外加阴极保护原理

《外加阴极保护原理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、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，；舵叶底部烂损和舵球腐蚀究其原因，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、日常维护等，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

2、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

3、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16~24V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

4、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。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

5、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。采用外加电流阴极保护时，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

6、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0.06V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25mm2），短接舵柱与船体（接地电阻小于0.02Ω），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

7、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）-0.75~-1.00V，ICCP控制仪-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（-0.80V）；但若电流密度小于40mA/m2，则几乎无法达到保护电位。·

8、船体钢板表面有无复盖物、复盖物的种类、复盖物的完整性等，很大程度上影响最佳电流密度的大小。例如，涂有完整油漆的钢板所需的保护电流密度，比裸钢板小得多：在静止海水内，涂有三道聚二乙烯乙炔涂料的钢板，电流密度0.35mA/m2可即刻达到保护电位；而裸钢板却需154mA/m2，大400多倍。再如，同样在静止海水内：涂有三道聚二乙烯乙炔涂料的钢板，电流密度0.11mA/m2只要几小时就可达到保