水面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
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。
船舶腐蚀原因及防腐措施分析
船舶腐蚀原因及防腐措施分析
船舶腐蚀是指船舶结构部件受到各种外界环境因素作用下，发生表面金属材料物质的损失和结构破坏的现象。
船舶腐蚀的主要原因有以下几个方面：
1.海水腐蚀：海水中含有大量的氯离子和溶解性氧，这些物质会与金属结构发生电化学反应，导致金属腐蚀。
海水中的微生物和海洋生物也会对金属结构产生腐蚀作用。
2.大气腐蚀：船舶在大气环境中暴露，不断受到大气中的氧、水蒸气、二氧化硫、酸雨等化学物质的侵蚀，从而引起金属表面的腐蚀。
3.电化学腐蚀：船舶结构中不同金属材料之间的电位差异会产生电流，在浸泡在电解质中的金属表面形成阳极和阴极，从而引起电化学腐蚀。
为了防止船舶腐蚀，可以采取以下一些防腐措施：
1.防护涂料：通过在金属表面涂覆防护涂料，形成一层保护膜，可以阻止氧气和水分进入金属表面，减少腐蚀的发生。
2.电位保护：通过在金属结构上加装阴极保护设备，使金属结构成为阴极，从而牺牲阴极以保护金属结构不被腐蚀。
3.合理设计：在船舶结构的设计中，应合理选择材料和结构形式，避免或减少不同金属材料之间的电位差，从而减少电化学腐蚀的发生。
4.定期检测和维护：船舶应定期进行腐蚀检测和维护，及时修复受损的防腐层和金属结构，避免腐蚀进一步扩大。
5.使用防腐材料：在船舶建造和维修过程中，应选择具有良好耐腐蚀性能的材料，如不锈钢、铝合金等，以提高船舶的抗腐蚀能力。
船舶腐蚀是一个常见的问题，需要采取一系列的防腐措施，从材料选择到定期检测和维护，都能有效减少船舶腐蚀的发生，延长船舶的使用寿命。
舰船腐蚀与防护
科技的不断进步，计算机现在已成为了我们不可或缺的，而计算机仿真技术作为现代一种强有力的技术，也被利用到舰船的防腐上面。利用计算机仿真技术，我们可以在舰船阴极保护系统的仿真模型中，利用高精度数值分析法预测电位和阳极电流，优化阴极保护系统设计，是产生的电位均匀分布在船体上，从而有效的控制，达到整个船体的防腐。
§2.1舰船的涂漆防腐
涂漆是各个行业防腐的最基本方法之一，作为对防腐这么重要的舰船，涂漆更不可避免。而且要求更为严格，舰船的各个部分要用不同的漆来合适的防腐。所以防腐漆的种类各种各样，如水线涂料、甲板涂料、船壳涂料等等。
§2.2舰船的阴极保护
舰船的阴极保护历史悠久，从二十世纪六十年代，它已成为各国的主要舰船防腐技术之一。舰船的阴极保护技术有两种：牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。
§2.3船体的结构设计防腐
由于外部大气和海水的作用，舰船的结构的设计和材料的选取对防腐也相当重要。对船的保养、使性。结构的设计包括很多方面，例如选材、防止水滞留、电偶腐蚀、缝隙腐蚀等等。
在舰船结构设计时，要尽量采用相同的材料或是匹配性合格的耐腐蚀材料。异种金属材料之间要进行绝缘处理，减少电位腐蚀。在舰船设计结构中注意防止甲板或船底板的水滞留，避免结构死角防止腐蚀；像液舱也要保持流水通常。而针对那些经常要与海水接触的舰船结构和器材，更要选择合适的耐腐蚀材料。
§2.2.1牺牲阳极法
图一
如图一所示，利用腐蚀电池的原理，在原腐蚀电池中接上一个更活泼的金属。通过牺牲这被加的金属而来保护原有的腐蚀电池。锌一铝一锡三元合金(称为三元锌牺牲阳极)、高效铝合金阳极、铁合金阳极等，现在经常被用来做牺牲的阳极。该方法简单、方便。但消耗阳极金属量大，会增大舰船的航行阻力，而且不能控制，故而不能被大型舰船所采用。
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。
海洋结构物牺牲阳极阴极保护设计方法探讨
海洋结构物牺牲阳极阴极保护设计方法探讨海洋结构物是指建造在海洋环境中的各类建筑，包括海上风力发电机、海上石油钻井平台、海上民用建筑等。
由于海洋环境对结构物的腐蚀性较强，阳极阴极保护设计成为了海洋工程领域的一项重要技术。
本文将探讨海洋结构物牺牲阳极阴极保护设计方法。
一、牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法是目前最常用的海洋结构物防腐技术之一。
它通过让一种金属作为阳极，以达到防止金属结构被腐蚀的效果。
金属结构物被分为阳极与阴极两种，阳极则会逐渐腐蚀，而阴极则得到保护。
阴极与阳极之间的电流可以使金属结构物形成防腐层，从而达到对海洋结构物的防护效果。
