臺(tái)州海輪海水壓載艙犧牲陽(yáng)極法陰極保護(hù)
1. 概況
臺(tái)州海輪系青島遠(yuǎn)洋運(yùn)輸公司6.8萬(wàn)噸散貨輪,1992年6月該輪在維修時(shí),發(fā)現(xiàn)上邊艙內(nèi)的環(huán)氧焦油涂覆層發(fā)生了不同程度的破損,原有的鋁合金犧牲陽(yáng)極已消耗殆盡,艙內(nèi)發(fā)生腐蝕現(xiàn)象,為此對(duì)上邊艙內(nèi)的犧牲陽(yáng)極進(jìn)行更換,并根據(jù)不同的條件選用了不同的保護(hù)參數(shù),以探討保護(hù)參數(shù)對(duì)上邊艙保護(hù)效果的影響。
2. 陰極保護(hù)設(shè)計(jì)
(1)保護(hù)部位為上邊壓水艙。
(2)采用規(guī)格為800mm*(56+74)mm*65mm的鋅-鋁-鎘合金犧牲陽(yáng)極,采用支架式焊接安裝。根據(jù)每個(gè)艙所需的保護(hù)電流計(jì)算其用量,犧牲陽(yáng)極按艙均勻分布。
(3)所有上邊艙涂覆層部位的保護(hù)電流密度為10mA/m2,涂覆層破損裸露部位的保護(hù)電流密度見下表。
(4)在上邊艙內(nèi)對(duì)應(yīng)于不同保護(hù)電流密度代表性點(diǎn)處,安裝鋅合金參比電極,用于監(jiān)測(cè)船艙壁的保護(hù)電位,安裝試驗(yàn)掛片,用于監(jiān)測(cè)腐蝕率和保護(hù)度,參比電極和試驗(yàn)掛片分布點(diǎn)為RS處。
3. 測(cè)量結(jié)果
進(jìn)行了兩個(gè)壓載周期的電位監(jiān)測(cè),兩壓載期間隔75天,各測(cè)點(diǎn)的電位測(cè)量結(jié)果如下。
RS1測(cè)點(diǎn)的電位在0.1-0.4V(相對(duì)于Zn/海水參比電極,下同)之間變化,極化5天后,電位才達(dá)0.25V,這是由于該處與重油艙相鄰,高溫作用需較高的保護(hù)電流方可使電位迅速負(fù)移,該處保護(hù)試樣的腐蝕率為0.14mm/a,保護(hù)度為56%。
RS2測(cè)點(diǎn)的第二周期電位在0.2-0.25 V之間變化,其保護(hù)片腐蝕率為0.07mm/a,保護(hù)度為48%。
RS3測(cè)點(diǎn)處第二周期電位在0.15-0.20V之間變化,保護(hù)試片的腐蝕率為0.08mm/a,保護(hù)度為21.1%。
RS4測(cè)點(diǎn)處第二周期極化四天后電位在0.05-0.15V之間變化,保護(hù)試片腐蝕率0.05mm/a,保護(hù)度為68.5%。
RS5處極化五天后,電位極化至0.25V,其保護(hù)片腐蝕率為0.12mm/a,保護(hù)度為45.4%。主要由于該測(cè)點(diǎn)處于船形變化較大的部位,存在著應(yīng)力作用,這種情況下需較大的保護(hù)電流密度才能使電位迅速負(fù)移。
RS6測(cè)點(diǎn)處第二周期極化四天后,電位基本維持在0.15V,保護(hù)試片的腐蝕率為0.02mm/a,保護(hù)度79.1%。
由上可知,RS4、RS6測(cè)點(diǎn)處所監(jiān)測(cè)到的電位負(fù)于0.15V,其保護(hù)度較高,保護(hù)后腐蝕率較低。
試驗(yàn)結(jié)果表明,隨著保護(hù)電流密度的提高,腐蝕率下降,保護(hù)度升高,在超過(guò)170mA/m2時(shí),對(duì)腐蝕的抑制作用更強(qiáng),在210mA/m2時(shí),腐蝕率下降為0.02mm/a,保護(hù)度接近80%,這對(duì)于壓載率僅有20%的壓載艙來(lái)說(shuō),保護(hù)效果是相當(dāng)明顯的,比保護(hù)電流密度為85mA/m2時(shí)的腐蝕率下降3倍,保護(hù)度提高3倍,因此,壓載水艙采用較大的保護(hù)參數(shù)具有技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。
4.結(jié)論
(1)船舶壓載水艙采用陰極保護(hù)可明顯地抑制其腐蝕。
(2)對(duì)于受高溫和應(yīng)力作用的部位,宜選取較常規(guī)條件更高的保護(hù)電流密度。
(3)對(duì)于壓載率為20%的水艙,其保護(hù)電流密度應(yīng)取200mA/m2(裸板部分),保護(hù)電位小于0.15V時(shí),其保護(hù)效果較好。
(4)隨著保護(hù)電流密度的提高,壓載水艙的腐蝕速率下降,保護(hù)度升高。
臺(tái)州海輪系青島遠(yuǎn)洋運(yùn)輸公司6.8萬(wàn)噸散貨輪,1992年6月該輪在維修時(shí),發(fā)現(xiàn)上邊艙內(nèi)的環(huán)氧焦油涂覆層發(fā)生了不同程度的破損,原有的鋁合金犧牲陽(yáng)極已消耗殆盡,艙內(nèi)發(fā)生腐蝕現(xiàn)象,為此對(duì)上邊艙內(nèi)的犧牲陽(yáng)極進(jìn)行更換,并根據(jù)不同的條件選用了不同的保護(hù)參數(shù),以探討保護(hù)參數(shù)對(duì)上邊艙保護(hù)效果的影響。
