因为船体损伤导致的与海水接触是无法完全避免的。
所以接触到海水的一部分船体会发生电化学腐蚀,根据电解情况的不同,腐蚀程度不同。
原电池电解反应:当两种金属或含杂质的金属被置于电解液中,金属活动性强容易失去电子,被氧化,发生氧化反应,为阳极,从而带正电荷(生成金属氧化物,所谓被腐蚀),使电势升高,可以作为正极(正极是针对外部电解质中游离电荷而言,正极吸引负电荷,而正电荷则流向负极,可以被认为是电流的方向)。
金属活动性弱者得电子,被还原,发生还原反应,为阴极(该电极积累金属),电势降低,成为负极,吸引正电荷聚集。
图1 电化学腐蚀原理图二、阴极保护阴极保护则使上述过程逆转,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。
注:金属活动性更强,更活跃,更易失电子)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,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。
牺牲阳极阴极保护法一般用锌块合金,布置没有具体要求,只要沿着舭龙骨流线平均分布,具体数量则要根据船只钢材数量(面积)进行计算后得出。
也可用铝合金的,效果更好,但在机舱及货油舱等区域禁止使用(因电位差过高存在引发火星的可能性)。
一般设计使用寿命2-3年,采用焊接或铆接方式固定于船体外壳之上,铆接的话到了使用后期可以方便更换,并且有各种型号可选。
外加电流阴极保护装置在船舶防腐中的应用
外加电流阴极保护装置在船舶防腐中的应用作者:张平来源:《广东造船》2014年第03期摘要: 本文介绍了船舶外加电流的阴极保护的原理,系统组成,应用中的常见问题。
关键词:船舶;阴极保护;腐蚀Impressed Current Cathodic Protection on the Application of Anticorrosion of the ShipZHANG Ping(Navel Representatives Office of Jiangnan shipyard (group) Co., Ltd,Shanghai 201913)Abstract:This article introduces the principle of ship of the impressed current cathodic protection, system composition and application of common problems.Key words:ship;cathodic protection;corrosion1引言海水是一种很强的腐蚀性介质,对钢质船体有很强的腐蚀性。
钢板遭到海水腐蚀生成铁锈,铁锈质地松脆,无法阻止钢板进一步的腐蚀。
且腐蚀使船体外表面粗糙,易附着一些海生物,增加船体的阻力。
目前在船体防腐蚀方面,除增加涂层外,一般还有牺牲阳极和外加电流两种阴极保护形式。
牺牲阳极方法由于简单、经济,被广泛采用,但效果欠佳,焊在船体外表面的锌块也会增加船体阻力。
使用永久性外加电流的阴极保护装置是目前控制钢质船体在海水中腐蚀的最有效方法。
2外加电流阴极保护2.1外加电流阴极保护的原理钢铁在海水中的腐蚀是一个电化学过程,铁电位较负,比较活泼,放出电子成为正离子进入海水,处于阳极状态,遭到腐蚀。
如使钢铁表面全部处于阴极状态来抑制微阳极区钢铁的电子释放,就可以防止钢铁的腐蚀。
外加电流阴极保护即在金属表面上加上阴极电流。
用于船舶防腐的阴极保护电极组
用于船舶防腐的阴极保护电极组阴极保护电极组是一种常用于船舶防腐的技术手段。
它通过向船舶表面引入电流,使船舶成为阴极,从而抑制金属腐蚀的发生,延长船舶的使用寿命。
本文将从阴极保护电极组的原理、组成部分和应用等方面进行探讨。