二、阴极保护法阴极保护法是通过正当电流的引入，从而使海洋结构物的阳极、阴极电位差值保持在一个安全范围内的防腐措施。
阴极保护法具备有比牺牲阳极保护法更高的稳定性和独立性，并且可以在多种环境条件下使用。
阴极保护法能够在外部腐蚀介质中保护金属结构物，从而延长其使用寿命。
三、分层保护法分层保护法是综合以上两种方法的一种防腐技术。
它按照具有不同性质的腐蚀环境对海洋结构物的不同部分进行保护。
分层保护法最初步的设计是通过镀层防护来防止外部环境的腐蚀作用。
但是由于海洋环境下的腐蚀作用并不会停止，海洋结构物的金属表面依然会受到侵蚀。
因此，在分层保护法的实际应用中，还需要考虑使用一种阴极保护技术。
四、使用条件牺牲阳极阴极保护的使用条件主要取决于环境和海洋结构物本身的金属材质。
一般来说，海洋结构物位于空气中，完成的沉积程度越快，阳极的本质就越脆。
但是在氧气不充足的海洋深处，则不存在阳极腐蚀的问题。
因此，使用牺牲阳极阴极保护法需要根据具体的操作条件进行针对性的裁剪。
综上所述，海洋结构物的牺牲阳极阴极保护设计是海洋工程领域的重要技术之一。
设计者应该充分考虑环境条件，结合何种保护方法，防腐性能的稳定性、金属接触等问题。
各种方法都有其优缺点，应根据具体情况选择合适的保护方法。
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
船舶电极防锈措施
船舶电极防锈措施1. 引言船舶是海上航行的重要工具，但由于长时间接触海水和空气，船舶表面容易生长锈蚀。
船舶的电极防锈措施是非常重要的，它可以有效地保护船体和延长船舶的使用寿命。
本文将介绍船舶电极防锈的几种常见措施。
2. 防锈涂层防锈涂层是船舶电极防锈的重要手段之一。
常用的防锈涂层材料包括底漆、中间涂层和面漆。
底漆常使用活性氧化物，可以与船体表面形成化学键，增强涂层的附着力。
中间涂层常使用蓝黑色防锈漆，可以有效隔离船体和面漆，防止盐腐蚀。
面漆通常使用反射热能的白色或浅色漆，可以降低船舶表面的温度，减少锈蚀的机会。
3. 防锈涂层的施工防锈涂层的施工过程需要注意一些关键细节。
首先，需要确保船体表面光洁、干燥和无油污，以保证涂层的附着力。
其次，需要按照涂层的规定厚度进行涂刷，通常需要多次涂刷。
最后，要注意施工环境的温度和湿度，避免在较高潮湿条件下施工，以免减弱涂层的性能。
4. 电流防锈电流防锈是一种特殊的船舶电极防锈措施。
它利用电流通过船体形成的电场，降低表面的腐蚀电位。
这一方法需要在船体表面安装钛、铝等金属板，并通过外电源施加一定的电流，形成一个保护电流圈，减少船体的电极腐蚀。
5. 清洗和维护除了防锈涂层和电流防锈，船舶的清洗和维护工作也不可或缺。
船舶长时间在海水中航行，容易积累污垢和海藻等，这些物质会进一步加速锈蚀的发生。
因此，定期对船体进行清洗和维护非常重要，可以使用高压水枪清洗船体表面，并及时修补和更换防锈涂层。
6. 检测和评估为了确保船舶的电极防锈措施的有效性，定期的检测和评估工作也是必不可少的。
常用的检测方法包括使用电化学方法测试船体的腐蚀电位和电流值，以及使用磁粉检测法检测船舶表面的裂纹和缺陷。
根据检测结果，可以评估船体的防锈涂层的性能和整体的防锈状况，及时采取措施修复或加强防护。
7. 结论船舶电极防锈措施是保护船体和延长船舶使用寿命的重要手段。
防锈涂层是常见的防锈手段之一，它需要经过细致的施工和维护。
关于船舶结构防腐中阴极保护的检验要点
关于船舶结构防腐中阴极保护的检验要点使用涂油漆以及阴极保护法这两种方法来进行防腐，其中涂油漆来防止船舶结构腐蚀，国际海事组织和国际船级社协会都对通过涂油漆来防止。
船舶结构防腐做出了相关的涂层要求。
但是对于通过阴极保护法这方面所作出的要求并不是很多，经验也比较少，重视程度不高。
但是我们在进行现场检验的时候还是要对阴极保护法的设备装置得的检验引起足够的重视。
一、阴极保护阴极保护要是适用于船体结构浸在水的下面的部分，比如说船体浸在海水这样的环境，严杰保护，主要包括牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法这两种。
下面就针对牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法这两种原理进行讨论。
牺牲阳极的阴极保护法这种方法主要是防止金属被腐蚀，它的具体的操作步骤是将活泼性比较强的金属与要保护的金属相连接而构成了原电池，利用原电池的原理将活泼性比较强的金属作为原电池的负极发生氧化反应而被消耗，而被保护的金属作为原电池的正极，就避免了被腐蚀。
因为这一原理主要是利用了牺牲原电池的负极保护了原电池的正极，所以这种方法就叫做牺牲阳极的阴极保护法。
