关于船舶ICCP(阴极保护),MGPS(防海生物)、尾轴接地装置的最全讲解...

关于船舶ICCP(阴极保护),MGPS(防海生物)、尾轴接地装置的最全讲解--收藏!
前言
网络采集海上航行船舶及其海水管系的制造材料基本上都是钢铁,而海水对钢铁具有较强的腐蚀性。如果不采取有效措施对船体钢板和海水管路加以保护,这些材料就会在使用过程中发生化学反应和/或电化学反应而造成腐蚀,这将会大大缩短船舶的使用寿命。目前通常采用船体水线以下喷涂防蚀涂层、海水管路外涂防锈漆、内壁涂敷防蚀薄膜涂层或使用防蚀内衬来对它们进行保护。
但船舶在靠离码头时,船体与码头、防撞垫、拖轮等不可避免地产生剐蹭现象,导致船体防锈漆或防蚀涂层受到损伤;船体在进行附着海生物清除时,在海生物剥落的同时,有可能导致船体防锈漆或防蚀保护层受到损伤;船体和海水管路存在热应力、扭曲应力、保护层老化及涂层微小针孔等现象;在对海水管路进行维修作业时(特别是动用电气焊),管路内外的防蚀保护层就容易受到破坏;另外,船舶舵叶、螺旋桨和桨轴不可避免地与海水进行接触……,这些损伤、缺陷和破坏最终将导致船舶裸露的金属部分与海水直接接触,从而发生局部化学和/或电化学腐蚀。
为了防止有损伤和缺陷的船体、内外保护层被破坏的海水管路以及舵叶、轴系、推进器等接触到海水的部分引发的腐蚀,延长船舶的使用寿命,外加电流阴极保护系统ICCP(Impressed Current Cathodic Protection)、主机轴系接地装置(Shaft Earthing Device)以及船舶防海生物装置MGPS(Marine Growth Preventing System)等船舶防蚀保护装置应运而生。
01电化学反应
当两种金属或含杂质的金属被置于电解液中(海水就是电解液),金属活动性强(下图中的锌Zn)容易失去电子,被氧化,发生氧化反应,成为被消耗的阳极;金属活动性弱者(下图中的铁Fe)得电子,被还原,发生还原反应,成为被保护的阴极。
根据提供阴极电流的方式不同,船舶阴极保护又分为牺牲阳极法和外加电流法两种。
牺牲阳极法是将一种活动性更强的金属(如铝、锌等)与被保护的金属结构物(如钢铁)相连,通过活动性更强的金属不断溶解消耗,向被保护金属结构物提供保护电流,使被保护金属结构物获得保护。
船舶牺牲阳极保护法一般是沿着舭龙骨流线的船体外侧、海水阀箱、双层底、双壁舱室内部区域以及舵桨上装设一定数量的锌块合金作为牺牲阳极。如果使用铝合金材料,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)。牺牲阳极一般设计使用寿命2-3年,在每次坞修时全部强制检查换新。
外加电流法就是将电化学腐蚀过程逆转,通过外部电源来改变周围环境的电位,使得需要保护部分的电位一直处在低于周围环境的状态,从而成为整个环境中的阴极,这样被保护的部分就不会因为失去电子而发生腐蚀了。
机床数据采集
02
外加电流阴极保护系统ICCP
化妆笔Impressed Current Cathodic Protection
外加电流阴极保护系统ICCP Impressed Current Cathodic Protection外加电流阴极保护系统ICCP就是利用电化 学腐蚀的原理,把外部交流电转变成低压直流 电,通过辅助阳极对船体施加一定的直流电 流。当电路接通后,利用整流器或恒电位仪维持 船体处于较低的电
位,根据处于海水中的船体 电位变化,主动释放出电子,保护船体、舵桨 等免遭腐蚀:由连接外部直流电源的阳极直接 向被保护的船体施加电流,不间断地提供电子,进 而在船体表面富集电子,并通过控制船体电位或 电流强度,使船体发生阴极极化(把整个船体变 成阴极),电流从辅助阳极经海水至船体构成 闭合回路,船体表面金属腐蚀溶解过程就会得到 有效抑制,从而达到降低甚至完全抑制船体浸水 部分的电化学腐蚀,这样就可以替代牺牲阳极 保护装置的锌块或者铝块的作用,对船体进行 保护。
另外,来自于阴极保护装置的电流也会进 入到舵,为了防止通过舵轴承返回到整流器的 电流腐蚀,用固定电缆将舵叶与船体连接起 来,这就是舵叶接地布置。
