船舶阴极保护系统介绍

（四）阴极保护度
保护度： 按国标 GB/I 10123-88 中的定义，保护度是“通过防蚀 措施使特定类型的腐蚀速率减小的百分数”。这一参数可以 直观地看出阴极保护的效果。它是通过试样在阴极保护状态 下和非保护试样对比得来。在管道实践中通常用检查片来测 定。 设非保护状态下自然埋设的检查片原始质量为 WO ，试样 腐蚀后经清除腐蚀产物后的质量为 W1，试样的表面积为 SO， 埋设时间为 t ，检查腐蚀前后的质量损失 GO= WO-W1 俗称失重。 由失重法计算检查片的腐蚀速率为：

最大保护电位 定义：加到管路通电点的电位极限值。在此极限电位
下，管路上的防腐绝缘层仍不致遭到破坏，此极限电位称
为地下管路的最大保护电位。 如果通电电位大于最大保护电位（绝对值），由于氢 去极化作用及电渗现象，会使绝缘层发生分层而遭到破坏。 并且氢原子有可能渗入钢管体内，导致钢管发生氢脆。
（三）保护电流密度

阴极保护技术是电化学保护技术的一种，其原理是向被腐蚀金属结构物表 面施加一个外加电流，被保护结构物成为阴极，从而使得金属腐蚀发生的 电子迁移得到抑制，避免或减弱腐蚀的发生。 目前阴极保护技术已经发展 成熟，广泛应用到土壤、海水、淡水、化工介质中的钢质管道、电缆、码 头、舰船、储罐罐底、冷却器等金属构筑物等的腐蚀控制。
牺牲阳极与外加电流阴极保护对比
保护 方式
牺牲阳极 阴极、不需要外部电源。 1、输出电流连续可调，可 2、对临近金属构筑物 满足较大的保护电流密度要 干扰小。 求 3、管理维护工作量小 2、不受环境电阻率限制 4、工程费用与保护长 3、工程越大越经济 度成正比 4、对管道防腐覆盖层质量 5、保护电流分布均匀， 要求相对较低 5、保护装置寿命长 利用率高。
缺

（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。
·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。
船名：——————年——月航次：———From———To———
艉系统容量：————A————V艏系统容量：————A————V
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）
备注
A
V
S1
S2
A
V
S3
S4
1
2
┊
29
30
31
⑤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①、②、③、④各项。
（4）阳极屏蔽层
船体外加电流阴极保护装置工作时辅助阳极电流很大，被保护对象的电位，靠近辅助阳极的相对较低，而远离辅助阳极的相对较高，致使全船阴极保护效果不均匀。