外加电流的阴极保护法主要是在所需要保护的设备外部加一个电流，从而改变了周围的电位的环境。
迫使电子流向被保护金属，使所要保护的金属处于比较低的电位环境当中，这样不会使将要被保护的金属发生氧化反应被腐蚀。
二、规范指南的相关要求C C S 对防腐结构做出了相关的规定，其中对阴极护法也作出了相关的规定，但是对于船舶结构是否一定要采用阴极保护法来防止船舶结构遭到腐蚀没有做出硬性的要求。
但是对于船舶结构已经使用阴极保护法来防止船舶结构遭到腐蚀船只所使用的保护装置都有明确的规定，接下来针对阴极保护法当中的相关的检验时候所要注意的要点进行了归纳。
凡是使用牺牲阳极的阴极保护法来防止船舶结构遭到腐蚀的船只必须提前提交一份在哪个明确的位置使用了牺牲阳极的阴极保护法这种装置的报告。
另外必须提前提交一份检查说明书和布置图。
关于船舶全寿命期腐蚀防护设计
关于船舶全寿命期腐蚀防护设计摘要：笔者主要从船舶防腐涂层设计，以及全寿命期阴极保护方案设计两方面来概括了本文主题，旨在与广大同行共同探讨学习。
关键词：船舶；全寿命期；腐蚀防护设计一、船舶防腐涂层设计1.常用船舶涂料介绍船舶工程界常用的涂料有以下几种：（1）醇酸树脂类醇酸树脂是多元醇和多元酸通过缩聚反应制得的体型高分子量聚醋树脂。
醇酸树脂固化后具有良好的耐候性和耐蚀性，兼具很好的可烧性、耐盐性。
缺点是干燥过程缓慢，耐酸、碱、水等物质的能力差。
这类涂料现在多用于室内，如机械处所和上层建筑的内部。
（2）环氧树脂类环氧树脂是一种分子结构内含有环氧基的高分子聚合物。
当它的分子量低于（350）时以液态存在，当分子量高（17000）时为硬质固体存在。
涂料中使用的环氧树脂分子量一般为900-3800之间，使用时需要加入固化剂，因而是双组份（两罐装）涂料。
环氧树脂具有优良的耐化学品性、耐水性和耐盐性，固化后漆膜角质厚实，机械性能好，附着力强，因此经常被用于货仓、油舱和船体外板等部位。
环氧树脂分为纯环氧和焦油环氧两种。
环氧类涂料的缺点是喷涂环境温度不能过低，固化后其有最大复涂时间的限制。
2.防腐涂层体系方案（1）表面处理性能再好的涂料，不进行有效的表面处理，其防腐蚀效果也不会理想。
为了使设计后的涂层系统具有适宜的粗糙度和清洁度，在施工阶段必须对船体钢结构进行表面处理。
表面处理的等级是涂层的要求而定，各种表面处理标准见表 1.1。
表1.1 表面处理标准（2）涂装施工通常情况下，涂料采用无气喷涂，在无气喷涂不可实施的部位可使用刷涂或者辊涂；在喷涂前，钢材表面应干燥并且不含灰尘、油污及其他杂质；在风、雨、雪、雾等能影响到涂装质量的天气情况下，涂装施工应在室内进行，且室内的环境也要满足温度、湿度、露点等要求；喷涂环氧涂料时，应注意涂敷间隔。
超过涂敷间隔应按照涂料制造商的建议进行拉毛处理，从而使涂敷表面粗糙，与后续的涂层有足够的附着力；分段涂装时，结构边缘150mm范围内不进行徐漆，舾装件边缘50mm范围内也不涂漆，利于后续的焊接工作。
复杂海洋环境下长寿命牺牲阳极阴极保护关键技术及应用
复杂海洋环境下长寿命牺牲阳极阴极保护关键技术及应用在咱们海洋的深处，那可真是一个复杂又神秘的世界。
海水里盐分高，潮汐不断，温度忽冷忽热，海底的生物也各种各样，真的是给设备带来了不少麻烦。
你想，海洋里的钢铁、船只、平台这些大家伙，如果不做好保护，早晚就得被腐蚀得掉漆、烂掉。
就得提到一个非常有用的保护手段——牺牲阳极阴极保护。
这玩意儿听上去有点复杂，但实际上，就像给海洋中的设备穿上一层保护衣。
话说回来，长寿命牺牲阳极阴极保护技术，那才是关键中的关键。
简单来说，牺牲阳极阴极保护就像给设备找了个保镖。
海水中的腐蚀反应其实是因为金属表面与水发生了电化学反应，导致金属的分子不断流失，长时间下来，设备就会腐蚀，甚至报废。
而牺牲阳极就是通过将一些特定的金属材料（比如锌、铝或镁）放到设备旁边。
这些金属的电化学特性比设备的金属更容易发生反应，所以它们会先“牺牲”自己，保护设备不受损害。
像是站出来顶包，设备的“身体”没事，牺牲阳极自己吃了亏。
想象一下，海洋环境就像是一个大号的化学实验室，什么盐分、氧气、酸碱度都在作怪。
尤其是那些深海区域，水深又大，环境条件变得更加极端。
没有点好技术，根本扛不住。
比如传统的牺牲阳极，其实有个问题：它们的使用寿命并不是特别长。
如果阳极用得太快，设备就得经常进行维护或者更换阳极，想想每次去海上换东西可不容易，成本可就上去了。
可如果技术做得好，阳极能用个十年八年，设备就能“长命百岁”。
说白了，这就是长寿命牺牲阳极阴极保护技术的最大优势，它不但能有效抵抗腐蚀，还能减少频繁维护的麻烦。
在复杂海洋环境下，技术的应用就更重要了。
比如说，咱们的海底石油平台，得面对恶劣的天气和强烈的海流。