一、阴极保护电极组的原理阴极保护电极组的基本原理是通过将船舶结构与同一电解液中的金属电极(或金属骨架)相连,并向其引入恒定电流,使金属结构成为阴极,从而抑制金属的电化学腐蚀。
这种电流的引入可以通过外部电源或者自然电位提供。
在海水环境中,金属会发生电化学反应,即氧化还原反应。
当金属表面形成阳极和阴极区域时,即产生了电池,导致金属腐蚀。
阴极保护电极组的引入可以改变金属表面的电位,使其整体成为阴极,从而避免金属腐蚀。
二、阴极保护电极组的组成部分1. 阳极阳极是阴极保护电极组的重要组成部分,它一般由高纯度的金属制成,如铝、镁等。
阳极负责提供电流,使船舶成为阴极,从而抑制金属的电化学腐蚀。
阳极的选择要根据具体情况进行,考虑到金属的导电性、抗腐蚀性和成本等因素。
2. 引线引线是将阳极与船舶结构进行连接的导电部分,起到传递电流的作用。
引线应具有良好的导电性能和耐腐蚀性,以确保电流的顺利传输。
3. 引下极引下极也是阴极保护电极组的重要组成部分,它一般由导电性能好的金属材料制成,如铜或铜合金。
引下极的作用是将电流引到淡水区域或海域中,并与自然电位相接,实现阴极保护。
三、阴极保护电极组的应用阴极保护电极组广泛应用于船舶的防腐领域,其中主要包括以下几个方面。
1. 船体防腐船舶在海水中长期操作,容易受到腐蚀的侵蚀。
使用阴极保护电极组可以降低船体的金属腐蚀速率,延长船舶的使用寿命。
2. 金属结构防腐船舶的金属结构,如舵柱、舵机室等部位,也容易受到腐蚀的影响。
通过引入阴极保护电极组,可以减少金属结构的腐蚀程度,提高结构的稳定性和耐久性。
3. 管道防腐船舶上的管道系统往往需要面对海水中的腐蚀问题。
利用阴极保护电极组,可以减少管道的金属腐蚀速率,延长管道的使用寿命。
船体腐蚀及阴极保护
1996年第4期武汉造船No.4.1996 (总第109期)Wuhan Shipbuilding(Serial No.109) 收稿日期:1996年7月9日船体腐蚀及阴极保护孙 及(武汉交通科技大学)摘 要:本文介绍用于船体防腐的阴极保护系统及外加电流的技术要求。
关键词:船体防腐 阴极保护系统目前大多数船舶都采用金属外壳。
金属在电解质溶液中,由于表面存在电化学的不均匀性,会形成无数的腐蚀原电池,产生金属腐蚀现象。
船舶配置阴极保护系统的目的,就是保护船体,提高防腐作用,减少船体维修与更新的费用,延长船体的使用寿命。
阴极保护系统一般有两种保护类型,即牺性系统和外加电流系统。
1 牺性系统(Sacrificial system)牺性系统是在船体上焊上阳极板而形成的。
阳极板用比构成船体的钢材之电化阳极性强的材料制成。
在电化过程中阳极板慢慢溶解,在船体钢板上施加保护性电流,从而达到防止腐蚀的作用。
这种保护存在两个缺点,一是阳极板必须定期更换;二是由于阳极板的体积较大、数量较多,需增加0.5%~1%耗油量去克服增加的船体阻力。
因而牺牲系统的应用受到了限制。
2 外加电流系统(Impr essed current sy stem)外加电流系统是利用外部直流电源取得阴极极化电流来防止船体遭受腐蚀。
这种系统中使用的阳极板量很少,而且由于它们比较不活泼,一般预计有15至20年的寿命。
通常它们在造船阶段被永久性地安装在船体上,这样也就克服了牺牲阳极的缺点。
图1 外加电流阴极保护系统框图外加电流系统如图1所示,它由船体传感器、控制单元、交流控制装置、变压整流装置及阳极板组成。
少量的外部阳极板为电流发射器,电流由变压整流装置供给,受控于控制组件。
低压直流电源由引自船体传感器并经控制电路处理的电信号来调节。
实际上,外加电流系统为闭环控50制系统,它可有效地实现电流控制,达到保护作用。
3 外加电流保护系统的技术要求1)外加电流值的要求保护船体钢板通常需要约20mA/m 2的均匀电流密度以抑制大多数的腐蚀电池。
阴极电流保护装船工艺及调试技术研究
阴极电流保护装船工艺及调试技术研究摘要:外加电流阴极保护装置通过对被保护船体施加保护电流来实现船体保护作用。
