1. 概況
臺州海輪系青島遠洋運輸公司6.8萬噸散貨輪,1992年6月該輪在維修時,發現上邊艙內的環氧焦油涂覆層發生了不同程度的破損,原有的鋁合金犧牲陽極已消耗殆盡,艙內發生腐蝕現象,為此對上邊艙內的犧牲陽極進行更換,并根據不同的條件選用了不同的保護參數,以探討保護參數對上邊艙保護效果的影響。
2. 陰極保護設計
(1)保護部位為上邊壓水艙。
(2)采用規格為800mm*(56+74)mm*65mm的鋅-鋁-鎘合金犧牲陽極,采用支架式焊接安裝。根據每個艙所需的保護電流計算其用量,犧牲陽極按艙均勻分布。
(3)所有上邊艙涂覆層部位的保護電流密度為10mA/m2,涂覆層破損裸露部位的保護電流密度見下表。
(4)在上邊艙內對應于不同保護電流密度代表性點處,安裝鋅合金參比電極,用于監測船艙壁的保護電位,安裝試驗掛片,用于監測腐蝕率和保護度,參比電極和試驗掛片分布點為RS處。
3. 測量結果
進行了兩個壓載周期的電位監測,兩壓載期間隔75天,各測點的電位測量結果如下。
RS1測點的電位在0.1-0.4V(相對于Zn/海水參比電極,下同)之間變化,極化5天后,電位才達0.25V,這是由于該處與重油艙相鄰,高溫作用需較高的保護電流方可使電位迅速負移,該處保護試樣的腐蝕率為0.14mm/a,保護度為56%。
RS2測點的第二周期電位在0.2-0.25 V之間變化,其保護片腐蝕率為0.07mm/a,保護度為48%。
RS3測點處第二周期電位在0.15-0.20V之間變化,保護試片的腐蝕率為0.08mm/a,保護度為21.1%。
RS4測點處第二周期極化四天后電位在0.05-0.15V之間變化,保護試片腐蝕率0.05mm/a,保護度為68.5%。
RS5處極化五天后,電位極化至0.25V,其保護片腐蝕率為0.12mm/a,保護度為45.4%。主要由于該測點處于船形變化較大的部位,存在著應力作用,這種情況下需較大的保護電流密度才能使電位迅速負移。
RS6測點處第二周期極化四天后,電位基本維持在0.15V,保護試片的腐蝕率為0.02mm/a,保護度79.1%。
由上可知,RS4、RS6測點處所監測到的電位負于0.15V,其保護度較高,保護后腐蝕率較低。
試驗結果表明,隨著保護電流密度的提高,腐蝕率下降,保護度升高,在超過170mA/m2時,對腐蝕的抑制作用更強,在210mA/m2時,腐蝕率下降為0.02mm/a,保護度接近80%,這對于壓載率僅有20%的壓載艙來說,保護效果是相當明顯的,比保護電流密度為85mA/m2時的腐蝕率下降3倍,保護度提高3倍,因此,壓載水艙采用較大的保護參數具有技術經濟性。
4.結論
(1)船舶壓載水艙采用陰極保護可明顯地抑制其腐蝕。
(2)對于受高溫和應力作用的部位,宜選取較常規條件更高的保護電流密度。
(3)對于壓載率為20%的水艙,其保護電流密度應取200mA/m2(裸板部分),保護電位小于0.15V時,其保護效果較好。
(4)隨著保護電流密度的提高,壓載水艙的腐蝕速率下降,保護度升高。
臺州海輪系青島遠洋運輸公司6.8萬噸散貨輪,1992年6月該輪在維修時,發現上邊艙內的環氧焦油涂覆層發生了不同程度的破損,原有的鋁合金犧牲陽極已消耗殆盡,艙內發生腐蝕現象,為此對上邊艙內的犧牲陽極進行更換,并根據不同的條件選用了不同的保護參數,以探討保護參數對上邊艙保護效果的影響。
2. 陰極保護設計
(1)保護部位為上邊壓水艙。
(2)采用規格為800mm*(56+74)mm*65mm的鋅-鋁-鎘合金犧牲陽極,采用支架式焊接安裝。根據每個艙所需的保護電流計算其用量,犧牲陽極按艙均勻分布。
(3)所有上邊艙涂覆層部位的保護電流密度為10mA/m2,涂覆層破損裸露部位的保護電流密度見下表。
(4)在上邊艙內對應于不同保護電流密度代表性點處,安裝鋅合金參比電極,用于監測船艙壁的保護電位,安裝試驗掛片,用于監測腐蝕率和保護度,參比電極和試驗掛片分布點為RS處。
不同位置的保護電流密度和涂層破損率
測點 | RS1 | RS2 | RS3 | RS4 | RS5 | RS6 |
設計電流密度/(mA/m2) | 75 | 75 | 25 | 75 | 50 | 50 |
涂層破損率/% | 80 | 40 | 20 | 35 | 50 | 50 |
裸露部位保護電流密度/(mA/m2) | 91.3 | 172.5 | 85 | 196 | 90 | 210 |
3. 測量結果
進行了兩個壓載周期的電位監測,兩壓載期間隔75天,各測點的電位測量結果如下。
RS1測點的電位在0.1-0.4V(相對于Zn/海水參比電極,下同)之間變化,極化5天后,電位才達0.25V,這是由于該處與重油艙相鄰,高溫作用需較高的保護電流方可使電位迅速負移,該處保護試樣的腐蝕率為0.14mm/a,保護度為56%。
RS2測點的第二周期電位在0.2-0.25 V之間變化,其保護片腐蝕率為0.07mm/a,保護度為48%。
RS3測點處第二周期電位在0.15-0.20V之間變化,保護試片的腐蝕率為0.08mm/a,保護度為21.1%。
RS4測點處第二周期極化四天后電位在0.05-0.15V之間變化,保護試片腐蝕率0.05mm/a,保護度為68.5%。
RS5處極化五天后,電位極化至0.25V,其保護片腐蝕率為0.12mm/a,保護度為45.4%。主要由于該測點處于船形變化較大的部位,存在著應力作用,這種情況下需較大的保護電流密度才能使電位迅速負移。
RS6測點處第二周期極化四天后,電位基本維持在0.15V,保護試片的腐蝕率為0.02mm/a,保護度79.1%。
由上可知,RS4、RS6測點處所監測到的電位負于0.15V,其保護度較高,保護后腐蝕率較低。
試驗結果表明,隨著保護電流密度的提高,腐蝕率下降,保護度升高,在超過170mA/m2時,對腐蝕的抑制作用更強,在210mA/m2時,腐蝕率下降為0.02mm/a,保護度接近80%,這對于壓載率僅有20%的壓載艙來說,保護效果是相當明顯的,比保護電流密度為85mA/m2時的腐蝕率下降3倍,保護度提高3倍,因此,壓載水艙采用較大的保護參數具有技術經濟性。
4.結論
(1)船舶壓載水艙采用陰極保護可明顯地抑制其腐蝕。
(2)對于受高溫和應力作用的部位,宜選取較常規條件更高的保護電流密度。
(3)對于壓載率為20%的水艙,其保護電流密度應取200mA/m2(裸板部分),保護電位小于0.15V時,其保護效果較好。
(4)隨著保護電流密度的提高,壓載水艙的腐蝕速率下降,保護度升高。
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