外加电流阴极保护

1、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。

2、3;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护电位；而裸钢板，电流密度高达45mA/m2也需要9天左右。·海水是流动的而且海流和风浪时大时小，船舶也有时停泊有时航行且航速有快慢，都影响最佳保护电流密度。例如恶劣气象航行和破冰航行，所需要的保护

3、电流密度显著增高。·不同海域海水含盐量有差别，不同季节海水温差不同，都会影响最佳保护电流密度。保护电流密度，需要综合考虑上述各种因素，而且主要靠大量的实践才能得到比较切实的数据。船体外加电流阴极保护装置的管理者，日常应针对这些环境因素不断调节、修整装置的相关参数，以确保其充分发挥作用。相对于常用的银/氯化银参比电极，保护电流密度要保证保护电位-0.75-1.00V，最佳保护电流密度3060mA/m2，我国海船选用4060mA/m2较为合适。船体外加电流阴极保护装置的种类型号很多，工作参数也有差异，但工作原理大同小异。下面，以一款应用较普遍、效果较显著的ICCP船体外加电流阴极保护装置

4、为例，提出船体外加电流阴极保护装置的使用和维护建议。2某轮的船体外加电流阴极保护装置2.1船体参数船体长103.90m垂线间长95.90m型宽14.00m设计吃水5.70m轻载吃水3.376m方形系数Cb0.622.2ICCP船体外加电流阴极保护装置概况（1）保护面积·船体浸水面积（估算）1814.32m2·螺旋桨表面积16.36m2·舵表面积20.04m2（2）外加电流阴极保护装置设计参数·保护区域：水线以下的船体表面（海底门内仍需按常规安装牺牲阳极，不包括在内）。·保护电位：船体水下表面-0.75-0.95V（相对于Ag/AgCl参比电极，

5、下同）；·总保护电流：94A·保护电流密度：船体，45mA/m2；螺旋桨，600mA/m2；舵，150mA/m2。2.3外加电流阴极保护系统主要部件（规格、数量）·SF-300恒电位仪一台，输入380V/50Hz，输出100A/16V；·B型钌钛辅助阳极二只，每只最大输出50A，水密罩2只；·银/氯化银参比电极二只，水密罩2只；·阳极屏蔽层，8910涂料甲乙组份各3桶，总重量41.4kg（由上述设备制造商提供）。3使用建议（1）码头调试安装ICCP系统设备安装施工结束后，尽快调试：·装置全部线路，检查确认敷设正确无误；

6、83;恒电位仪，通电，用模拟负载调试，确认正常（该设备出厂时已用模拟负载调试好）；·辅助阳极，用测量电位或电阻方法，检查确认其与船体不短路；·参比电极，用高阻抗的数字电压表测量电位的方法，确认正常。码头调试完毕，一切正常后方可开航。（2）安装后首次航行调试和航行使用船舶海上航行时：测量船体安装之参比电极对船体的自然电位：·使用高阻抗数字电压表；·每12小时测一次，连续测试三次，正常船体自然电位0.40.6V；·做好记录。船体自然电位测试完毕，按SF-300恒电位仪使用说明书要求启用“恒电位仪”。开机前应仔细阅读使用说明书，按说明书的规定使用。控

7、制电位值设在高于自然电位值的50mV，再逐渐提高，直至船体电位在保护范围之内（对于使用银/氯化银参比电极的仪器，所显示的参比电位应在-0.75V-0.95V）建立该装置运行日志，坚持记录日常工况。ICCP船体外加电流阴极保护装置记录表格式见表1。表1 ICCP外加电流阴极保护装置日常运行记录（格式）船名： 年月 航次：FromTo艉系统容量：AV 艏系统容量：AV日期航行区域海水温度艉输出电极检测保护电位（mV）艏输出（若有）电极检测保护电位（mV）艉轴电压（mV）AVS1S2AVS3S412272829船到淡水水域，及时停止装置工作。再次航行到海水水域，重复本节第、各项。每周一次：·

8、;检查螺旋桨轴接地装置的滑环、碳刷，确认外表清洁、接触良好、接线紧固。·检查舵柱联结电缆结合处，确认没有磨损。一旦装置故障，转为“手控”通电，但必须注意随情况不同（如航行与停泊）及时调整输出电流，以免欠保护或过保护，尤其防止过保护。若装置无法工作，及时通知主管部门设法修复。4维护建议ICCP船体外加电流阴极保护装置，辅助阳极电流密度不超出设计电流密度范围可使用10年，Ag/AgCl参比电极使用寿命6年，阳极屏蔽层涂料使用寿命大于6年，基本不需维护保养。为确保装置有效运行，建议：（1）定期（一年一次）安排生产厂家实船检测。（2）船舶坞修时：·更新老化的ICCP辅助阳极；

9、83;更新寿命到期的参比电极；·每两或三次坞修重新涂刷辅助阳极周围的阳极屏蔽层。最好每两次坞修重新涂刷一次，虽然阳极屏蔽层涂料使用寿命大于6年，但第三次坞修可能在第7或第8年。（3）“恒电位仪”，按说明书维护，遇有下列情况之一需及时更新：·恒电位仪自控失效，·给定电位范围内不能连续自动调节，·电位控制误差大于0.02V，或·使用寿命到期，等。潜艇外加电流阴极保护系统，就现在研制的水平，其设计寿命可以和船舶(20年以上)相同，主要部件不需更换，延长了坞修间隔期，大大节省了维修费用，减少了维修工作量，有一定的军事意义及经济效益。 3研究内容和技术关

10、键 现在外加电流阴极保护系统的设计有效使用期通常为5年，而国外已将系统的使用寿命设计成20年以上，几乎和船的寿命相同，与此使用寿命相适应，必须要良好的辅助阳极，高性能的恒电位仪，参比电极和阳极屏材料。3.1铂铌复合阳极的研制 铂是理想的阳极材料，但它很贵，不能把纯铂作为阳极材料，只能将薄薄的铂附在基体材料上，基体材料有3种：钛、钽、铌。钛最便宜，但其击穿电压低为812V，使用受到限制，钽的击穿电压高100V，但也太贵，只有铌的击穿电压在80V以上基本可以满足各种条件下的应用，也比较便宜，关键在制造工艺、铂层和基体的复合方法，方法有电镀、焊接、真空、沉积、轧制、拉拨、爆炸复合等。为了使薄的铂(1

11、0m左右)和基体有一定强度的结合力，形成冶金结合，通过真空沉积和拉拔等技术进行研制，研制设计出的阳极都可以达20年以上，单个阳极排流量在50A以上。 3.2高性能阳极屏材料的研究 阳极屏材料的好坏，对系统的使用性能、保护效果有直接的影响，阳极屏材料的要求是耐海水和氯气的作用，而阴极电位高，施工方便。国内常用的阴极保护漆是绿环氧磁漆，耐阴极电位低，施工条件要求苛刻不便。国外常用的环氧腻子阳极屏材料，被称为“永久性”的阳极屏材料，它的寿命长，施工简单，可一次成型，对保护电位分布均匀，安装较少的阳极即可获得理想的电位分布 ，有重要意义。3.3保护系统所需的功率 这对常规潜艇是一个重要问题，因为用于保护的电能消耗是和艇的续航力相关的，如果最大保护电流(下潜航行)约为72A，输出电压可在8V左右，这样当下潜时，其瞬时的最大功率消耗为600W左右，随着下潜