具有随船体外界条件变化(如船舶航速、海水盐度和温度、油漆涂敷程度等)而自动调节输出电流,使船体始终处于最佳保护电位范围内。
关键词:外加电流阴极保护、装船工艺、调试技术1 前言船舶常年浸在海水中,容易发生电化学反应。
海水是一种很强的电解质,船体可视为铁、碳及其它金属构成的合金,在海水中形成微电池化学反应。
其中铁的电位较负,失电子成为微电池的阳极,受到侵蚀。
为避免船体侵蚀,通过在船舶上安装外加电流阴极保护装置,电流从与电源正极相连的辅助阳极通过海水到船体再回到电源的负极构成回路,船体和螺旋桨等得到电流进行阴极极化,在极化过程中船体成为阴极而得以保护,避免腐蚀。
2 原理及系统组成外加电流阴极保护装置就是根据“电化学反应中的阴极区是不腐蚀的”原理,使船体水下部位不受海水腐蚀。
通过对被保护船体施加保护电流,电流越大,阴极表面的电子积聚越多,电位也就越负,当电位负到一定程度时,由辅助阳极电流的电子代替船体来失电子,从而船体表面达到等电位,微电池化学反应停止,船体的腐蚀即被抑制。
实船应用中,由恒电位仪提供直流电流,恒电位仪的正极与船体绝缘安装的辅助阳极相接,负极接船体,电流从与电源正极相连的辅助阳极通过海水到船体,再回到电源的负极构成回路时,使船体和螺旋桨等得到电流进行阴极极化,通过参比电极监控,当极化到一定电位范围,即-0.80~-1.00V时(相对于银/卤化银参比电极),船体就处于被保护状态不受海水腐蚀。
2.1 系统组成外加电流阴极保护装置由恒电位仪、辅助阳极和阳极屏蔽层、参比电极、舵接地装置等组成。
系统框图如下图所示:图1 外加电流阴极保护装置系统框图恒电位仪:恒电位仪是船体外加电流阴极保护装置中自动调节保护电流大小,使船体水下部位一直处于保护状态的装置。
辅助阳极:辅助阳极与恒电位仪正极相连,安装在船体(壳)外舷,经海水介质向船体施加保护电流。
阴极保护课题研究报告范文
阴极保护课题研究报告范文一、引言阴极保护是一种常用的金属腐蚀控制技术,在许多工业领域中得到广泛应用。
本研究旨在探讨阴极保护的原理、应用场景、相关技术和存在的挑战,以期提供有关该技术的详尽研究报告。
二、原理及机制阴极保护是通过在金属结构表面施加一个外部电流来减缓或阻止金属腐蚀的过程。
在一个完整的阴极保护系统中,有一个阳极和一个被保护的金属结构,它们通过电流源相连。
阳极在电流源的作用下被鉴别为主动阳极,通过向金属结构释放电流将结构酸化,从而减缓结构的腐蚀。
整个过程是基于金属腐蚀的电化学现象。
三、应用场景阴极保护的应用范围广泛,常见于地下管道、船舶、桥梁、海洋设施以及维护保养困难或需要长时间使用的金属结构中。
例如,在地下管道领域,阴极保护技术可以有效减少管道的腐蚀,延长使用寿命。
在船舶领域,使用阴极保护可以防止舰船金属结构的腐蚀,避免意外事故发生。
四、相关技术阴极保护领域涉及多种相关技术,其中包括:1. 阳极种类:有塞堵阳极、嵌入阳极以及外部阳极等;2. 电流源:可以是由太阳能、直流电源或电化学装置等提供的电流;3. 电位监测:借助电位监测仪器可以测量金属结构的合适电位,以确保阴极保护系统正常运行。
五、存在的挑战阴极保护技术虽然被广泛使用,但仍然存在一些挑战需要克服。
其中一些挑战包括:1. 适应性:不同金属结构和环境条件下的阴极保护系统需要根据具体情况进行调整和优化;2. 维护成本:阴极保护系统需要定期检查和维护,这会带来一定的经济成本;3. 技术限制:在某些情况下,阴极保护可能无法完全防止金属腐蚀,需要结合其他腐蚀控制技术进行综合应用。
六、结论阴极保护技术是一种有效的金属腐蚀控制技术,在许多工业领域中都有应用。
随着科技的不断发展和创新,阴极保护技术将进一步完善和优化。
然而,我们需要意识到该技术的局限性和挑战,并寻找合适的解决方案。
我们相信通过持续的研究和努力,阴极保。
舰船海水管系阴极保护优化设计研究的开题报告