2. 陰極保護(hù)設(shè)計(jì)
(1)保護(hù)部位為上邊壓水艙。
(2)采用規(guī)格為800mm*(56+74)mm*65mm的鋅-鋁-鎘合金犧牲陽(yáng)極,采用支架式焊接安裝。根據(jù)每個(gè)艙所需的保護(hù)電流計(jì)算其用量,犧牲陽(yáng)極按艙均勻分布。
(3)所有上邊艙涂覆層部位的保護(hù)電流密度為10mA/m2,涂覆層破損裸露部位的保護(hù)電流密度見下表。
(4)在上邊艙內(nèi)對(duì)應(yīng)于不同保護(hù)電流密度代表性點(diǎn)處,安裝鋅合金參比電極,用于監(jiān)測(cè)船艙壁的保護(hù)電位,安裝試驗(yàn)掛片,用于監(jiān)測(cè)腐蝕率和保護(hù)度,參比電極和試驗(yàn)掛片分布點(diǎn)為RS處。
不同位置的保護(hù)電流密度和涂層破損率
測(cè)點(diǎn) | RS1 | RS2 | RS3 | RS4 | RS5 | RS6 |
設(shè)計(jì)電流密度/(mA/m2) | 75 | 75 | 25 | 75 | 50 | 50 |
涂層破損率/% | 80 | 40 | 20 | 35 | 50 | 50 |
裸露部位保護(hù)電流密度/(mA/m2) | 91.3 | 172.5 | 85 | 196 | 90 | 210 |
3. 測(cè)量結(jié)果
進(jìn)行了兩個(gè)壓載周期的電位監(jiān)測(cè),兩壓載期間隔75天,各測(cè)點(diǎn)的電位測(cè)量結(jié)果如下。
RS1測(cè)點(diǎn)的電位在0.1-0.4V(相對(duì)于Zn/海水參比電極,下同)之間變化,極化5天后,電位才達(dá)0.25V,這是由于該處與重油艙相鄰,高溫作用需較高的保護(hù)電流方可使電位迅速負(fù)移,該處保護(hù)試樣的腐蝕率為0.14mm/a,保護(hù)度為56%。
RS2測(cè)點(diǎn)的第二周期電位在0.2-0.25 V之間變化,其保護(hù)片腐蝕率為0.07mm/a,保護(hù)度為48%。
RS3測(cè)點(diǎn)處第二周期電位在0.15-0.20V之間變化,保護(hù)試片的腐蝕率為0.08mm/a,保護(hù)度為21.1%。
RS4測(cè)點(diǎn)處第二周期極化四天后電位在0.05-0.15V之間變化,保護(hù)試片腐蝕率0.05mm/a,保護(hù)度為68.5%。
RS5處極化五天后,電位極化至0.25V,其保護(hù)片腐蝕率為0.12mm/a,保護(hù)度為45.4%。主要由于該測(cè)點(diǎn)處于船形變化較大的部位,存在著應(yīng)力作用,這種情況下需較大的保護(hù)電流密度才能使電位迅速負(fù)移。
RS6測(cè)點(diǎn)處第二周期極化四天后,電位基本維持在0.15V,保護(hù)試片的腐蝕率為0.02mm/a,保護(hù)度79.1%。
由上可知,RS4、RS6測(cè)點(diǎn)處所監(jiān)測(cè)到的電位負(fù)于0.15V,其保護(hù)度較高,保護(hù)后腐蝕率較低。
試驗(yàn)結(jié)果表明,隨著保護(hù)電流密度的提高,腐蝕率下降,保護(hù)度升高,在超過(guò)170mA/m2時(shí),對(duì)腐蝕的抑制作用更強(qiáng),在210mA/m2時(shí),腐蝕率下降為0.02mm/a,保護(hù)度接近80%,這對(duì)于壓載率僅有20%的壓載艙來(lái)說(shuō),保護(hù)效果是相當(dāng)明顯的,比保護(hù)電流密度為85mA/m2時(shí)的腐蝕率下降3倍,保護(hù)度提高3倍,因此,壓載水艙采用較大的保護(hù)參數(shù)具有技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。
4.結(jié)論
(1)船舶壓載水艙采用陰極保護(hù)可明顯地抑制其腐蝕。
(2)對(duì)于受高溫和應(yīng)力作用的部位,宜選取較常規(guī)條件更高的保護(hù)電流密度。
(3)對(duì)于壓載率為20%的水艙,其保護(hù)電流密度應(yīng)取200mA/m2(裸板部分),保護(hù)電位小于0.15V時(shí),其保護(hù)效果較好。
(4)隨著保護(hù)電流密度的提高,壓載水艙的腐蝕速率下降,保護(hù)度升高。
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標(biāo)簽: 陰極保護(hù), 應(yīng)用案例, 海水壓載艙
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