就算是坚固的钢材，放在海水中呆久了，也会被“慢慢啃掉”。
再比如海上风电平台，它们长期在海面上工作，阳光、风、雨、潮汐，啥都得忍。
你想想，如果没有这种长寿命保护技术，设备根本撑不住。
它不光要对抗自然的力量，还得要顶住人工的干扰，真是处处都得考虑到。
船体防腐方案
船体防腐方案1. 引言船体在长期的海上运行中，会接触到海水、海洋生物、氧化作用以及大气污染物等多种因素，从而造成腐蚀和损害。
为了保护船体的结构完整性和延长其使用寿命，船体防腐工作显得尤为重要。
本文将介绍一种船体防腐方案，以保护船体免受腐蚀和损害。
2. 方案概述本方案采用了多种防腐措施来保护船体，包括表面涂层、阴极保护和定期检查维护等。
通过综合应用这些措施，可以减轻船体受到海蚀和其他腐蚀因素的影响，延长船体使用寿命。
3. 表面涂层船体表面涂层是防止海水侵蚀的首要措施。
一般来说，船体表面涂层应具备以下特点： - 优异的耐腐蚀性能； - 良好的附着力和耐磨性；- 抗紫外线和盐雾腐蚀； - 耐水性和耐酸碱性。
根据船体的具体情况和使用环境，可以选择适当的涂层材料，如环氧树脂涂层、聚氨酯涂层等。
此外，需要做好涂层的施工工艺，以确保涂层能够完整地覆盖船体表面，达到有效防护的效果。
4. 阴极保护阴极保护是一种通过电化学方法来减轻腐蚀的措施。
通常使用的方法是在船体表面安装阴极，使其成为船体的主动阴极，从而减少或消除阳极部分的腐蚀。
具体的阴极保护措施包括： - 铝锌合金阳极：将铝、锌等合金安装在船体上作为阴极，通过电学反应阻碍腐蚀的进行。
- 阴极保护涂层：涂覆一层带有电导性的阴极保护涂层，形成一个保护性的电池体系，从而保护船体不受腐蚀侵害。
- 阴极保护电流系统：通过施加外部电流，使船体成为阴极，从而减少阳极的腐蚀。
5. 定期检查维护船体防腐的工作并不是一次性完成的，而是需要定期进行检查和维护，以保持防腐措施的有效性。
定期检查维护包括以下内容： - 定期检查船体表面涂层的完整性，如发现涂层剥落或损坏，及时进行修复。
- 清洁船体表面的杂质和污垢，保持船体表面洁净。
- 定期检查阴极保护装置的工作状态，如阴极的腐蚀情况和电流输出情况，及时更换或维修。
6. 结论船体防腐是保护船体完好性和延长使用寿命的重要工作。
通过采取表面涂层、阴极保护和定期检查维护等措施，可以有效减轻船体受到海水腐蚀的影响，延长船体使用寿命。
关于船舶结构防腐中阴极保护的检验要点
关于船舶结构防腐中阴极保护的检验要点摘要：船舶腐蚀是影响船舶使用寿命、船舶结构腐蚀破坏、船舶性能的主要因素之一。
因此，重要的结构保护和常规的船舶结构设计十分重要，对现场的阴极保护检查相对薄弱，更重要的是船舶的阴极保护程度不高。
本文主要强调阴极保护原理的作用和检查的要求，希望对常规检查有所帮助。
关键词：腐蚀；防腐；牺牲阳极；阴极保护1引言阴极保护的主要应用是: 在水下和船体结构内被淹没的表面; 阴极保护通常用于存在液体腐蚀介质的环境(例如海水) ，阴极保护通常可以牺牲两种类型——牺牲阳极保护和外加电流保护。
（1）牺牲阳极的阴极保护，主要是为了规避金属的腐蚀现象，其主要是将活泼性比较强的金属与需要被保护的金属相连接而构成了原电池，利用原电池的原理，将活泼性比较强的金属作为原电池的负极发生氧化反应而被消耗，需要保护的金属成为正极，通过牺牲原电池的负极，避免了腐蚀。
（2）外加电流保护的阴极保护，主要是通过加设外部电流，使周遭环境的点位下降，使电子流向被保护的金属，从而使被保护的设备处于低电位环境当中，避免其产生氧化被腐蚀。
2规范指南的相关要求规范指南对防腐结构做出了相关的规定，其中对阴极护法也作出了相关的规定，但是对于船舶结构是否一定要采用阴极保护法来防止船舶结构遭到腐蚀没有做出硬性的要求。
但是对于船舶结构已经使用阴极保护法来防止船舶结构遭到腐蚀船只所使用的保护装置都有明确的规定，现将主要注意事项归纳如下。
（1）在安装牺牲阳极阴极保护系统的情况下，须提供检查说明书和布置图，介绍牺牲阳极的位置及其固定的详细情况；（2）为检查以阳极数目为代价的块、类型及分布，须提交描述(包括阳极材料的计算表面积及其容量、液室结构、阳极大小、阳极形状、截面面积及总重量、运输货物类型及压载时间)；（3）如有施加电流的阴极保护装置，则需提交阳极布置的图纸或材料、比较电极、接线图，以及方向舵与螺旋桨的连接方法；（4）阴极保护系统的设计材料应包括阴极保护设计计算、牺牲阳极布置图或外加电流阴极保护布置图；（5）计算应包括选择性的阴极保护系统，其中包括保护部分的面积、场地的保护电位范围、保护电流密度、保护电流总量、以阳极为代价的材料尺寸形式以及施加电流的时间恒压表模型，以及以牺牲阳极布置为代价的辅助阳极模型电极模型的数量和重量以及螺旋桨和舵地面模型的比较；（6）材料应包括材料、模型的大小、附件的大小、安装要求和布置的具体位置；（7）比较恒定电压表、辅助阳极、电极型号、尺寸和坐标位置的施加电流图；（8）螺旋桨的保护是提供接地装置和舵接地装置的位置；（9）对于船舶结构的阴极保护，从图纸设计、布置、参数计算等方面对系统有明确的要求。