舰船海水管系阴极保护优化设计研究的开题报告导言在现代海洋运输和海洋工程建设中,船舶和海洋结构的防腐蚀问题显得尤为重要。
海水中含有各种电解质,船舶和海洋结构与海水接触,容易被腐蚀,严重影响其使用寿命和安全性。
其中阴极保护技术是一种较为成熟的防腐蚀技术之一,其有效性已经得到了广泛验证。
在舰船海水管系中,阴极保护的应用受到广泛关注。
海水管系是船舶中最常见的构件之一,它们被广泛用于海水循环、垃圾排放和消防等方面,是船舶系统中不可或缺的组成部分。
然而,海水管系的防腐蚀问题也是一个长期存在且困扰船舶运营和维护的难题。
海水管系的防腐蚀需要通过一系列工程措施来实现,在其中,阴极保护技术是一种可行、经济、有效的方法。
因此,本文将在前人研究的基础上,分析舰船海水管系阴极保护技术中存在的问题,结合现有技术手段,对其进行优化设计,从而提升防腐蚀效果,降低维护成本。
研究内容本文主要研究内容如下:1. 分析舰船海水管系阴极保护技术的研究现状和存在问题,了解国内外阴极保护技术的应用状况和发展方向。
2. 阐述阴极保护原理及其在舰船海水管系中的应用,分析海水管系阴极保护的优缺点和应用前景。
3. 研究舰船海水管系阴极保护的影响因素,如钢材种类、涂层质量、阴极电流密度等,从中探索最优方案。
4. 设计一种优化的阴极保护方案,结合现有技术条件和实际应用需求,提出防腐蚀的最佳工程方案,同时考虑经济性和可行性等因素。
5. 利用模拟实验和现场试验,对优化的阴极保护方案进行验证和比较,数据分析和实验结果将用于验证设计方案的有效性和推广。
6. 最后,对本文研究的成果和存在的不足进行总结,并对未来舰船海水管系阴极保护技术的发展方向和应用前景做出展望。
研究方法本文采用以下研究方法:1. 文献调研法:通过查阅相关文献资料,搜集国内外阴极保护技术的应用状况和发展方向,了解目前研究的热点和难点。
2. 理论分析法:结合阴极保护原理,分析海水管系阴极保护的优缺点、影响因素和应用前景,为后续工程方案的设计提供理论依据。
阴极保护在海洋工程中的应用研究
阴极保护在海洋工程中的应用研究朱江【摘要】This article introduces the basic operational principles of cathodic protection as well as expounds its roles in protection against hull corrosion in ocean engineering. In addition, it proves that impressed current cathodic protection(ICCP) has more advantages.%文章介绍了阴极保护基本工作原理,并阐述了其在海洋工程中对控制船体外壳防锈方面的应用。
实例证明,在海洋工程中采用外加电流阴极保护更有优势。
【期刊名称】《南通航运职业技术学院学报》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】4页(P36-39)【关键词】阴极保护;ICCP;海洋工程;外壳保护【作者】朱江【作者单位】南通中远船务工程有限公司海工研发中心,江苏南通 226001【正文语种】中文【中图分类】U672.70 引言当今的船舶、海洋平台、特种工作船舶设施,广泛采用阴极保护方法防止外壳腐蚀。
阴极保护方法主要分为牺牲阳极(如在船体、船舵上加锌块)和外加电流保护(Impressed Current Cathode Protection,简称ICCP)两种。
浮式海洋工程平台在阴极保护系统安装后,需要保证储油平台25年后也无需进坞维修,且要实现压载舱及系泊系统的保护。
本文将对阴极保护系统在浮式海洋工程平台的具体应用进行研究,以供参考。
1 阴极保护的一般原理1.1 电化学腐蚀为理解阴极保护,首先要了解腐蚀机理。