外加电流阴极保护系统的工作主体除了 ICCP控制箱和智能控制的直流电源外,还设有 将直流电源输出的直流电流传递到船体上的辅 助阳极、作为参照比较的参比电极以及相关连 接电缆和绝缘屏蔽材料等组成,当然啦,要想 形成一个完整的工作回路,海水是必不可少 的。 ICCP控制箱一般安装在机舱中,里面有 降压变压器、整流器、感应器、保险丝、开 关、冷却风扇以及LCD显示屏等。其主要功能 是通过参比电极来监测船体电位,向辅助阳极 输出一定量的补偿直流电。日常要检查ICCP的 电压、电流情况并做好记录,各参数
要符合说 明书的要求。 目前广泛使用的有整流器和恒电位仪两种 直流电源,其作用是根据船体浸水面积、水质 等的变化提供一定大小的稳定电流。在船体浸 水面积、水质等变化不大的情况下通常采用手 动控制的整流器;而在船体浸水面积、水质等 变化频繁时,一般采用自动控制的恒电位仪, 使船体浸水部分的电位控制在最佳保护电位范围内。
翻转气缸辅助阳极是由一镶嵌在绝缘底座上的镀钳 钛、混合金属氧化物等惰性金属板组成,装在 水密隔离舱内,正极终端连接到ICCP控制箱。 其作用是将直流电源输出的补偿电流由海水传 递到船体上,使船体电位保持在正常水平,这 样可以有效保护面积较大、结构复杂的船体浸 水部分。参比电极用于测量船体的电位,根据测量 结果为整流器或自动控制的恒电位仪提供控制 信号,经过参照比较调节输出电流,使船体始 终处于良好的保护状态。参比电极与船体之间 的电势差受海水盐度、船速、温度、洋流等诸 多因素影响,如果参比电极坏掉或者短 路,ICCP控制面板上将出现错误信息。 连接电缆:电流从直流电源变压整流器正 极流出,通过阳极电缆至辅助阳极,然后经过 海水抵达有破损的船体,从船体经过负极电缆 流回电源负极,这样就形成了工作回路。同 样,电流从直流电源变压整流器正极流出,利 用测量电缆经过参比电极负极电缆流回电源负 极。
绝缘屏蔽设置在辅助阳极周围,使船体能 够做到完全电绝缘隔离,抑制腐蚀电流产生, 从而防止船体的腐蚀。也就是通过绝缘屏蔽设 置确保从辅助阳极出来的输出电流不会在辅助 阳极附近短路,可以达到船体更远部位。
如果外加电流阴极保护装置ICCP失效或长 期关闭不用,将会导致船体钢板产生严重的腐 蚀(尤其是钢板与钢板之间的焊缝),这样就 会大大缩短船舶的使用寿命。
为了保证船体始终处于被保护的良好状 态,保持电源常开,系统在自动模式下运行, 通常是不需要进行手动调节,然而当自动失效 (比如:控制板需更换)或进入淡水区域时, 需将系统置于手动模式或关闭。系统关闭几小 时影响不大,但如果长时间关闭系统,一旦重 启,在系统达到它最佳保护状态需等待一段时间。
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定期预防性维护将延长设备的使用年限, 缩短系统关机时间,也可减少系统组件的损 坏;利用在港期间,打开辅助阳极和参比电极 的隔离舱盖(确保里面没有水压),检查它们 与船体的水密情况,防止海水渗漏或冷凝水积 存;有条件也应从外部进行外观检查辅助阳 极、参比电极、绝缘屏蔽和周围的状况。轴系接地装置
3.Shaft Earthing Device
船舶轴系接地保护装置的作用是防止静电对尾轴造成变形、龟裂和避免曲柄轴颈、轴套 等受到电化学腐蚀。曲柄销
船舶航行需要将螺旋桨旋转所产生的推力传递给船体,而螺旋桨旋转是依靠船舶主机发 出的功率来带动,那么在主机和螺旋桨之间就 必须要有一套可靠的连接机桨并进行功率传递 的设备,这套设备就是船舶轴系。也就是说主机发出的功率通过曲轴、推力轴、中间轴、尾 轴(螺旋桨轴)以及轴承、刚性联轴节、尾轴 填料函等部件传递给螺旋桨。 海水中不同金属材料在一定的距离范围内均会产生电势差,电势低的金属就会被电势高 的金属腐蚀(同种条件下,电极电位低的金属会 自发进行腐蚀),同时产生电流,从而发生电化 学腐蚀。
螺旋桨的材料通常是铜,轴系的材料通常是钢,钢相对于铜来说是活跃金属,腐蚀总是 从活跃的金属开始。螺旋桨与轴系之间的电势 差就会产生从螺旋桨(铜)流向轴系(钢)的 电流。如果轴系与船体直接接触,该电势差就会转移到船体上,不会对轴系发生电化学腐 蚀。

本文发布于:2024-09-22 14:40:14,感谢您对本站的认可!

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