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。

船舶阴极保护系统简述牺牲阳极装置由于船舶在水中运动，影响船舶保护的因素很多，主要有流速、温度、盐分等，所以每当有条件变化时，均应及时检验阴极保护的有效性。

对于船舶的牺牲阳极装置，有的是直接焊到船壳上或用螺栓拧到船壳上，有的是通过导线与船壳连接。

它的管理维护和埋地金属构筑物一样，测试程序也一样。

通常船壳上的阳极寿命应能满足船舶进坞大修周期，每次进坞都应检查阳极的腐蚀过程及形态、阳极与船壳的连接是否松动。

并将代表性阳极取下，用钢丝刷洗掉表面疏松腐蚀产物，然后称重。

检测的数量，每侧至少4支阳极。

如果阳极是焊在船壳上的，难以取下，可用钢丝刷掉腐蚀产物，就地测量其尺寸。

在日常管理中，可定期测量船壳对水电位，如一个月一次或两个月一次，当发现电位参数异常，应查找原因，如连接是否断掉或松动，阳极是否丢失或阳极已腐蚀完等。

强制电流系统强制电流系统的调试强制电流阴极保护系统安装完毕后，下水前要检查每只阳极及参比电极的绝缘水密封情况，核对所有接线是否正确。

下水时应及时调试。

在接通电源以前，将所有开关均放在断开状态，电位器调至最小，然后接通电源，调节阳极输出电流大小，将给定全船壳的保护电位。

-0.80Ｖ～-0.90Ｖ（Ag/AgCl）或+0.25V～+0.15V（Zn），然后测定全船壳的保护电位。

当船艏的电位差≤50mV时，表明电位分布均匀，处于保护范围内，也说明系统中的阳极和参比电极布置是适当的。

当船舶在航行时，可将转换的开关旋至相应位置，利用附近的参比电极测量船壳的保护电位。

如果采用了铅银合金,那么通电应在海水中进行，并应手控每支阳极的输出电流，处在最佳工作范围内，以便阳极表面形成较好的导电膜后，再全部接通阳极并采用自动控制。

航行中，若海区、航速等发生变化时，应观察自控装置运行情况，记录电流和电压的变化数据。

必要时，重新调整给定电位值，以使全船各部位都处于最佳保护状态。

阴极保护系统的管理与维护强制电流阴极保护系统通常设两个电流档：海港内是一档，海上又是一档。

外加电流保护系统本工程需要保护的钢管桩共有729根，其中Ф1200mm的桩数333根，Ф1000mm的桩数396根。

阴极保护系统能实现全自动远程监控与微机管理。

采用外加电流阴极保护系统对码头的所有潮差区、水下区和泥下区的钢管桩提供联合保护，设计依据以下技术参数：（1）系统的设计寿命30年，阳极受到物理性破坏时可能需要更换。

（2）海水电阻率30 ohm-cm。

（3）Ф1200mm的桩数333根，Ф1000mm的桩数396根。

设计采用的泥面标高为远期标高。

潮汐变化是2.36m。

在码头施工过程中，应对所有的桩建立电连续性。

电连接接头穿过结构段间的伸缩缝以建立各个结构段之间的连接。

阳极悬吊在码头下方。

设计电流密度如下：水下区钢管桩保护电流密度100mA/m2；泥下区钢管桩保护电流密度20mA/m2。

30年的涂层破损率按50%计算。

阳极采用直径25mm，长1000mm的混合金属氧化物涂敷钛管阳极，海水部分辅助阳极导线为1×10mm2 PE/PE并适用于海水的电缆，上部辅助阳极电缆用YJV 0.6/1KV 1×10mm2。

阳极数量200支，每支阳极的输出电流为25A。

阳极在600A/m2电流密度下工作，使用寿命最少可达30年。

阳极通过阳极支架固定，支架焊接在钢桩上。

阳极分三组沿码头方向固定在码头底板上。

第一组安装在码头前沿附近；第二组安装在靠近码头后方处；第三组安装在码头中间处；阳极导线穿入阳极支架的槽钢内，沿着钢桩向上，布设在梁板下的电缆托架里，接入中间接线箱并线，然后接入控制柜中。

阳极电缆穿入独立的套管内，套管与码头方向垂直安装在码头底，接入电缆托架内。

从主电缆托架到控制柜的电缆应安装在另一条垂直于主托架的电缆托架内。

控制柜安装在码头后方的合适位置上。

负极电缆、参比电缆和监测电缆也通过电缆托架从控制柜布置到指定位置。

阳极和阴极电缆为YJV型。

阳极电缆的连接应采用环氧树脂浇筑电缆接头。

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。

对 于舵 接地 系统 没有 特别之 处 ，但轴 系 接地 的毫 伏表 电位
应 控 制在 ５ ０毫伏 以下 ，否则 需要 进 行 以 下检 查 ：滑 环 与轴 问 的电 阻应 平 滑 ；碳 刷应 垂 直于 轴 系安 装 ，避免 不 平 滑 的磨 损 ； 轴 与碳 刷接 触 良好 ；连接碳 刷 与船体 的电缆 也需 足够 尺寸 ；系
系统 的厂 家也 较 多 ，但 各厂 家阴极 保 护 系统 的基本 原理 均 基于
以上 机理 ，实 现手 段也 大 同小异 ，仅 在 阳极材 料 的选 用 和型式 上有 所差 别 。
外加 电流 阴极保 护 系统应 用 在确 定 的船舶 上 ，系统 容 量 的 正确 选择 是保 证 系统有 效性 的关键 。结 合 图 １ 图 ２可 以清 晰 和 地 知道 ，实现 外加 电流 阴极保 护 的前 提条 件是 从外 加 阳极 电极 产 生 的 电流 需 要 足 以 克服 被 保 护 电 极表 面 区域 的 自然腐 蚀 电 流 。因此 ，需 要根据 被保 护 区域 面积 的大 小进 行 详细 计算 以确
系统 工况进 行定 期地 检查 和记 录 。在 船舶 表 面涂 料工 况较 好 的
前 提下 ，系统 工 作 电流通 常是 较小 的 ，随着 时 间的推 移 ，船体
外 板油 漆 的性 能 逐渐 下降 ，油漆 状态 变差 ，系统 工作 电流 就会 逐 渐 上升 。所 以通过 检查 阳极 电流 的变化 也 可作 为判 断油 漆状 况 的依 据 之 一 。 Ｅ常 使 用 中应 注 意 系 统 的测 量 和 控 制 是 否失 ｔ
组成 。图 ２中 所需 要 的直 流 电源 通 常是 将船 电经 变 压器 降 压 ， 然后 通过 可控 硅整 流器 整流 后输 出 ，控制 单元 则对 阴 极 （ 即船