发生腐蚀必须具备三个条件:两种不同的金属;一种电解质(溶解有一种或多种类型盐的水);不同金属间存在金属(导电)通路。
两种不同的金属可以是完全不同的合金,如钢和铝,但更常见的情况是一整块钢表面上微观或宏观的冶金学差异。
阴极保护系统在船体防蚀上的应用
) , 男, 湖 北 省人 , 工 程 师, 现 从
圈 1 电 化腐 蚀 原 理 图
事远洋船舶监造工作。
时也会不断产生热量, 如果模块工作温度超过允许 值, 部分电子元件可能会失效 , 导致主机不能正常运 转。所 以, 模块箱通风格栅要定期清洁 , 保持 良 好通 风。在主机 自由端处还安装一在线备件模块控制箱 ( E 9 0 ) , 控制箱内装有一在线备件模块 , 它内部记载 的数 据和其 它各缸 模 块 的 是 一样 的 , 如果 某个 缸 的
缸模块故障需要更换 时必须先在 E 9 0控制箱内进 行下载 , 将备件模块安装到控制箱 内接好相应插 口
阴极保护 系统在船体 防蚀上 的应 用
徐振华
3 3
在无涂料保护 的钢板上 ) , 在其表面则是 以微 电池 形式构成阳极 和阴极区域 , 从而发生电化腐蚀现象。 根据以上腐蚀原电池形成机制可 以得 出如下结论 : 当某种 金 属相 对 于 电解 液 的 “ 电位 ” 处 在某 一 范 围 内时 , 我们 可 以认 为 该 金 属 处 于 电 化腐 蚀 状 态 , 或 “ 电位” 处在另一范围时则 表明未受到腐蚀 。即金 属处 于“ 阳极 ” 状态即是受腐蚀状态 , 金属处 于“ 阴 极” 状 态 即是被保 护状 态 。 2 防止金 属腐蚀 一阴极保 护 的作 用机 理 根据 金 属腐 蚀 的基 本 成 因 , 为 了 防止 船舶 结 构 和系统出现腐蚀现象 , 基本 的原则就是确保腐蚀原 电池不被建立 , 其重要的手段就是 防蚀涂料。防蚀 涂料将船体结构和系统与 自然环 境完 全隔离 , 但是 其保护效果取决于涂料质量 、 表面膜厚 、 施工工艺以 及后续保养。实际上 , 完全依靠防蚀涂料进行结构 的防蚀 是不充 分 的 , 必需 采 取 可 靠 的补 充 措施 予 以 完善 , 即阴极保护 , 其分为牺牲阳极的阴极保护和外 加 电流的阴极保护 。 牺牲 阳极 的阴极保护即是通过图 I 所示的腐蚀
外加电流阴极保护ICCP系统在船舶的应用浅析ICCP的日常管理
外加电流阴极保护ICCP系统在船舶的应用浅析ICCP的日常管理导读:就爱阅读网友为您分享以下“外加电流阴极保护ICCP系统在船舶的应用浅析ICCP的日常管理”资讯,希望对您有所帮助,感谢您对的支持!外加电流阴极保护(..)ICCP系统在船舶的应用.—浅析ICCP的日常管理...当船舶航行时,水与船体表面发生摩擦而产生一种阻止船舶前进的力,称为摩擦阻力。
在船舶的水阻力中,一般低速船舶的摩擦阻力约占总阻力的8%,0高速船舶的摩擦阻力约占总阻力的4%。
0而摩擦阻力会随着船体表面逐渐附着一些海生物和受到腐蚀使粗糙度增加而增大船体阻力。
为防止船体表面的腐蚀,过去均采用在船体表面焊接锌块或铝块等牺牲阳极的保护方法来保护船体表面防止腐蚀,但在船体表面焊接锌块或铝块本身就增加了船体的阻力;在防止船体表面海生物的生长方面,08年代以后一般采用SC油漆(P自抛光漆)以防止船体表面海生物的生长。
随着船体保护技术的发展和改进,为节省费用,现在越来越多的船舶采用船体外加电流的阴极保护系统(..)I.P来防止船CC体表面海生物的生长和腐蚀,以保持船体的光洁度。
当然,如果在日常的维护保养中使用不当,而使船体失去保护或保护程度过大,就会对随着自动化和计算机技术的发展,它们也韩成敏中远集运船体产生一些不良影响,下面就对此问题进行一些初步的探讨。
1系统的结构及其工作原理()统结构如下图所示:1系②几一①①n⑤图1系统结构图江控制屏;卜一乡一舵柱接地系统;逗-阳极;)推进器轴接地C一4系统;卜参比电极c从上图可以看出组成该系统的各个部件,下面是各部件的作用:1控制屏)大多数CCP系统的控制电路已完全模..块化。