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。
船舶阴极保护牺牲阳极保护措施作业指导书
船舶阴极保护牺牲阳极保护措施作业指导书河南汇龙合金材料有限公司技术部：刘珍编制：2018年8月内部资料请勿外传舰船的阴极保护从包括所有附着物和敞开处在内的水下部位的外防护，到各种船舱管路和船舭的内防护。
一、船舶吃水线以下部位的阴极保护因为所要求的保护电流需要量和电流分布，在无覆盖层的舰船上要实施阴极保护实际上是不可能的或者是很不经济的，此外，在船用钢板和防止生物附着的涂料之间应有电绝缘层制止毒性金属化合物发生电化学还原反应。
阴极电解产物不能阻止海洋生物的附着，与此相反，假如实施阴极保护，在自然腐蚀中，海洋生物会附着在惰性铜材上。
根据受保护的范围大小，应当区别对待舰船水下部位的完全保护与局部保护，实施局部保护时，只有船尾受保护，由于水流速度很快，处于充气状态，并在螺旋桨和舵等附件上形成腐蚀电池，所以特别危险，局部保护也可延伸到船头，但船头同样处于高水流速度的影响之下。
因为在船头和船体中部，覆盖层被机械损坏的事情常有发生，所以，舰船采用牺牲阳极或强制电流方法实施完全保护变得越来越重要了，将牺牲阳极安装在舭龙骨（船底和船侧间的弯曲部分，起平衡稳定作用）上一点问题都没有，它的保护范围可以扩大到螺旋桨和舵等附件上，或者可以根据船的设计和保护方法螺旋桨和舵等附件分别实施阴极保护。
在所有情况下，局部或全部铝合金或不锈钢的船壳必须实施阴极保护，这也适用于含鉻超过20%、含钼超过3%的高合金钢，因为它们容易在覆盖层下发生缝隙腐蚀。
阴极保护设计必须根据具体条件而定。
二、阴极保护牺牲阳极防腐措施压载舱受腐蚀的主要原因是浸水钢板部分发生了电化学反应。
海水是一种很强的电解质,由于船体钢铁不是单纯的理想金属,而是由铁与碳及其它金属元素共同构成的合金。
在钢铁表面,由于各部位的电极电位不一样,会形成无数对微电池。
微阳极区遭受腐蚀,微阴极区不受腐蚀.根据电化学腐蚀理论,船体钢板在海水中的腐蚀就是由于微电池作用所致。
三、牺牲阳极的布置应该遵循以下原则:(1)船体外板所需的牺牲阳极应该均匀对称的布置在般龙骨和般龙骨前后的流线上，以减少船体附加阻力;(2)螺旋桨和舵所需的牺牲阳极应均匀的布置在娓部船壳板及舵上，距螺旋桨叶梢300.m范围内的船壳板上和单螺旋桨船的无阳极区不得布置牺牲阳极;(3)海底阀箱、声纳换能器阱所需的牺牲阳极应布置在箱、阱内部四、牺牲阳极的安装牺牲阳极可采用焊接或螺栓固定两种方式安装，一般说来焊接固定方法简单、安装牢度高、接触电阻小，而螺栓安装容易更换，更换时可不损坏周围及钢板反面的涂层。
船舶牺牲阳极阴极保护设计方案
工程名称：河南汇龙合金材料有限公司长输管线阴极保护工程
日期：2020 年 05 月 07 日 刘珍
版次：0
船舶牺牲阳极阴极保护
设 计 方 案
河南汇龙合金材料有限公司
技术部 刘珍 2020 年 5 月 25 日
工程名称：河南汇龙合金材料有限公司长输管线阴极保护工程
日期：2020 年 05 月 07 日 刘珍
试验得知，保护效率、保护电流和保护电位三者之间有一 定的关系。保护效率随保护电位变负而提高的趋势是逐渐变慢， 而保护电流密度随保护电位变负而提高的趋势是加快的。这就势 必在一定的保护效率以后，若在提高一点保护效率，则保护电流 密度要增加很多。总电流强度为被保护金属面积与电流密度的乘 积，这时电力消耗则大大增加，就会显得不经济。所以必须合理
版次：0
目前，国内外的船舶防腐的主要方法是有机涂料、牺牲阳极 及外加电流保护者它们的组合等几种传统的方法。由于安全的原 因，船舶上一般采用的是牺牲阳极阴极保护，外加电流阴极保护 一般不被采用。安装较多阳极块会增大船舶航行阻力，造成过度 保护，少了则保护不足，船体仍然遭受腐蚀。因此，必须安装适 量的阳极，这就需要进行合理的设计。根据阴极保护原理，在金 属实施阴极保护的时候，为了到达最佳的保护效果，需要注意阴 极保护的最小电位和最小保护电流密度两个主要参数。而在实际 中考虑到其他因素的影响，还要选择合理的最大保护电位和最大 保护电流密度。河南汇龙合金材料有限公司 刘珍
海洋工程中材料腐蚀的防护措施
海洋工程中材料腐蚀的防护措施海洋，占据着地球表面的绝大部分面积，蕴含着丰富的资源和巨大的潜力。
