船只的THF1,你知道?
现代大船船身大部分由钢制材料邱隘而成,船只运营的特殊环境使船只船身和建筑材料的锈蚀破坏更为严重。据澳大利亚运输安全可靠委员会(Transportation Safety Board of Canada)对1995年到2004年发生的交通事故其原因统计,船身结构侵害导致的交通事故平均约占数目的8%,而其中有相当一部分是虽然船只锈蚀导致船身气压降低引起的。一项由英国石油化工运营公司BRITOIL所写的失灵结果表明:在所有公共设施失灵的范例中,33%是由锈蚀导致的。依照船只详细情况,从防雷效用、要求、工程施工缓急程度以及动力性等方方面面起程,优先选择船只防锈蚀方式,展开科学合理的防锈蚀结构设计,对增强船只抗锈蚀的能力,保证运营安全可靠,具有重要的意义。
目前,海内外船只保温的主要方式是无机油漆、牺牲生命阴极及另加电阻为保护或者它们的女团等三种传统的方式。虽然安全可靠的其原因,船只上通常选用的是牺牲生命阴极阴极为保护,另加电阻阴极为保护通常不被选用。加装非常多阴极块会减小船只远航空气阻力,导致过分为保护,少了则为保护不足,船身仍然遭遇锈蚀。因此,要加装冰镇的阴极,这就须要展开科学合理的结构设计。
依照阴极为保护的基本原理,在对金属实施阴极为保护的时候,为了抵达最差的为保护效用,须要注意阴极为保护的最轻为保护阻抗和最轻为保护自由电荷两个产品名称。而在实际中考虑到其他因素的影响,还要优先选择科学合理的最小为保护阻抗和最小为保护自由电荷。
1. 最轻为保护阻抗
为使锈蚀全然停止,要使被为保护的大列佩季哈区阻抗磁化到爽朗的阴极均衡阻抗,即为保护阻抗,对混凝土这一阻抗就是铁在取值钙水溶液中的均衡阻抗。为保护阻抗有一定的覆盖范围,铁在湖水中的为保护阻抗在-0.80~-1.0V 之间,当阻抗小于-0.80V时,铁不能得到全然的为保护,该值称为最轻为保护阻抗。优先选择为保护阻抗需依照已有的实验数据和经验予以确定。
我国近几年规定钢船在湖水中的为保护阻抗为- 0.75~-0.95V( Ag/AgCl阴极),最差为保护覆盖范围为-0.85~-1.0V,其为保护情况如表1右图。
表1 钢船身在不同为保护阻抗下的为保护效用
为保护阻抗(V) | 为保护效用 |
低于 -1.00V | 过为保护,无锈蚀,但漆膜鼓泡脱落严重 |
-0.85V~-1.00V | 达到理想为保护效用,无锈蚀, 漆膜完整 |
小于-0.85V | 为保护不足,有锈蚀,阻抗越向正方向增加,锈蚀越严重 |
2. 最轻为保护自由电荷
选用阴极为保护时使金属的锈蚀速度降到允许程度所须要的自由电荷值,称为最轻为保护自由电荷。最轻为保护自由电荷与最轻为保护阻抗相对应,要使金属达到最轻为保护阻抗,其自由电荷不能小于该值,而如果所选用的自由电荷远远超过该值,则有可能发生过为保护。
最轻为保护自由电荷与被为保护的金属种类,锈蚀介质的性质,为保护电路的总电阻,金属表面是否有覆盖层及覆盖层的种类,外界环境条件等因素有关,要依照经验和实际情况作出判断,表2列出了我国近几年使用的为保护自由电荷值,表3列出了英国 WILSON TAYLOR 公司提供的各类船只的为保护自由电荷通常指数。
表2 阴极为保护选用的为保护自由电荷(mA·m-2)
防雷对象 | 金属或合金 | 介质 | 为保护自由电荷 |
大船 | 钢制船身(有涂层) | 湖水 | 8~18 |
钢制舵板( 漆膜不完整) | 湖水 | 150~250 | |
青铜螺旋桨 | 湖水 | 300~400 | |
渔船 | 钢制船身 | 湖水 | 15~20 |