为了满足不同船舶的需要,制造商一般提供多种不同输出类型的控制箱供用户选用。
某轮控制屏使用主电源如下:C1十一1%A45/01HAS5/0PE06Hz参考文献1(hPocl19tAnMAPL/IMOTetoo97medRO77rofo38Rslisota97neneCnrtgeuoApet9Cfecootcnotndd1orfaiGvrmnsMAPL/8,97oenettoRO77)1932(diooAnxttetntnl-IMOAdifeVoIeaoaCntnn1hnriovnifrPeetnPltnmi,3AetntevnioouifSp17,oohroflorhs9os已经在船舶上得到了广泛的应用,并已经形成了船舶自动化技术和计算机应用技术领域。
阴极保护在海洋工程中的应用研究
朱江 : 阴极保护在海洋工程中的应 用研究
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第二 , 油漆特涂 , 使船体金属表面与海水介质隔绝 , 有效 的缓解锈蚀 , 这是 目前各种船 舶中普遍使用 的
机 械涂 层 防护 措施 。 第三 , 安装 比船体电位低的金属 , 即牺牲 阳极。通常船舶水线 以下外壳、 水舱 、 压载舱 、 双层底 、 艏尖舱 、
舵等重要部位都会焊接大量锌块 , 以缓解锈蚀 。牺牲 阳极 的保护方式 , 并不适合长期不进干坞维修的海洋平
台, 且 投 资高 , 安 装 布置 工程 量庞 大 。 第 四, 主动 防御 , 安装 外 加 电流 阴极保 护 系统 ( I C C P) 。采 用外 加 电流 阴极 保护 系统 , 设备 安装 相对 简单 ,
Na n t o n g C OS C O S h i p p i n g E n g i n e e r i n g C o . , L t d . , Na n t o n g 2 2 6 0 0 1 , C h i n a )
Ab s t r a c tFra bibliotek Thi s a r t i c l e i n t r o d uc e s t he ba s i c o pe r a t i o na l p r i n c i pl e s o f c a t h o d i c p r o t e c t i o n a s we l l a s e x po un d s
Ap pl i c a t i o n o f Ca t ho di c Pr o t e c t i o n i n Oc e a n Eng i ne e r i ng
Z HU J i a n g
f Ma in r e En g i n e e r i n g Re s e a r c h& De v e l o p me n t C e n t e r .
船体外加电流阴极保护的应用
Applc to fI p e s d Cu r ntCa ho o e to S s e orH ul i a i n o m r s e r e t dePr t c i n y t m f l
Z U W a wu . XU Ya g i H n n y
( s a g h uLo g u hp uligCo, t . a g h u5 6 ) cs c Gu n z o n x eS ib i n .L d Gu n z o 4 2 d 1 1
K e o ds y w r :Hul; Co r so r t ci n; Cah ep o e ton l r o i n p o e to t od r t c i
船舶 作 为一个 在海 上移 动 的大 型钢铁 结构 体 ,防
腐 蚀环境 恶 劣 ,如 能对船体 采取 有效 的防腐蚀 措施 , 经济意义明显 。
