黄进明;单剑;陈健
【摘 要】介绍了外加电流保护装置在某轮的使用情况,建立了阴极保护系统的等效电路图.从恒电位仪输出电压、电流异常的现象出发,分析了输出电压和电流变小的可能原因,确定了海生物附着是恒电位仪异常的原因.最后,列举了常见的系统管理错误.%The causes of the decreases in working voltage and current of an impressed current cathodic protection system in a ship were analyzed theoretically. The mathematical model of the equivalent circuit was established. And the halobios attached to the ship hull was proved to be the cause of the abnormal phenomenan. Some usual managing mistakes are ticked off. 【年(卷),期】2013(034)003
湮灭反应
【总页数】4页(P265-268)
【关键词】电化学腐蚀;阴极保护;防护
饮食与健康的关系
【作 者】黄进明;单剑;陈健
【作者单位】中国卫星海上测控部,江阴214031
【正文语种】中 文一等风流
高鸿宾【中图分类】TG174.42
2011年5月，某轮停靠帕皮提期间，发生船体外加电流阴极保护装置工作异常，1号、2号外加电流保护系统均出现输出电压小幅减小、电流急剧减小的现象。由于该保护装置担负着保护船舶免受海水腐蚀的重大任务，如果其本体发生故障极有可能使船舶发生严重腐蚀，局部地方还有可能发生腐蚀穿孔等严重事故，造成巨大危害。因此，出阴极保护系统工作异常的原因，具有重要意义。 1 电化学腐蚀的危害
金属与环境介质发生电化学作用而引起破坏的过程称为电化学腐蚀。船舶的腐蚀主要是以电化学腐蚀为主，电化学腐蚀的危害巨大。
我国船体材料通常采用低合金钢，其在海水中的平均腐蚀速率为0.14mm·a-1，局部腐蚀速率为0.44mm·a-1（921钢青岛实海挂片数据）［1］。实船由于受螺旋桨等不同材质结构的影响，船体的实际腐蚀速率会更大。即船体钢板在无任何保护下，局部3～5年内将腐蚀穿孔。在金属化学反应下，出现斑点腐蚀、溃疡腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、穿晶腐蚀等形式，引起船体结构的强度降低、船舶穿孔破损，轻则增加船体表面的粗糙度、导致舰船效率减低、增加了船舶动力装置的耗油量，重则引发事故。
该轮使用的防止电化学腐蚀的方法，主要是外加电流阴极保护、牺牲阳极保护和防锈漆保护。由于在使用中油漆和牺牲阳极已在船出坞前已完成，对使用管理的要求不高，因此，为充分保护船体，要求管理者能较好地使用外加电流阴极保护装置［2-4］。中国股市记忆
2 外加电流阴极保护系统在该轮的应用情况
外加电流阴极保护系统是利用腐蚀电池的原理，由连接外部直流电源的阳极向被保护的船体提供阴极电流，不间断地提供电子，从而在船体上富集电子，通过控制船体电位或电流密度，使船体发生阴极极化，达到降低甚至完全抑制船体水下部分发生电化学腐蚀。如图1为阴极保护装置示意图。
2.1 阴极保护系统主要的设计参数
船体结构浸水面积S1＝5 497m2，船体总浸水面积S＝1.1×S1＝6 046.7m2，船体保护电流密度：J1＝45mA·m-2，总保护电流I＝（S×J1）／1 000＝272.1A。
根据实际需要选用两台恒电位仪，其规格为输入电压交流380V／50Hz输出为直流200A／16V一台，输出为直流100A／16V一台。保护电位范围：船体水下表面-0.80～-1.0V（相对于Ag／AgCl参比电极）。
保护区域：水线以下的船体（不包括海底门内，海底门内设计有独立的防腐蚀装置），另外，舵和桨还设有独立的牺牲阳极保护锌块。
2.2 外加电流阴极保护系统的基本情况
该轮共使用两套外加电流保护装置，1号外加电流阴极保护装置即一台380V／50Hz输出100A／16V恒电位仪，通过两个辅助阳极对前区船体形成保护，2号外加电流阴极保护装置即1台380V／50Hz输出200A／16V的恒电位仪通过四个辅助阳极对船体形成保护作用，如图2为阴极保护装置在该轮上的安装示意图。
图1 阴极保护装置示意图
外加电流阴极保护系统由专用模块式可控硅恒电位仪、钛基辅助阳极和8910环氧系腻子型阳极屏蔽层、Ag／AgCl参比电极、轴接地及舵接地装置等组成。其功能是保护船体水下部位不受海水腐蚀。由直流电源（恒电位仪）通过辅助阳极对被保护体（船体）施加保护电流。其工作原理是由恒电位仪提供直流电源，电源正极接辅助阳极，负极接船体，当通过海水构成回路时，对船体进行阴极极化，通过参比电极监控，使船体达到保护电位而免受海水腐蚀。
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图2 某轮使用阴极保护装置示意图
舵在船的艉部，正对着螺旋桨，船舶行进过程中，螺旋桨打起的水流与水花直接作用在舵上，舵表面氧化去极化作用加剧引起腐蚀严重，为防止舵叶的电化学腐蚀，在舵机舱内用截面25mm2单芯船用电缆使舵柱与船体短路（接地电阻应小于0.02Ω），即可使舵叶与船体保持相同电位，从而得到保护。
2.3 恒电位仪工作的过程
阴极保护系统正常工作时，具有两种工作模式，即恒流、恒位，通常情况下用恒电位工作模式，在该工作模式下，使用者根据钢制船舶的保护电位设定给定值（相对于Ag／AgCl参比电极，下同）：-0.8～-1.0V，在该轮上给定值通常设定为-0.85V，调节的原理［5］是电位的闭环负反馈，恒电位仪控制器通过测量采样船体相对氯化银参比电极的电位，并与给定电位进行比较，当给实际电位过高或过低时，控制器通过触发电路反方向调节输出电压与电流，使船体电位达到保护电位。如果恒位模式故障后，应切换到恒流模式，并根据使用经验调整输出电流，在自动模式下，其工作过程与调节输出电位过程相似，此时采集的是电流信号。因此，恒电位仪能随船外界条件变化（如航速、海区、油漆破坏程度等），而自动调节所需保护电流，使船体始终处于最佳保护电位-0.8～-1.0V范围内。
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