随着人类对海洋的探索和开发不断深入，海洋工程得到了迅速发展。
然而，海洋环境极为复杂和恶劣，其中材料腐蚀问题一直是海洋工程面临的重大挑战之一。
海洋中的盐分、温度、压力、生物等因素都会对工程材料造成严重的腐蚀，这不仅会影响设备的正常运行和使用寿命，还可能导致安全事故和环境污染，给海洋工程带来巨大的经济损失和潜在风险。
因此，采取有效的防护措施来减缓或防止材料腐蚀至关重要。
一、选用耐腐蚀材料在海洋工程中，选择具有良好耐腐蚀性能的材料是预防腐蚀的基础。
一些常见的耐腐蚀材料包括不锈钢、钛合金、铜镍合金等。
不锈钢具有较高的耐腐蚀性，尤其是含钼的不锈钢在海洋环境中表现出色。
钛合金具有优异的耐海水腐蚀性，但其价格相对较高。
铜镍合金在海水中能形成稳定的钝化膜，对海水的腐蚀有较好的抵抗能力。
然而，仅仅依靠材料本身的耐腐蚀性是不够的，还需要综合考虑材料的强度、韧性、加工性能和成本等因素。
在实际应用中，往往会根据具体的工程需求和经济条件，选择合适的材料或对材料进行表面处理，以提高其耐腐蚀性能。
二、表面涂层防护表面涂层是一种常用的海洋工程材料防护手段。
涂层可以将材料与腐蚀介质隔离，从而减缓腐蚀的发生。
有机涂层，如环氧树脂、聚氨酯等，具有良好的附着力和耐水性，能够在材料表面形成一层保护膜。
然而，有机涂层在长期的海洋环境中容易受到磨损、老化和生物附着的影响，需要定期维护和修复。
无机涂层，如热喷涂金属涂层（如锌、铝等）和陶瓷涂层，具有较高的硬度和耐腐蚀性。
热喷涂金属涂层可以通过牺牲阳极的作用对基体材料进行保护，而陶瓷涂层则能提供优异的耐磨和耐腐蚀性能。
此外，复合涂层结合了有机和无机涂层的优点，能够提供更长效的防护效果。
三、阴极保护阴极保护是一种通过向被保护金属结构提供电子，使其电位降低到腐蚀电位以下，从而抑制腐蚀的电化学保护方法。
牺牲阳极阴极保护法是将一种比被保护金属更活泼的金属（如锌、镁等）作为阳极，与被保护金属连接在一起。
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。
海水成分复杂，腐蚀性强，海上的各种舰船是怎么防腐的？
海水成分复杂，腐蚀性强，海上的各种舰船是怎么防腐的？兔哥回答；舰船长时间在海上行驶，海水的高盐分对舰船的腐蚀非常严重，舰船是用钢铁做成的，钢铁本身就极容易被腐蚀，因此舰船的防腐就成为一艘军舰的重要措施，甚至是关乎到舰船的使用年限。
目前，舰船的防腐技术依然是各国舰船领域的难题，仍然处于探索提高的阶段，并没有彻底解决，所采用的防腐技术基本是在油漆涂料的研究和采用牺牲阳极.阴极保护法等数项防腐技术。
下面兔哥就谈谈这几种方法。
（一）涂料的防腐保护法；舰船上都有一层厚厚的油漆（涂料）。
这些涂料除了满足舰船对颜色的需要，还有一个重要的作用就是保护舰船被海水腐蚀。
舰船处于海水上面，被腐蚀的部分并非只限于水下部位，而是裸露在水线上的船体部分更严重，这是因为船舶水面下的部位被海水隔绝了氧气，并采用保护措施后腐蚀性反而减少，而水线上的船体长时间暴露在高盐分的空气中，更容易腐蚀，因此，油漆就成为舰船隔绝空气的一个方法。
目前的防腐涂料主要有环氧涂料、环氧沥青涂料、氯化橡胶涂料、富锌涂料以及聚氨酯涂料等等。
（二）金属热喷涂方法；将锌、铝、或锌铝合金采用火焰喷涂或是电弧喷涂的方式把上述金属熔化后，利用高压空气喷枪把这些被熔化的金属雾化喷涂在舰船的表面，使舰船船体的钢板金属属性改性和表面强化，使舰体钢板外表具备耐磨，防腐蚀，耐氧化，等等多重作用。
（三）牺牲阳极保护法；这是一种涉及军民船舶的普遍的方法。
无论是原电池还是电解池，都有牺牲一级保护另一级的作用，因此根据这个原理把被保护的船体钢板作为阴极被保护，而把保比较活泼的金属作为阳极被牺牲。
通常的做法是在舰体的钢板产面焊接上锌块，或是使舰体凹进去镶嵌锌块，让海水中的锌块首先被腐蚀，保护舰体不被腐蚀。
这种方法通常用于保护舰船的水下部分；（四）外加电流阴极保护法；这个方法主要是对舰体施加一定的电流（直流电），目前的技术比较成熟，由自动调节电控设备根据海水温度，锌合金块的电流作用自动调节所需要的电流强度，扩大防御腐蚀的范围，同时特别适合舰船复杂曲面的防腐，螺旋桨、舵面等等。
水面舰艇船体防腐和阴极保护的优化设计方法
水面舰艇船体防腐和阴极保护的优化设计方法
孙建红;郑炜;王晓鹏
【期刊名称】《中国舰船研究》
【年(卷),期】2007(002)004
【摘要】海水及海洋大气对船体金属的腐蚀是困扰舰船的一大难题,现代水面舰船防腐蚀设计的重要性日趋明显.介绍国内外水面舰船防腐蚀设计的现状、现代水面
舰船防腐蚀和阴极保护优化设计的方法、耐腐蚀材料的选用和应注意的事项.阐述
目前国内现代水面舰船防腐蚀存在的主要问题和今后的发展趋势.