很好 的防腐 蚀效果 ,从此 外加 电流 阴极保护 技术 在 国 使船 体处 于 电子 过剩状 态 ,从 而使 船体 电位下降 ,当
相 对较 晚 ,起 步于新 中国成 立 以后 ,但得益 于 电子技 22 船体外加电流阴极保护系统 的基本组成 . 术 的发展 和制造 工艺 的提高 ,最 近4 年来也 取得 了长 0
一
船体 外加 电流 阴极保 护 的基本 原理 是在 船上 安装 套具 有恒 电位 功能 的直 流电源 ,并通过 与船体 绝缘 的辅 助 阳极对外 放 电 ,强制海 水 中的电子 流 向船 体 ,
达 到金 属 铁 的免 蚀 保 护 电位 一 . 08 V,船 体 即达 到 阴 极 5 保护状态 。
1外加 电流 阴极保 护的发展 背景
12 年 ,英国化学家戴维 ( ay 83 D v )开始对铜 皮包覆 生 电化 学腐蚀 。船 体 电化 学腐蚀 过程 中最显 著的特征
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内河船舶船体阴极保护系统的应用研究
文章从船舶阴极保护分析入手,论述了内河船舶船体阴极保护系统的应用。
期望通过本文的研究能够对船舶使用寿命的进一步延长有所帮助。
标签:船舶;恒电位仪;阴极保护
1船舶阴极保护
在内河上行驶的船舶,不可避免地会受到水体的腐蚀,一旦船体遭受腐蚀,不但会缩短船舶的使用寿命,而且还会导致安全风险增大。
所以必须采取行之有效的措施,对船体进行防蚀处理。
防腐涂层与阴极保护是船舶腐蚀防护较为常用的方法,通过在船体上涂刷防腐涂层,能够有效降低船体腐蚀的几率,而阴极保护系统则是对防腐涂层的补充。
不同的金属有着不同的电势,阴极保护系统就是通过对这些不同电势的合理运用,对船体上的金属起到保护效果。
船舶可以采用的阴极保护方式有两种,一种是外加电流,另一种是牺牲阳极。
外加电流是以直流电源对电流进行输出,由于电源本身的输出具有可调的特性,加之阴极数量相对较少,整个系统的使用寿命更长,故此在船体防蚀中应用的阴极保护系统基本上采用的方式都是外加电流。
阴极保护系统中,外加电流方式的结构如图1所示。
2内河船舶船体阴极保护系统的应用
2.1系统设计思路
对于船体阴极保护系统而言,保护电位是非常重要的指标之一,该指标除了能够对系统的性能进行评估之外,还能对整个系统起到一定的控制作用。
实践表明,内河船舶采用阴极保护系统时,只有保护电位达到一定范围时,船体才能够得到有效保护。
通过对现有外加电流阴极保护系统的构成情况进行分析后发现,系统中保护电位的检测是相关工作人员以手动的方式完成。
同时,根据检测到的结果,对保护状态进行判断。
当发现保护电位超出预先设定好的范围时,需要以人为的方式对电源的输出进行调节,从而达到改变保护效果的目的。
针对现有系统的不足,并在充分考虑船舶运行需要的基础上,在系统设计开发过程中,增加一个监测模块,借助该模块对保护电位进行实时监测,确保阴极保护的评估效果更加准确。
同时还能减轻工作人员的劳动强度。
基于这一思路,本次设计开发的船体阴极保护系统由两个部分组成:一部分是保护控制,另一部分是监测。
2.2保护控制系统的设计
保护控制系统由供电装置和辅助阳极组成,前者具有反馈调节功能,后者需要具备稳定的性能。
2.2.1供电装置
本次设计的阴极保护系统采用的是外加电流的方式,其核心部分是恒电位仪,它是一个负反馈放大-输出系统,具有恒电位和恒电流功能,除了可以为船体提供阴极保护电流外,还能依据船体表面的电位,对保护电流的大小进行自动调节。
在阴极保护技术快速发展的推动下,恒电位仪也随之得到快速发展,各方面功能日趋完善,如多通道电源、数据通讯接口等等。
计算机系统能够以测量电位的反馈计算作为依据,经通讯接口,对恒电位仪的输出电压与输出电流进行控制,由此达到对船体表面电位进行有效控制的目的。
