船舶阴极保护

水运是五大交通运输系统之一，船舶是水运的主要交通工具。

近年来，海运货物的增长率逐年增长8%。

然而，由于长期在海上航行，船舶受到各种腐蚀性介质的不同程度的腐蚀。

目前，船舶的主要防腐措施是涂料与阴极保护相结合。

由于涂层在涂敷和使用过程中不可避免地会出现涂层缺失、气孔等缺陷，这些地方首先会发生腐蚀，加速并引起点蚀。

阴极保护能有效抑制涂层缺陷处的点蚀，降低阴极保护的电流密度，使阴极保护更经济，保护电流分布更均匀，保护效果更好。

对于大型船舶，保护电流比较大。

在这种情况下，两套独立的保护系统可以安装在船的中部，或靠近船的头部和尾部。

电位器可以安装在机舱的主控制室或其附近。

在安装恒电位器时，应注意阴极接地和基准电极的零接地不应在同一点，并应间隔一定距离。

恒电位器的负极应接在船体上，正极应接在与船体绝缘的辅助阳极上，不得倒转。

辅助阳极一般对称布置在右舷和右舷上。

一般4-6艘为宜，超大型船舶数量可适当增加，但不超过10艘。

确定阳极数量后，即可确定阳极规格。

艉部安装的辅助阳极多为长条形，艏部多为圆盘形。

辅助阳极的垂直布置为从重水线到船底中线的弧长1 / 3左右，但必须小于轻水线0.5m以下。

船用辅助阳极的安装方式有两种，一种是附着式，另一种是凹式。

该胶黏剂的优点是目前分散性较好，缺点是容易损坏。

凹型的优点是阳极不易损坏，但分散能力不如粘着型。

凹阳极主要用于破冰船等高负荷船舶，并安装在船首。

参比电极的纵向排列取决于参比电极的数量。

如果整艘船只有两个参比电极，一个在船头，一个在船尾或船中部，最好将左右两边分开。

如果安装一个以上的参比电极，可以配置船首、中部和船尾，配置左舷和右舷。

参比电极布置在两个辅助阳极中间或离阳极最远的地方，即安装在电位最大的地方。

对于大型船舶，离阳极至少15-20米，而对于小型船舶，距离可以按比例缩小。

参比电极应与辅助阳极垂直布置在同一水平面上。

内河船舶船体阴极保护系统的应用研究文章从船舶阴极保护分析入手，论述了内河船舶船体阴极保护系统的应用。

期望通过本文的研究能够对船舶使用寿命的进一步延长有所帮助。

标签：船舶;恒电位仪;阴极保护1船舶阴极保护在内河上行驶的船舶，不可避免地会受到水体的腐蚀，一旦船体遭受腐蚀，不但会缩短船舶的使用寿命，而且还会导致安全风险增大。

所以必须采取行之有效的措施，对船体进行防蚀处理。

防腐涂层与阴极保护是船舶腐蚀防护较为常用的方法，通过在船体上涂刷防腐涂层，能够有效降低船体腐蚀的几率，而阴极保护系统则是对防腐涂层的补充。

不同的金属有着不同的电势，阴极保护系统就是通过对这些不同电势的合理运用，对船体上的金属起到保护效果。

船舶可以采用的阴极保护方式有两种，一种是外加电流，另一种是牺牲阳极。

外加电流是以直流电源对电流进行输出，由于电源本身的输出具有可调的特性，加之阴极数量相对较少，整个系统的使用寿命更长，故此在船体防蚀中应用的阴极保护系统基本上采用的方式都是外加电流。

阴极保护系统中，外加电流方式的结构如图1所示。

2内河船舶船体阴极保护系统的应用2.1系统设计思路对于船体阴极保护系统而言，保护电位是非常重要的指标之一，该指标除了能够对系统的性能进行评估之外，还能对整个系统起到一定的控制作用。