外加电流阴极保护(ICCP)原理外加电流阴极保护(ICCP)利用电化学腐蚀的原理,由连接外部直流电源的阳极直接向被保护的舰船施加阴极电流,不间断地提供电子,进而在金属表面富集电子,并通过控制舰船船体电位或电流密度,使船体发生阴极极化,达到降低甚至完全抑制船体水下部位金属腐蚀的目的。

外加电流保护系统由辅助阳极、参比电极、智能控制的直流电源以及相关连接电缆组成,当电路接通后,电流将从阳极经海水至船壳构成闭合回路,这样使船壳免遭腐蚀。

舰船外加电流阴极保护系统可以有效防止舰船浸水部分的电化学腐蚀。

外加电流特点1)可随外界条件引起的变化自动调节电流，使被保护部分的电位控制在最佳保护电位范围内。

2)使用寿命长，保护周期长。

3)辅助阳极排流量和作用半径大，可以保护结构复杂、面积较大的设备及港口建筑物。

外加电流阴极保护系统组成1)工作回路：由辅助阳极、阳极电缆、直流电源变压整流器、负极电缆、钢桩及海水组成。

是整个外加电流阴极保护系统的工作主体，其是否工作正常为整个保护系统正常运行的关键。

2)测量回路：由参比电极、测量电缆、直流电源变压整流器、参比电极负极电缆、钢桩及海水组成，可通过测量回路评价工作回路是否正常。

最大的外加电流阴极保护(ICCP)系统在FPSO的应用挪威Cathelco Jotun公司将为SBM 石油公司订购的FPSO (浮式采油储油卸油船)“D57”号装置配置迄今为止最大的外加电流阴极保护(ICCP)系统。

FPSO “D57”号装置是目前SBM石油公司最大的装置，可日产原油180 000桶且每天可接收压缩气体7 100万立方英尺。

该装置已由新加坡船厂建造并于2010年交船。

Cathelco Jotun公司提供的ICCP系统将为“D57”号装置的322m长船体的整个湿表面积进行防腐保护。

该ICCP系统由400A艏部系统和1000A艉部系统组成，将成为目前为FPSO提供的最强有力的防腐保护系统。

其中400A艏部系统有一个可控硅操纵台，可与2个固定到船体上的“潜水员可更换的”线性环形阳极和基准电池相连。

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。

1996年第4期武汉造船No.4.1996 (总第109期)Wuhan Shipbuilding(Serial No.109) 收稿日期:1996年7月9日船体腐蚀及阴极保护孙　及(武汉交通科技大学)摘　要:本文介绍用于船体防腐的阴极保护系统及外加电流的技术要求。

