台州海轮海水压载舱牺牲阳极法阴极保护
2013-05-31 14:03:16 作者:李建宽 来源:电化学保护简明手册 分享至:
1. 概况
      
       台州海轮系青岛远洋运输公司6.8万吨散货轮,1992年6月该轮在维修时,发现上边舱内的环氧焦油涂覆层发生了不同程度的破损,原有的铝合金牺牲阳极已消耗殆尽,舱内发生腐蚀现象,为此对上边舱内的牺牲阳极进行更换,并根据不同的条件选用了不同的保护参数,以探讨保护参数对上边舱保护效果的影响。

2. 阴极保护设计

     
(1)保护部位为上边压水舱。

     (2)采用规格为800mm*(56+74)mm*65mm的锌-铝-镉合金牺牲阳极,采用支架式焊接安装。根据每个舱所需的保护电流计算其用量,牺牲阳极按舱均匀分布。

     (3)所有上边舱涂覆层部位的保护电流密度为10mA/m2,涂覆层破损裸露部位的保护电流密度见下表。

     (4)在上边舱内对应于不同保护电流密度代表性点处,安装锌合金参比电极,用于监测船舱壁的保护电位,安装试验挂片,用于监测腐蚀率和保护度,参比电极和试验挂片分布点为RS处。


不同位置的保护电流密度和涂层破损率

测点 RS1 RS2 RS3 RS4 RS5 RS6
设计电流密度/(mA/m2 75 75 25 75 50 50
涂层破损率/% 80 40 20 35 50 50
裸露部位保护电流密度/(mA/m2 91.3 172.5 85 196 90 210
 
3. 测量结果
       
       进行了两个压载周期的电位监测,两压载期间隔75天,各测点的电位测量结果如下。

       RS1测点的电位在0.1-0.4V(相对于Zn/海水参比电极,下同)之间变化,极化5天后,电位才达0.25V,这是由于该处与重油舱相邻,高温作用需较高的保护电流方可使电位迅速负移,该处保护试样的腐蚀率为0.14mm/a,保护度为56%。

       RS2测点的第二周期电位在0.2-0.25 V之间变化,其保护片腐蚀率为0.07mm/a,保护度为48%。

       RS3测点处第二周期电位在0.15-0.20V之间变化,保护试片的腐蚀率为0.08mm/a,保护度为21.1%。

       RS4测点处第二周期极化四天后电位在0.05-0.15V之间变化,保护试片腐蚀率0.05mm/a,保护度为68.5%。

       RS5处极化五天后,电位极化至0.25V,其保护片腐蚀率为0.12mm/a,保护度为45.4%。主要由于该测点处于船形变化较大的部位,存在着应力作用,这种情况下需较大的保护电流密度才能使电位迅速负移。

       RS6测点处第二周期极化四天后,电位基本维持在0.15V,保护试片的腐蚀率为0.02mm/a,保护度79.1%。

       由上可知,RS4、RS6测点处所监测到的电位负于0.15V,其保护度较高,保护后腐蚀率较低。

       试验结果表明,随着保护电流密度的提高,腐蚀率下降,保护度升高,在超过170mA/m2时,对腐蚀的抑制作用更强,在210mA/m2时,腐蚀率下降为0.02mm/a,保护度接近80%,这对于压载率仅有20%的压载舱来说,保护效果是相当明显的,比保护电流密度为85mA/m2时的腐蚀率下降3倍,保护度提高3倍,因此,压载水舱采用较大的保护参数具有技术经济性。

 4.结论

     (1)船舶压载水舱采用阴极保护可明显地抑制其腐蚀。

     (2)对于受高温和应力作用的部位,宜选取较常规条件更高的保护电流密度。

     (3)对于压载率为20%的水舱,其保护电流密度应取200mA/m2(裸板部分),保护电位小于0.15V时,其保护效果较好。

     (4)随着保护电流密度的提高,压载水舱的腐蚀速率下降,保护度升高。

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