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油漆涂层和阴极保护相结合。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/T 3108-1999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 Ag/AgCl Ag/AgCl Ag/AgCl Ag/AgCl SCE SCE SCE SCE （美）洛克希德公司 -0.75～-0.85 （日）中川公司 -0.75～-0.95 前联邦德国AEG公司 -0.80～-0.90 （英）休斯公司 油性涂料 氯化橡胶系 乙烯系 环氧沥青系 -0.75～-0.85 -0.62～-0.75 -0.62～-0.80 -0.62～-0.85 -0.62～-0.90 2. 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/T 3108-1999。

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公司提供的各类船舶的保护电流密度一般指数。

表2 一些国家采用的保护电流密度

船体钢板表面状况 涂漆 美国 裸板 裸板 普通涂漆 前联邦德国 环氧系、乙烯系、氯化橡胶涂料 英国 涂漆 油性涂料 日本 乙烯、环氧系 国家 保护电流密度/(mA/m2) 20～40 80～100 100～150 30～40 10～20 30～60 60～80 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 破冰船 挖泥船 凹鼻拖船 拖网渔船 拖轮 滚装渡船 沿海船舶 其他远洋船舶 远洋船舶（特涂船舶） 电源设备 表4 船用恒电位仪的系列规格 序号 1 2 3 额定输出直流电流额定输出直流电压/A 20 30 12,16 5 /V 电源/(V/Hz） 交流单相220/50 交流三相380/50 （交流三相440/60） 交流单相220/50 4 100 12,16,20,24 5 6 7 8 9 150 200 300 20 30 8,12,16 直流24,110,220 交流三相380/50 （交流三相440/60） 交流三相380/50 （交流三相440/60） 10 15 25 24 22 22 18 14 14 12 运营船舶 30 27 24 24 22 20 20 15 10 50 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。其型号规格和电化学性能见表5。 表5船用参比电极种类和结构型式 结构型式 型号 种类 形状 安装型式 参比电极体的使用 寿命/a CCY-1 CCY-2 CCY-3 CCY-4 CCY-5 CCY-6 CCX-1 CCX-2 CCT 高纯锌参比电极 锌铝硅参比电极 铜/饱和硫酸铜参比电极 圆柱状（粉压法） 固定式 螺旋状（热浸涂法） 固定式 银/氯化银参比电极 螺旋状（热浸涂法） 携带式 网状（热浸涂法） 固定式 网状（热浸涂法） 携带式 圆盘状 圆盘状 圆盘状 固定式 固定式 携带式 10 圆柱状（粉压法） 携带式 6 — 1.恒电位仪的布置与安装 对于大型船舶，需要保护电流比较大，在这种情况下，可安装两套独立的保护系统，放在船的中部，或布置在船的头部及尾部附近。恒电位仪可安装在机舱内的主控室或其附近。恒电位仪的安装要注意其阴极接地与参比电极的零位接地不可共点，要相隔一定的距离。恒电位仪的负极应接到船体上，正极应接到与船体绝缘的辅助阳极上，一定不能接反。 2. 辅助阳极的布置与安装 通常情况下，辅助阳极布置左右舷对称。一般船舶以4～6个为宜，超大型船舶可适当增加，但不宜超过10个。阳极的数量确定后，以此确定阳极的规格。 安装在艉部的辅助阳极多采用长条状，艏部多采用圆盘状。辅助阳极的垂向布置，从重载水线到船底中心线的弧长约1/3处，但必须在轻载水线下方0.5m以下。 船用辅助阳极的安装通常有两种形式，一种是附着型，一种是凹进型。附着型的优点是电流分散能力比较好；缺点是容易受到损伤。凹进型的优点是阳极不易受到损伤，但分散能力不如附着型好。凹进型阳极主要用在破冰船这类高负荷船舶上，并且安装在船头部位。 3. 参比电极的布置与安装 参比电极的纵向布置，应视参比电极的多少而定，如果全船只用两支参比电极，配置在船艏部一支，船艉部或船中部一支，最好左右舷分开。如果安装多支参比电极，船艏部、船中部和艉部都可配置，左右舷分布。参比电极布置在两辅助阳极中间，也可布置在离阳极最远的地方，即安装在电位最正的地方，对于大型船舶，离阳极至少15～20m远，而在小船上，这个距离可以成比例减小。参比电极垂向布置，应与辅助阳极在同一水平面上。

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