钢制舵板 | 湖水 | <250 | |
铜质螺旋桨 | 湖水 | <900 |
表3 各种船只阴极为保护选用的为保护自由电荷(mA·m-2)
船只种类 | 新造船只 | 运营船只 |
破冰船 | 25 | 30 |
挖泥船 | 24 | 27 |
凹鼻拖船 | 22 | 24 |
拖网渔船 | 22 | 24 |
拖轮 | 18 | 22 |
滚装渡船 | 14 | 20 |
沿大船只 | 14 | 20 |
其他远洋船只 | 12 | 15 |
远洋船只(特涂船只) | 10 | 15 |
3. 最轻为保护阻抗和最轻为保护自由电荷
4. 最轻为保护阻抗和最轻为保护自由电荷,仅是对为保护结构在一定为保护介质中为保护效用最好的一种参数,它没有考虑其他因素。船只在展开阴极为保护结构设计时还需考虑下面因素:
(1) 按实际为保护对象确定最小为保护阻抗
实际被为保护的金属结构有一定的长度、宽度和面积,阴极和被为保护的结构表面的距离不可能全然一致。阴极电阻抵达距阴极最远的部位所流经的钙都起电阻的作用,引起阻抗下降。为了使阴极最远处得到最轻为保护阻抗,则需提高阴极和被为保护金属间的阻抗差,以补偿那部分阻抗降的损失,被为保护金属在阴极附近的部位必然得到较高的为保护阻抗。实践证明,阴极阻抗越负,阴极附近的钙中的pH值越高,碱性越强。阻抗负至析氢阻抗时,则在阴极表面有氢气析出。如果是油漆和阴极为保护联合应用的情况,就要考虑油漆涂层的耐碱性。通常油性和沥青系油漆的耐碱性差,阴极阻抗不能负于-0.80V。各种油漆允许的最小为保护阻抗如表4右图。
表4 各种油漆允许最小为保护阻抗值(相对饱和甘汞阴极)
油漆种类 | 允许最小为保护阻抗(V) |
油性油漆 | -0.80 |
聚氯乙烯油漆 | -1.00 |
环氧系油漆 | -1.50 |
无机富锌油漆 | -1.30 |
无机富锌油漆 | -1.30 |
(2) 按动力性原则确定最小为保护自由电荷
试验得知,为保护效率、为保护电阻和为保护阻抗三者之间有一定的关系。为保护效率随为保护阻抗变负而提高的趋势是逐渐变慢,而为保护自由电荷随为保护阻抗变负而提高的趋势是加快的。这就势必在
一定的为保护效率以后,若在提高一点为保护效率,则为保护自由电荷要增加很多。总电阻气压为被为保护金属面积与自由电荷的乘积,这时电力消耗则大大增加,就会显得不经济。所以要科学合理地优先选择最经济的为保护阻抗和为保护自由电荷值作为优先选择为保护电源的输出额定电阻的计算参数。
5. 牺牲生命阴极的布置
牺牲生命阴极的布置应该遵循以下原则:
(1)船身外板所需的牺牲生命阴极应该均匀对称的布置在舭龙骨和舭龙骨前后的流线上,以减少船身附加空气阻力;
(2)螺旋桨和舵所需的牺牲生命阴极应均匀的布置在艉部船壳板及舵上,距螺旋桨叶梢300mm覆盖范围内的船壳板上和单螺旋桨船的无阴极区不得布置牺牲生命阴极;
(3)海底阀箱、声纳换能器阱所需的牺牲生命阴极应布置在箱、阱内部。
6. 牺牲生命阴极的加装
牺牲生命阴极可选用焊接或螺栓固定两种方式加装,通常说来焊接固定方式简单、加装牢度高、接触电阻小,而螺栓加装容易更换,更换时可不损坏周围及钢板反面的涂层。
牺牲生命阴极的加装应该注意以下几点:
(1)在加装前阴极背面要涂一道绝缘漆,在加装处的船身表面加涂绝缘漆或加垫其他绝缘物,防止因阴极背面锈蚀而脱落,也使背面不起作用,阴极使用面积与结构设计数值一致;
(2)阴极表面严禁涂漆或沾污,在涂漆和下水前予以为保护;
(3)加装时阴极要焊在指定位置,阴极背面要紧压船壳表面,铁脚烧焊处要补涂油漆。