实践表明，内河船舶采用阴极保护系统时，只有保护电位达到一定范围时，船体才能够得到有效保护。

通过对现有外加电流阴极保护系统的构成情况进行分析后发现，系统中保护电位的检测是相关工作人员以手动的方式完成。

同时，根据检测到的结果，对保护状态进行判断。

当发现保护电位超出预先设定好的范围时，需要以人为的方式对电源的输出进行调节，从而达到改变保护效果的目的。

针对现有系统的不足，并在充分考虑船舶运行需要的基础上，在系统设计开发过程中，增加一个监测模块，借助该模块对保护电位进行实时监测，确保阴极保护的评估效果更加准确。

同时还能减轻工作人员的劳动强度。

基于这一思路，本次设计开发的船体阴极保护系统由两个部分组成：一部分是保护控制，另一部分是监测。

1.船体阴极保护工作原理？
答：这种船舶阴极保护系统是一种非常好用的电化学腐蚀原理的设备，这种设备在铁制成的船舶中架设，当船舶接触到海水的时候，就会发生电腐蚀的情况，所以才需要我们尽量减少海水和船舶之间的接触，很多人选择使用油漆隔离的方式来达到防腐的效果，但是船尾轴系却不那么好做防腐，这些地方与海水接触的时间很长，而且接触到海水的部分，就会出现电化学腐蚀的情况，这时就需要使用船舶阴极保护系统了。

船舶的阴极保护相关介绍河南汇龙合金材料有限公司相关介绍对船舶的阴极保护可分为牺牲阳极保护和外加电流保护两种：牺牲阳极保护将较活泼的金属或合金连接在被保护的金属上形成原电池。

这时较活泼金属(如铝及它们的合金)作为腐蚀电池阳极被腐蚀，被保护的金属作为阴极达到保护目的。

1．牺牲阳极的设计计算牺牲阳极的生产厂家或供货商，在供货的同时应提供精确的设计计算书和布置图。

机务人员应对其计算书及布置图进行审核。

牺牲阳极设计计算书设计计算书是对需进行阴极保护的部位(船体水线以下部位、船舶的液货舱和压水舱内部)进行设计计算。

其内容应包括：被保护(区域)的面积，保护电位范围，保护电流密度和保护电流总量及作为牺牲阳极的种类、大小、形式、重量、电容量、发生电流和使用寿命等。

牺牲阳极的计算，应根据船舶保护所需要的电流密度，运用通用公式进行计算。

船舶阴极保护所需要的电流密度见下表。

牺牲阳极的发生电流量一般可以从标准或附录中查得，其接水电阻按不同的形状和安装方法用不同的公式计算，牺牲阳极的使用寿命亦可按公式估算(此处不一一列举)。

牺牲阳极的用量可按下式计算:海底阀箱，侧推导流筒，声纳还能器的牺牲阳极应布置箱体内部。

液舱内的牺牲阳极应合理布置在舱底和舱内构件上。

铝合金阳极允许在装油的液舱中使用，但仅限于势能不超过275J的部位。

铝合金一般不应设在液货舱口和洗舱机开口下面。

锌合金阳极使用位置可不受上述限制。

2、牺牲阳极布置图牺牲阳极布置图应符合实际计算书的要求。

(更新时应参照原船设计数据)应包括牺牲阳极的材质和型号、牺牲阳极的尺寸、牺牲阳极的安装形式和安装要求，牺牲阳极布置的坐标位置。

船体外板牺牲阳极可根据建造说明书的要求在全船布置，也可以仅在艉部布置，船体外板所需的牺牲阳极通常沿舭龙骨和舭龙骨前后流线均匀对称地布置。

螺旋桨和舵所需要的牺牲阳极应均匀地布置在艉部船壳板及舵上。

由于牺牲阳极会对螺旋桨产生空泡腐蚀，所以距螺旋桨叶稍300mm范围内的船壳板上和单螺旋桨船的无氧不得布置牺牲阳极(见图1)。

船舶阴极保护系统详述简要：详细介绍船体电化学腐蚀原理，阴极保护方法，并结合实际应用详细阐述外加电流的阴极保护的工作原理与衡量标准。

一、电化学腐蚀原理铁制成的船体接触海水时会产生电位，发生电腐蚀现象。

所以，为了尽量减少船体与海水接触，采用防锈蚀的油漆隔离船体和海水。

但是船尾轴系，推进器或者因为船体损伤导致的与海水接触是无法完全避免的。

所以接触到海水的一部分船体会发生电化学腐蚀，根据电解情况的不同，腐蚀程度不同。

原电池电解反应：当两种金属或含杂质的金属被置于电解液中，金属活动性强容易失去电子，被氧化，发生氧化反应，为阳极，从而带正电荷（生成金属氧化物，所谓被腐蚀），使电势升高，可以作为正极（正极是针对外部电解质中游离电荷而言，正极吸引负电荷，而正电荷则流向负极，可以被认为是电流的方向）。

