船体外加电流阴极保护装置系统的维护.doc

船体外加电流阴极保护装置系统的维护 船体外加电流阴极保护装置系统的维护 上海远洋运输有限公司朱俊民 某轮.第二个特检周期修船时,发现舵叶烂穿,船 体钢板水下部分表面凹坑状腐蚀,见图l(右半部船 壳);舵叶底部烂损和舵球腐蚀见图2和图3. 图l艉部船壳凹坑状锈蚀 图2舵叶底部烂损 图3舵叶舵球腐蚀 究其原因,是船体外加电流阴极保护装置使用不 当和维护不良,左右两侧的辅助阳极损坏就是明证. 调查发现,该装置的工作原理,操作方法,参数调 节,El常维护等,船员知之甚少,因而也不重视,甚至船 到了淡水水域也未及时停止该装置的工作.为此,本文 介绍其工作原理和维护要点. 1船体外加电流阴极保护装置的原理 1.1电化学腐蚀 船体是钢结构.钢是铁与碳和其他元素组成的合 金.其中,铁比其它元素更易失去电子,电位较高. 船体常年浸泡在海水中,而海水是强电解质.铁元 素失去电子成为正极:铁元素失去的电子,经过海水这 个电解质到达其他元素;其他元素获得电子成为负极. 这样就形成了一个个微电池,但并不腐蚀钢铁. 关键在于海水中存在溶解氧.这些溶解氧在海水 中呈负离子状态,必然与失去电子成为正极的铁结合 生成氧化铁.这就是电化学腐蚀. 在船体与海水接触部位表面的化学腐蚀,海生物 腐蚀,运动磨损腐蚀,杂散电流腐蚀等各种腐蚀中,电 化学腐蚀最严重. 电化学腐最大特点是,仅腐蚀阳极区域,不腐蚀阴 极区域. 1.2船体外加电流阴极保护装置工作原理 船体外加电流阴极保护装置,就是根据这一特点, 在船体上安装辅助阳极,用船上装备的直流电源,对辅 助阳极和船体施加外加保护电流并自动调节电流大 小,使船体(浸水部分),舵和推进器保持负电位(阴极 化),大幅降低船体的电化学腐蚀. 外加电流阴极保护装置,主要由直流电源(恒电位 仪),辅助阳极,参比电极,阳极屏蔽层,舵和推进器轴 的接地装置等组成. (1)直流电源 直流电源,实际是一个高稳定性和高可靠性的整 流器: ?由船上交流电网供电,输出l6～24V直流电; ?使用恒电位仪,自动调整输出电流. 船体外加电流阴极保护装置需要的电流.受外界 多种因素影响,变化很大.为了提高电源的可靠性和稳 定性,直流电源使用全系列集成模块电路的恒电位 仪.鉴于其在电源装置中的核心地位,船体外加电流 阴极保护装置的直流电源也常称作恒电位仪. (2)辅助阳极 安装在船壳水下舷外,左右各一组,与船体绝缘, 与外加直流电源正极相连. 船体外加电流阴极保护装置系统的维护——朱俊民 辅助阳极,要有足够大的输出电流密度,同时应具 备溶解小,电阻小,极化(电极电位因电流流过而发生 的变化)小等特性. (3)参比电极 作用: ?测量被保护对象的实际电位: ?比较实测电位与设定保护电位,并提供给恒电 位仪. 因此,要求参比电极是不极化的可逆电极.能长期 保持性能稳定,准确,灵活和坚固. (4)阳极屏蔽层 船体外加电流阴极保护装置工作时辅助阳极电流 很大,被保护对象的电位,靠近辅助阳极的相对较低, 而远离辅助阳极的相对较高,致使全船阴极保护效果 不均匀. 为使辅助阳极输出的电流均匀地分布于整个船 体,在辅助阳极周围一定范围内涂刷绝缘性能优良,耐 碱耐海水性能较好,与钢板附着力强的阳极保护涂层 即阳极屏蔽层,多采用环氧系腻子型材料. (5)螺旋桨轴接地装置 螺旋桨多由铜合金制成,没有涂料保护,在海水中 旋转,氧的去极化作用加剧,通常腐蚀严重. 采用#HJn电流阴极保护时,轴与轴承之间的润滑 油膜影响其导电性能.螺旋桨与船体之间的电位差可 达0-3V左右,不能很好的保护螺旋桨. 在螺旋桨轴上安装金属滑环.在船体上安装电刷, 金属滑环与电刷接触.增加螺旋桨与船体之间的导电 性.使螺旋桨与船体的电位差从0.3V左右降至O.06V 以下,从而保护螺旋桨. (6)舵接地装置 舵在船尾,正对着螺旋桨.螺旋桨的水流直接冲击 舵板,加剧氧对舵表面的去极化作用,通常腐蚀严重. 为降低舵的电化学腐蚀.在舵机舱内用单芯船用 电缆(例如截面25mm),短接舵柱与船体(接地电阻小 于0.02Q),保持舵与船体同电位,从而保护舵. 1.3相关参数 船体外加电流阴极保护,通过调节保护电位和保 护电流达到保护船体钢板的目的.所以其最基本的也 是最重要的参数有两个:保护电位,保护电流密度. (1)保护电位 保护电位,取决于金属性质和所处介质的性质,变 化不大.通常最佳保护电位(船体钢板相对于银/氯化 银参比电极的电位)一0.75—一1.00V.ICCP控制仪一恒 电位仪的工作电压范围±2V. (2)保护电流密度 保护电流密度,除金属和介质的性质外,还受环境 影响,变化较大,可能包括: ?船舶在静止海水中,电流密度150mA/m2时.可 以很快达到保护电位(一0.80V);但若电流密度小于 40m