关键词:船体防腐　阴极保护系统目前大多数船舶都采用金属外壳。

金属在电解质溶液中,由于表面存在电化学的不均匀性,会形成无数的腐蚀原电池,产生金属腐蚀现象。

船舶配置阴极保护系统的目的,就是保护船体,提高防腐作用,减少船体维修与更新的费用,延长船体的使用寿命。

阴极保护系统一般有两种保护类型,即牺性系统和外加电流系统。

1　牺性系统(Sacrificial system)牺性系统是在船体上焊上阳极板而形成的。

阳极板用比构成船体的钢材之电化阳极性强的材料制成。

在电化过程中阳极板慢慢溶解,在船体钢板上施加保护性电流,从而达到防止腐蚀的作用。

这种保护存在两个缺点,一是阳极板必须定期更换;二是由于阳极板的体积较大、数量较多,需增加0.5%～1%耗油量去克服增加的船体阻力。

因而牺牲系统的应用受到了限制。

2　外加电流系统(Impr essed current sy stem)外加电流系统是利用外部直流电源取得阴极极化电流来防止船体遭受腐蚀。

这种系统中使用的阳极板量很少,而且由于它们比较不活泼,一般预计有15至20年的寿命。

通常它们在造船阶段被永久性地安装在船体上,这样也就克服了牺牲阳极的缺点。

图1　外加电流阴极保护系统框图外加电流系统如图1所示,它由船体传感器、控制单元、交流控制装置、变压整流装置及阳极板组成。

少量的外部阳极板为电流发射器,电流由变压整流装置供给,受控于控制组件。

低压直流电源由引自船体传感器并经控制电路处理的电信号来调节。

实际上,外加电流系统为闭环控50制系统,它可有效地实现电流控制,达到保护作用。

3　外加电流保护系统的技术要求1)外加电流值的要求保护船体钢板通常需要约20mA/m 2的均匀电流密度以抑制大多数的腐蚀电池。

Ｉ Ｃ Ｃ Ｐ系 统 ， 因其 调 节 保 护 能 力 强 ， 体 积小 ， 重 量 轻， 寿命 长 ， 易维 护 ， 综 合 费用低 ， 被广 泛采 用 。
１ 大 型海 船的 Ｉ Ｃ ＣＰ 系 统
典型 的 Ｉ Ｃ Ｃ Ｐ系统 ， 由直 流变 换器 、 阴极 （ 船壳 ） 、 暴 露 于船 壳外 水 中 的 阳极 和 参 比 电极 、 Ｐ Ｉ Ｄ 控 制器 等组
电位 与船 壳 一致 ，更 好 地在 船壳 与螺 旋 桨之 间形成 回
路 。 同样 道 理 ， 舵柱 也需 用碳 刷 连接 船壳 与 舵柱 ， 以保
护舵 柱 和舵 叶 。
Ｉ Ｃ Ｃ Ｐ系统 ． 阳极 流 向船 壳 的 电 流 越 大 ， 船 壳 的 电 位 就越低 。 船壳 ． 电位太 高 （ 欠 保护 ） 固然不 能 防止 电化 学腐蚀 ； 而 电位 太低 （ 过保 护 ） ， 不 仅 增 加 功耗 ， 而 且 易 使 船壳 油漆 剥落 。
（ １ ）自动模式 工作 原理
器． 将 交 流 电源整
流 为直 流 电源 ， 正 端 连 接 到 从 船 壳
・多路 选择 器 Ｐ Ｃ ２ ， 采 集 两路 船 体 电位 （ 图 ２中①
和② ） 和两路参 比电极 电位 （ 图 ２中④ 和⑥ ） ， 输 出至
ＰＣ１ 。
伸 出 的 阳极 ， 负端 连 接到 船壳 ． 供应 高 电流 、 低 电压 的
２ 某型船 的 Ｃ Ａ Ｐ 一 ４ ５ ０ Ａ型 Ｉ Ｃ ＣＰ系统
为避 免船 壳水 下部 分 电化 学腐 蚀 ，除 船壳 外 表 面
涂层 外 ， 通 常还 采用 阴极 保护 措施 ， 即借助 外 来 的直 流
电将 船 壳Βιβλιοθήκη 阴极化 （ 电位 低 于 阳极 ） ， 减缓 甚 至 阻止 船 壳 外表 的电化学 腐蚀 。

外加电流阴极保护系统装置的组成外加电流阴极保护装置主要由恒电位仪，阳极和参比电极组成恒电位仪—船体外加电流阴极保护的直流电源。

它根据参比电极提供的信号能自动调节保护电流的大小，由阳极向船体表面输送电流，使船体始终处于最佳保护电位范围内。

河南汇龙刘珍阳极--阳极的主要作用是在海水中产生保护电流。

阳极的安装必须与船体绝缘。

在造船或进坞检修时,应该通过合理的设计、安装使阳极和海水间维持较低的电气摩擦(指不同的物理材料间由于相互的摩擦而在两者接触面间产生电子的流动形成电流),使阳极达到最佳的运行效果。

参比电极—在外加电流阴极保护中，参比电极的作用是测量船体电位和提供讯号给恒电位仪。

在正常环境条件下,每一个控制器装有两个参比电极。

但是,单个控制器对参比电极的最低要求是至少得安装一个。

如果安装更多的参比电极(一般为4个),则还可以防止船体受到过保护或欠保护所造成的损害,这样使得在环境不断变化时也能维持良好的船体防腐保护性能。

船体外涂层质量或喷涂工艺非常重要,否则会在阴极保护系统输出电流的作用下被破坏。

在此情况下,船体与海水间的电化学反应加剧,阴极保护系统在电流控制器的作用下输出近乎额定的工作电流量仍无法达到船体所需的保护电位,而电子的流动特性是选择电阻较低的途径,在外涂层质量低劣的程度超过一般设计。