金属活动性弱者得电子，被还原，发生还原反应，为阴极（该电极积累金属），电势降低，成为负极，吸引正电荷聚集。

图1 电化学腐蚀原理图二、阴极保护阴极保护则使上述过程逆转，根据提供阴极电流的方式不同，阴极保护又分为牺牲阳极法和外加电流法两种，前者是将一种电位更负的金属（如镁、铝、锌等。

注：金属活动性更强，更活跃，更易失电子）与被保护的金属结构物电性连接，通过电负性金属或合金的不断溶解消耗，向被保护物提供保护电流，使金属结构物获得保护。

后者是将外部交流电转变成低压直流电，对被保护的金属表面施加一定的直流电流，使其产生阴极极化，当金属的电位负于某一电位值时，腐蚀的阳极溶解过程就会得到有效抑制。

牺牲阳极阴极保护法一般用锌块合金，布置没有具体要求，只要沿着舭龙骨流线平均分布，具体数量则要根据船只钢材数量（面积）进行计算后得出。

也可用铝合金的，效果更好，但在机舱及货油舱等区域禁止使用（因电位差过高存在引发火星的可能性）。

一般设计使用寿命2-3年，采用焊接或铆接方式固定于船体外壳之上，铆接的话到了使用后期可以方便更换，并且有各种型号可选。

关于船舶结构防腐中阴极保护的检验要点使用涂油漆以及阴极保护法这两种方法来进行防腐，其中涂油漆来防止船舶结构腐蚀，国际海事组织和国际船级社协会都对通过涂油漆来防止。

船舶结构防腐做出了相关的涂层要求。

但是对于通过阴极保护法这方面所作出的要求并不是很多，经验也比较少，重视程度不高。

但是我们在进行现场检验的时候还是要对阴极保护法的设备装置得的检验引起足够的重视。

一、阴极保护阴极保护要是适用于船体结构浸在水的下面的部分，比如说船体浸在海水这样的环境，严杰保护，主要包括牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法这两种。

下面就针对牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法这两种原理进行讨论。

牺牲阳极的阴极保护法这种方法主要是防止金属被腐蚀，它的具体的操作步骤是将活泼性比较强的金属与要保护的金属相连接而构成了原电池，利用原电池的原理将活泼性比较强的金属作为原电池的负极发生氧化反应而被消耗，而被保护的金属作为原电池的正极，就避免了被腐蚀。

因为这一原理主要是利用了牺牲原电池的负极保护了原电池的正极，所以这种方法就叫做牺牲阳极的阴极保护法。

外加电流的阴极保护法主要是在所需要保护的设备外部加一个电流，从而改变了周围的电位的环境。

迫使电子流向被保护金属，使所要保护的金属处于比较低的电位环境当中，这样不会使将要被保护的金属发生氧化反应被腐蚀。

二、规范指南的相关要求C C S 对防腐结构做出了相关的规定，其中对阴极护法也作出了相关的规定，但是对于船舶结构是否一定要采用阴极保护法来防止船舶结构遭到腐蚀没有做出硬性的要求。

但是对于船舶结构已经使用阴极保护法来防止船舶结构遭到腐蚀船只所使用的保护装置都有明确的规定，接下来针对阴极保护法当中的相关的检验时候所要注意的要点进行了归纳。

凡是使用牺牲阳极的阴极保护法来防止船舶结构遭到腐蚀的船只必须提前提交一份在哪个明确的位置使用了牺牲阳极的阴极保护法这种装置的报告。

另外必须提前提交一份检查说明书和布置图。

某轮，第二个特检周期修船时，发现舵叶烂穿，船体钢板水下部分表面凹坑状腐蚀，：舵叶底部烂损和舵球腐蚀究其原因，是船体外加电流阴极保护装置使用不当和维护不良，左右两侧的辅助阳极损坏就是明证。

调查发现，该装置的工作原理、操作方法、参数调节、口常维护等，船员知之甚少，因而也不重视，甚至船到了淡水水域也未及时停止该装置的工作。

为此，本文介绍其工作原理和维护要点。

1船体外加电流阴极保护装置的原理1.1电化学腐蚀船体是钢结构。

钢是铁与碳和其他元素组成的合金。

其中，铁比其它元素更易失去电子，电位较高。

船体常年浸泡在海水中，而海水是强电解质。

铁元素失去电子成为正极:铁元素失去的电子，经过海水这个电解质到达其他元素；其他元素获得电子成为负极。

这样就形成了一个个微电池，但并不腐蚀钢铁。

关键在于海水中存在溶解氧。

这些溶解氧在海水中呈负离子状态，必然与失去电子成为正极的铁结合生成氧化铁，这就是电化学腐蚀。

在船体与海水接触部位表面的化学腐蚀、海生物腐蚀、运动磨损腐蚀、杂散电流腐蚀等各种腐蚀中，电化学腐蚀最严重。

电化学腐最人特点是，仅腐蚀阳极区域，不腐蚀阴极区域。

1.2船体外加电流阴极保护装置工作原理船体外加电流阴极保护装置，就是根据这一特点，在船体上安装辅助阳极，用船上装备的直流电源，对辅助阳极和船体施加外加保护电流并自动调节电流大小，使船体（浸水部分）、舵和推进器保持负电位（阴极化），大幅降低船体的电化学腐蚀。