在本次设计中,选用多通道恒电位仪,该设备的核心为单片机,以信号比较为前提,利用闭环控制的方法,对电源的输出电压或是输出电流进行调节,使船体表面的电位始终维持在一个稳定的范围之内,从而使船体得到保护,避免腐蚀问题的发生。
在本次设计中,恒电位仪的输出控制有两种方式,一种为手动,另一种自动。
相关的控制软件安装在工控机内,可以根据实际需要,对具体的控制方式进行合理选择。
在对恒电位仪进行选取时,应当以船体阴极保护系统的运行环境作为首要考虑因素,确保所选的恒电位仪对环境具有较强的适应性。
在对各种因素进行综合考虑后,最终决定选用国内某公司研发的PPS3205T-3s作为实验过程中的供电装置。
之所以选择该设备主要是因为它的稳定度比较高、漂移低,并且还具备数字化可编程、多重保护方式、风扇智能化控制等功能。
2.2.2辅助阳极
辅助阳極的主要作用是使外加电流能够有效地分布于船体的表面,从而起到保护效果。
作为船体阴极保护系统中的重要组成部分之一,辅助阳极需要长期处于水环境当中,为确保阴极保护系统的作用能够得到全面发挥,除了要选则性能优异的辅助阳极之外,还必须保证布置的合理性。
辅助阳极的性能与布置要求如下:所选的辅助阳极除了要具备足够的机械强度之外,还要抗冲刷,质量越轻越好,并且要易于安装;在介质当中应具备优异的导电性能,极化越小越好,能够耐电解腐蚀,消耗率小,使用寿命长;可塑性强,能按照使用需要,制成相应的形状,并且要有良好的水密性;为确保电位在船体上的均匀分布,辅助阳极应均匀、对称布置在船体表面;不得将辅助阳极布置在船体特殊区域附近;在辅助阳极区域内应当设置阳极屏,以此来避免涂层剥落的情况发生。
本次设计中,对辅助阳极进行选择时,应满足以上要求,经过比较后最终决定选用混合金属氧化物MMO。
之所以选择这种材料作为辅助阳极,主要是因为它具有非常高的电催化活性和化学稳定性,适用于水环境,自身损耗相对较小,性价比高。
2.3监测系统设计
在船体阴极保护系统中,监测系统的主要作用是对电位进行实时监测,该系统由两个部分组成:即硬件与软件。
当参比电极采集到相关保护电位后,经过信号转换后,传给实时监测系统,系统经过分析处理,便可得到实时保护电位曲线。
在曲线当中,横坐标为时间,纵坐标为监测点位,系统能够自动绘制出监测点位随着时间发生的变化情况。
借助实时监测功能,可以更加直观了解阴极保护系统
对船体产生的保护效果,尤其是在系统故障时,在监测曲线中能及时发现故障,给系统维修提供了依据。
2.4模拟试验
为进一步验证本次设计开发的阴极保护系统的可行性,采用模拟试验的方法,具体过程如下:
2.4.1试验步骤
对试验水池进行全面清洁,然后向池内注入自来水,同时将参比电极与辅助阳极安装到模型船上,在船体表面制造出破损涂层,可将破损率设定在2-5%;将阴极保护系统的各个回路连接好,检测连通性,确认正常后,将压载块放入模型船内,使船达到一定的吃水状态;开启恒电位仪与监测系统,对电源输出进行控制,观察测点的电位,直至曲线达到稳定。
2.4.2结果分析
在模拟试验的过程中,模型船上破损的区域并未出现锈蚀的情况,由此表明,船体得到有效的阴极保护,说明本次设计开发的阴极保护系统在船舶防蚀中具有良好的可行性,可以推广应用。
3结论
综上所述,内河船舶受到水环境的影响,船体常常会被腐蚀。
为降低腐蚀的发生几率,可对阴极保护系统进行合理运用。
本次设计开发的阴极保护系统为外加电流的方式,借助监测系统能够对电位进行实时监测,大幅度提高了阴极保护的可靠性。
参考文献
[1]贾新杰,王占华,史泽波.阴极保护技术在水工金属结构埋件上的应用[J].腐蚀与防护,2020(1):47-49,57.
[2]梁毅,杜艳霞.交流干扰和阴极保护协同作用下的腐蚀评判标准与机理研究进展[J].中国腐蚀与防护学报,2020(3):215-222.
[3]王金福,汪成宿,宋航.船体外加电流阴极保护系统设计与应用[J].全面腐蚀控制,2020(7):24-28,110.。