【总页数】5页(P60-63,67)
【作者】孙建红;郑炜;王晓鹏
【作者单位】中国舰船研究设计中心,湖北,武汉,430064;中国舰船研究设计中心,湖北,武汉,430064;中国舰船研究设计中心,湖北,武汉,430064
【正文语种】中文
【中图分类】U672.7+2
【相关文献】
1.环氧煤沥青防腐层辅助牺牲阳极法阴极保护防腐技术在城市天然气埋地钢制管道上的应用 [J], 袁洪波;宋印强
2.与阴极保护结合使用的防腐层－屏蔽性与非屏蔽性管道防腐层[J], 王向农（译）
3.阴极保护防腐技术在输油管道防腐中的应用分析 [J], 周振庆
4.关于水面舰艇船体规范中总强度衡准的讨论 [J], 曾广武;陈文伟
5.水面舰艇主船体选材、用材及其相关问题 [J], 张炯; 刘家驹
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第2卷第4期2007年8月中 国 舰 船 研 究Chinese Journal of Shi p Research Vol .2No .4Aug .2007收稿日期:2006-12-12作者简介:孙建红(1976-),女,硕士,工程师。
研究方向:船舶电气。
E 2mail:sjh94@水面舰艇船体防腐和阴极保护的优化设计方法孙建红 郑 炜 王晓鹏中国舰船研究设计中心,湖北武汉430064摘 要:海水及海洋大气对船体金属的腐蚀是困扰舰船的一大难题,现代水面舰船防腐蚀设计的重要性日趋明显。
介绍国内外水面舰船防腐蚀设计的现状、现代水面舰船防腐蚀和阴极保护优化设计的方法、耐腐蚀材料的选用和应注意的事项。
阐述目前国内现代水面舰船防腐蚀存在的主要问题和今后的发展趋势。
关键词:腐蚀;阴极保护;仿真;水面舰船中图分类号:U672.7+2 文献标识码:A 文章编号:1673-3185(2007)04-60-04O pti m u m D esi gn of An ti 2corrosi on and Ca thod i cProtecti on for Sh i psSun J ian 2hong Zheng W ei W ang X iao 2peng(China Shi p Devel opment and Design Center,W uhan 430064,China )Abstract:Shi p hull exposed t o corr osi on by the marine at m os phere and sea water is a big p r oble m in shi p design .Anti 2corr osi on technol ogy is getting more i m portant .The anti 2corr osi on designs f or shi p o 2verseas and do mestic are studied by the analysis of anti 2corr osi on technol ogies and op ti m u m design method of cathodic p r otecti on .Considerati ons t o be taken in the choice of materials for corr osi on p r oof design are given .The main p r oble m s existing in the anti 2corr osi on design of p resent do mestic shi p s is carried out,and the devel opment of anti 2corr osi on technol ogy are su mmarized .Key words:corr osi on;cathodic p r otecti on;si m ulati on;surface shi p1 引 言由于舰船长期处于海洋环境中,海水腐蚀一直是困扰舰船的一大难题。
海水及海洋大气对船体金属的腐蚀要比陆地上严重,若不采取有效的防护措施,将加快其腐蚀速度。
调研结果表明,船体腐蚀问题触目惊心,通常会造成设备损坏、管子泄漏,有些局部甚至腐蚀穿孔,使船体失去应有的强度,极大地影响了舰船的战斗力,缩短了舰船的寿命。
由此可见,控制舰船的腐蚀是一项十分重要的任务。
根据腐蚀过程的机理,舰船材料的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。
化学腐蚀是材料同周围介质发生直接的化学作用。
电化学腐蚀是材料在潮湿气体以及导电的液体中,由于电子流动而引起的腐蚀。
在海洋环境中,舰船多属于电化学腐蚀,其主要发生在舰船的水上部位、水线区、水下部位、内部舱室、设备和管系等,且由于海水的长期直接作用,以水下部位(包括船体、螺旋桨、舵等)、压载水舱、设备管系的腐蚀最为严重。
舰船船体防腐保护主要采用阴极保护和涂层保护两种方式[1]。
阴极保护是基于电化学反应机理而采取的有效保护技术之一,通过导电介质向被保护结构提供阴极电流,使被保护的船体变成阴极,从而得到防腐保护。
涂层的作用则是将保护结构与腐蚀介质隔离,达到防止腐蚀的目的。
通常阴极保护和涂层联合应用能够形成完善的保护体系,能够有效地解决上述腐蚀问题。
然而,由于涂层自身的缺陷和施工过程中工艺上存在的缺陷,腐蚀仍将在这些缺陷处发生。
因此,根据船体的实际情况和使用状态,在接触海水的部位通常采取以阴极保护方法为主,消除涂层缺陷造成腐蚀的保护措施。
2 水面舰船防腐蚀设计方法利用先进的防腐技术,降低腐蚀造成的损失是工程设计中重点考虑的问题。