外加电流阴极保护装置，主要由直流电源（恒电位仪）、辅助阳极、参比电极、阳极屏蔽层、舵和推进器轴的接地装置等组成。

（1）直流电源直流电源，实际是一个高稳定性和高可靠性的整流器：・由船上交流电网供电，输出16~24V直流电：•使用恒电位仪，自动调整输出电流。

船体外加电流阴极保护装置需要的电流，受外界多种因素影响，变化很人。

为了提高电源的可靠性和稳定性，直流电源使用全系列集成模块电路的“恒电位仪”。

鉴于其在电源装置中的核心地位，船体外加电流阴极保护装置的直流电源也常称作“恒电位仪”。

关于船舶结构防腐中阴极保护的检验要点摘要：船舶腐蚀是影响船舶使用寿命、船舶结构腐蚀破坏、船舶性能的主要因素之一。

因此，重要的结构保护和常规的船舶结构设计十分重要，对现场的阴极保护检查相对薄弱，更重要的是船舶的阴极保护程度不高。

本文主要强调阴极保护原理的作用和检查的要求，希望对常规检查有所帮助。

关键词：腐蚀；防腐；牺牲阳极；阴极保护1引言阴极保护的主要应用是: 在水下和船体结构内被淹没的表面; 阴极保护通常用于存在液体腐蚀介质的环境(例如海水) ，阴极保护通常可以牺牲两种类型——牺牲阳极保护和外加电流保护。

（1）牺牲阳极的阴极保护，主要是为了规避金属的腐蚀现象，其主要是将活泼性比较强的金属与需要被保护的金属相连接而构成了原电池，利用原电池的原理，将活泼性比较强的金属作为原电池的负极发生氧化反应而被消耗，需要保护的金属成为正极，通过牺牲原电池的负极，避免了腐蚀。

（2）外加电流保护的阴极保护，主要是通过加设外部电流，使周遭环境的点位下降，使电子流向被保护的金属，从而使被保护的设备处于低电位环境当中，避免其产生氧化被腐蚀。

2规范指南的相关要求规范指南对防腐结构做出了相关的规定，其中对阴极护法也作出了相关的规定，但是对于船舶结构是否一定要采用阴极保护法来防止船舶结构遭到腐蚀没有做出硬性的要求。

但是对于船舶结构已经使用阴极保护法来防止船舶结构遭到腐蚀船只所使用的保护装置都有明确的规定，现将主要注意事项归纳如下。

（1）在安装牺牲阳极阴极保护系统的情况下，须提供检查说明书和布置图，介绍牺牲阳极的位置及其固定的详细情况；（2）为检查以阳极数目为代价的块、类型及分布，须提交描述(包括阳极材料的计算表面积及其容量、液室结构、阳极大小、阳极形状、截面面积及总重量、运输货物类型及压载时间)；（3）如有施加电流的阴极保护装置，则需提交阳极布置的图纸或材料、比较电极、接线图，以及方向舵与螺旋桨的连接方法；（4）阴极保护系统的设计材料应包括阴极保护设计计算、牺牲阳极布置图或外加电流阴极保护布置图；（5）计算应包括选择性的阴极保护系统，其中包括保护部分的面积、场地的保护电位范围、保护电流密度、保护电流总量、以阳极为代价的材料尺寸形式以及施加电流的时间恒压表模型，以及以牺牲阳极布置为代价的辅助阳极模型电极模型的数量和重量以及螺旋桨和舵地面模型的比较；（6）材料应包括材料、模型的大小、附件的大小、安装要求和布置的具体位置；（7）比较恒定电压表、辅助阳极、电极型号、尺寸和坐标位置的施加电流图；（8）螺旋桨的保护是提供接地装置和舵接地装置的位置；（9）对于船舶结构的阴极保护，从图纸设计、布置、参数计算等方面对系统有明确的要求。