阴极保护工程时采用的比例(30%~35%)的情况下,大部分电流会在接近阳极的区域进人船体外板,从而造成该局部涂层区域遭受损坏。

由于辅助阳极输出的低压大电流，因此要注意辅助阳极的电缆电压降，否则影响保护效果。

辅助阳极的布置要注意：辅助阳极安装要根据船体的线型图;阳极在轻载时不能露出水面;尽量避免安装在水舱内;船靠离码头时阳极不要被码头碰撞。

河南汇龙合金材料有限公司刘珍。

船舶阴极保护现代海船船体绝大部分由钢质材料焊装而成，船舶营运的特殊环境使船舶船体和机械设备的腐蚀破坏相当严重。

据加拿大运输安全委员会(Transportation Safety Board of Canada)对1995年到2004年发生的事故原因统计，船体结构损害导致的事故平均约占总数的8%，而其中有相当一部分是由于船舶腐蚀造成船体强度降低引起的。

一项由英国海洋工程营运公司BRITOIL所作的失效分析表明：在所有设施失效的例子中，33%是由腐蚀造成的。

根据船舶具体情况，从防护效果、要求、施工难易程度以及经济性等各个方面出发，选择船舶防腐蚀方法，进行合理的防腐蚀设计，对于增强船舶抗腐蚀的能力，确保营运安全，具有重要的意义。

目前，国内外船舶防腐的主要方法是有机涂料、牺牲阳极及外加电流保护或者它们的组合等几种传统的方法。

由于安全的原因，船舶上一般采用的是牺牲阳极阴极保护，外加电流阴极保护一般不被采用。

安装较多阳极块会增大船舶航行阻力，造成过度保护，少了则保护不足，船体仍然遭受腐蚀。

因此，必须安装适量的阳极，这就需要进行合理的设计。

根据阴极保护的原理，在对金属实施阴极保护的时候，为了到达最佳的保护效果，需要注意阴极保护的最小保护电位和最小保护电流密度两个主要参数。

而在实际中考虑到其它因素的影响，还要选择合理的最大保护电位和最大保护电流密度。

1. 最小保护电位为使腐蚀完全停止，必须使被保护的金属电极电位极化到活泼的阳极“平衡”电位，即保护电位，对于钢结构这一电位就是铁在给定电解质溶液中的平衡电位。

保护电位有一定的范围，铁在海水中的保护电位在-0.80～-1.0V 之间，当电位大于-0.80V时，铁不能得到完全的保护，该值称为最小保护电位。

选择保护电位需根据已有的实验数据和经验加以确定。

我国近年来规定钢船在海水中的保护电位为- 0.75～-0.95V( Ag/AgCl电极)，最佳保护范围为-0.85～-1.0V，其保护情况如表1所示。

舰船的阴极保护牺牲阳极措施
河南邦信防腐材料有限公司
2017年3月
舰船的阴极保护从包括所有附着物和敞开处在内的水下部位的外防护，到各种船舱管路和船舭的内防护。

水线以下部位的阴极保护
因为所要求的保护电流需要量和电流分布，在无覆盖层的舰船上要实施阴极保护实际上是不可能的或者是很不经济的，此外，在船用钢板和防止生物附着的涂料之间应有电绝缘层制止毒性金属化合物发生电化学还原反应。

阴极电解产物不能阻止海洋生物的附着，与此相反，假如实施阴极保护，在自然腐蚀中，海洋生物会附着在惰性铜材上。

根据受保护的范围大小，应当区别对待舰船水下部位的完全保护与局部保护，实施局部保护时，只有船尾受保护，由于水流速度很快，处于充气状态，并在螺旋桨和舵等附件上形成腐蚀电池，所以特别危险，局部保护也可延伸到船头，但船头同样处于高水流速度的影响之下。

因为在船头和船体中部，覆盖层被机械损坏的事情常有发生，所以，舰船采用牺牲阳极或强制电流方法实施完全保护变得越来越重要了，将牺牲阳极安装在舭龙骨（船底和船侧间的弯曲部分，起平衡稳定作用）上一点问题都没有，它的保护范围可以扩大到螺旋桨和舵等附件上，或者可以根据船的设计和保护方法螺旋桨和舵等附件分别实施阴极保护。

在所有情况下，局部或全部铝合金或不锈钢的船壳必须实施阴极保护，这也适用于含鉻超过20%、含钼超过3%的高合金钢，因为它们容易在覆盖层下发生缝隙腐蚀。

阴极保护设计必须根据具体条件而定。

AH-13船体用螺栓连接式牺牲阳极
船用锌阳极CCS船检证书
300*150*35船用锌合金牺牲阳极。