目前,国内外针对舰船的防腐与防护,主要采取以结构防腐和防第4期孙建红等:水面舰艇船体防腐和阴极保护的优化设计方法腐蚀保护为主的总体综合防腐蚀设计方法。
2.1 船体结构和设备防腐设计结构防腐设计的内容较多,主要包括结构的选材、防止水滞留、缝隙腐蚀、电偶腐蚀和考虑腐蚀裕量等方面的设计。
主船体外板应选用耐腐蚀材料,船底部位、水线部位、船壳及上层建筑部位、内部液舱部位、船底、船壳和露天甲板等,需进行重点防腐设计。
在舰船结构设计中,应特别注意防止滞留水对该处甲板或船底板的腐蚀,不出现结构死角;内部液舱流水通道应畅通。
此外,舷外与海水接触、压载水舱和油污水舱内的基座材料,采用耐腐蚀的合金结构钢。
对与海水接触的设备选型时,应考虑其防腐蚀要求,原则上要与舰总体防腐能力匹配。
设备订货前,在设备的技术规格书中应明确防腐蚀的要求,到货后按技术规格书上的防腐蚀要求进行验收。
2.2 外加电流和牺牲阳极阴极保护设计基于电化学反应机理,防腐蚀保护是以阴极保护措施为主的设计方法,使阴极极化而防止腐蚀,其保护方式主要分为牺牲阳极法和外加电流法两种。
2.2.1 牺牲阳极法如图1所示,牺牲阳极法是利用腐蚀电池的原理,在原来的腐蚀电池体系中接入1个更加活泼的金属[2]。
由于该金属的腐蚀对原有腐蚀电池提供保护,加快了自身的腐蚀,因此,被称为牺牲阳极。
该方法优点在于,选材容易,方便、安全可靠,平时无须管理。
但是,为了保证防腐效果,其阳极块数要足够多,且不能实现随外界条件变化而自动控制,适用于中、小型舰船和无法提供可调电源的地方。
图1 牺牲阳极的阴极保护三极原理2.2.2 外加电流法顾名思义,其由外部的直流电源直接向被保护金属通以阴极电流,使之阴极极化,达到阴极保护的目的。
外加电流保护方案由辅助阳极、参比电极、直流电源以及相关连接电缆组成,如图2所示。
一般安装于大、中型舰船上,电源正极接于安装在船壳外部且与船壳绝缘的阳极上,电源的负极接在舰壳上。
当电路接通后,电流将从阳极经海水至船壳构成闭合回路,这样使船壳免遭腐蚀。
外加电流法的电压、电流可调性好,可随外界条件变化实现自动控制,使用周期长,并且用于不同介质之中。
但需要1套控制设备,施工安装及调试过程比较复杂,并须舰员经常检查管理。
图2 外加电流的阴极保护三极原理2.2.3 舰船阴极保护措施对于水面舰船,通常采取外加电流阴极保护与牺牲阳极相结合的阴极保护方法。
船底和水线以下船体部位及附体,采用外加电流阴极保护和长效配套涂料联合防腐保护。
压载水舱、污油水舱采用高效牺牲阳极和长效配套涂料联合防腐保护。
此外,接触海水部位的不同管材的接头、法兰之间,必须进行有效的电绝缘处理。
同时,由于外加电流阴极保护是一种成熟有效的船体防腐蚀保护方法,在国内外已经得到了广泛的应用。
尤其是对于大、中型舰船采用外加电流阴极保护方法,可以避免安装大量的牺牲阳极,减少航行阻力,并具有不受外界条件(如航速、温度、海区和油漆涂层状态等)和坞期限制等优越性,从而有效地抑制船体腐蚀,延长舰船进坞周期。
这样不仅节省费用,而且保证了舰船处于良好的战备状态,具有明显的经济效益和显著的军事意义。
3 现代水面舰船防腐蚀设计现状和存在的主要问题3.1 国内外现代水面舰船防腐蚀设计现状舰船的腐蚀问题对国民经济和国防建设有着16中 国 舰 船 研 究第2卷重大的影响,各国对舰船的腐蚀问题十分重视。
美国制定的美国海军舰船通用规范、M I L标准、英国BS7361、挪威DNV规范都提出了采用阴极保护与涂层联合防腐蚀的措施[3],并对方案设计、设备选型、系统安装、调试验收、日常维护进行了详细的规定。
50年代开发牺牲阳极的同时,美国、英国及加拿大在海军舰船上也开始试验外加电流阴极保护系统。
如在1954年,加拿大海军就采用手控外加电流系统,辅助阳极采用消耗性钢板,为达到4年的设计寿命,阳极重量竟超过了10t。
经过几十年的发展,外加电流系统的各部件如辅助阳极、参比电极、控制电源等都已逐渐成熟。
目前,国外舰船阴极保护技术的发展主要表现在两方面:一是阴极保护设计技术的提高,采用计算机辅助优化设计;另一方面就是外加电流阴极保护系统各部件材料的不断改进和性能的不断提高,如辅助阳极就从早期的废钢铁、高硅铁发展到铅银合金、铂复合阳极以及混合金属氧化物阳极等。
我国船体材料通常采用较高强度低合金钢,其在海水中的平均腐蚀速率为0.14mm/a(921钢青岛实海挂片数据),局部腐蚀速率为0.44 mm/a(921钢)。
实船应用时,由于受螺旋桨等不同材质结构的影响,实际腐蚀速率会更大。
这就意味着,船体钢板在无任何保护或只有涂层保护的情况下,在3～5年内将腐蚀穿孔。
因此,作为船体本身,采取阴极保护与涂层联合防腐是必不可少的措施。
我国于60年代中期开始进行外加电流阴极保护的实船试验,70年代初,在第一艘驱逐舰上安装了外加电流系统。
1982年制定了“船体外加电流阴极保护系统”的国家标准。
现在,我国研制生产的外加电流阴极保护装置已在舰船上大量安装应用。
3.2 我国水面舰船防腐蚀设计存在的主要问题随着舰船外加电流阴极保护技术的不断发展进步,智能化、高效率、长寿命的阴极保护系统已在国外舰船上得到应用,并在大型舰船上已普遍应用现代数值分析计算方法和以计算机作为工具进行阴极保护系统设计的现代设计方法[4]。
由于这一技术属于高新技术,在国外的文献报道中,对其求解和寻优等关键技术只字未提。
但是,国内在这方面的技术研究起步较晚,存在较大的差距。
我国在实际工程中,外加电流阴极保护系统的设计方法一直是基于单纯依据经验估算和简单的暴露试验方法为主的传统计算设计方法,对于辅助阳极和参比电极数量及布置位置,只能定性,而不能定量分析,带有极大的盲目性;尚未实现智能化管理和控制,未实现数据通信与互动;电源装置容量小,辅助阳极排流量小,参比电极寿命短;对系统防护的效果和功能状态也只能凭肉眼观察,没有试验数据作为支撑和评估,系统在使用和维护中也需要反复更正等问题。