專利名稱：船用舷外冷卻井用外加電流陰極保護裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于船舶陰極保護系統(tǒng)，尤其涉及一種船用舷外冷卻井用外加電流陰極保 護裝置。
背景技術：
海水中金屬構件的電化學腐蝕一直是危及艦船海水系統(tǒng)使用安全性的主要因素。 所有暴露在海水中的鋼材表面，基于各種因素，如鋼材含有雜質成分不均勻，受力應力不 同，油漆表面不均勻，海水含氧量大小等都可導致鋼材腐蝕，嚴重威脅船舶的安全。為了防 止鋼材在海水中的腐蝕必須采取適當?shù)谋Ｗo措施。目前的防腐技術主要有兩大類，一是涂 料，如防銹漆等。二是船舶陰極保護系統(tǒng)，二者必須結合使用才能有效達到保護目的。船舶 陰極保護系統(tǒng)又分為兩大類。一是犧牲陽極系統(tǒng)，二是外加電流系統(tǒng)。犧牲陽極系統(tǒng)的原 理是把一種比鋼材活動性更強的金屬(現(xiàn)常用的是鋅和鋁)附在鋼鐵表面，并與鋼材可靠 電氣連接，同時浸與海水中，這時附加的金屬(鋅和鋁)將成為陽極提供電流網(wǎng)鋼結構，使 鋼結構表面變成陰極區(qū)而受到保護，但作為陽極的金屬(鋅和鋁)則受到腐蝕和消耗。外 加電流系統(tǒng)的原理與犧牲陽極的原理基本一致，但使鋼結構表面電位降低的保護電流是由 一個外加的低壓直流電源提供所以稱為外加電流陰極保護。該技術自使用以來已取得了良 好的效果，傳統(tǒng)的艦船傳統(tǒng)的海水冷卻系統(tǒng)結構為海水閥箱，過濾器，海底閥、泵，熱交換系 統(tǒng)。通過泵從海中抽取海水經(jīng)過熱交換系統(tǒng)強行對船舶降溫。從2003年起我國逐步擯棄 了傳統(tǒng)的海水冷卻管系布置，開始使用舷外冷卻器作為海水冷卻系統(tǒng)的標準配置，該設計 的先進之處在于系統(tǒng)非常簡單可靠，整個系統(tǒng)由舷外冷卻井和內循環(huán)盤管系統(tǒng)組成。即，將 內循環(huán)盤管系統(tǒng)直接放入長方形的舷外冷卻井中進行熱交換。舷外冷卻井是一個長方體， 底部和側面設有通向海水的開口結構，海底格柵，盤管在舷外冷卻井中將與船周圍的海水 直接進行熱交換。使用中發(fā)現(xiàn)，國內制造的船舶下水一年左右，冷卻井井壁大都產生了嚴重 的腐蝕，甚至出現(xiàn)了腐蝕穿孔的現(xiàn)象。上述結構的冷卻井和壁及內循環(huán)盤管之間的空間很 小，又有許多加強筋板結構，對外加電流系統(tǒng)會構成嚴重的屏蔽作用，影響使用效果。詳見 圖4，船舶對冷卻井井壁的防護僅僅采用出常規(guī)的涂料(防銹漆)和犧牲陽極13(鋅塊)結 合的方法不能解決防腐問題。在現(xiàn)有國內造船技術水平及鋼鐵材質等條件下，突破舷外冷 卻井壁腐蝕問題是國內造船業(yè)亟待解決的難題。

發(fā)明內容
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種船用舷外冷卻井用外加電流陰極 保護裝置，在國內造船業(yè)現(xiàn)有水平包括造船材料、焊接工藝及防銹涂料存在先天不足的條 件下，突破了舷外冷卻井壁腐蝕的難題，該裝置可以用來保護舷外冷卻器水下部位不受海 水腐蝕。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，通過以下技術方案實現(xiàn)，一種船用舷外冷卻井用外加電
3流陰極保護裝置，包括船用舷外冷卻井和恒電位儀、輔助陽極、陽極屏蔽層和參比電極，其 特征是所述輔助陽極主要由陽極體、絕緣護套和陽極機座構成，所述陽極體一端插接在絕 緣護套中，絕緣護套與陽極機座密封連接，所述陽極機座與舷外冷卻井井壁固接。所述陽極機座由圓形管體、圓形底座和底蓋構成，所述圓形管體和圓形底座構成 截面形狀呈T字形的整體，絕緣護套與圓形管體密封連接，所述底蓋通過螺栓與圓形底座 固接，底蓋與圓形底座之間設有密封墊。所述輔助陽極外設有與舷外冷卻井井壁固接的水密罩。所述輔助陽極同層固接于舷外冷卻井的每個加強筋板之間，位于相鄰的兩個冷卻 井井壁內表面上均設有兩個直立式輔助陽極。有益效果兩個直立式輔助陽極，分別安裝在相鄰的兩個井壁表面，使每個加強筋 板間同層都有兩個直立式輔助陽極分別位于相鄰的兩個冷卻井井壁內表面上。用來保護舷 外冷卻器水下部位不受海水腐蝕。填補了船用舷外冷卻井用外加電流陰極保護裝置的空 白，能有效防止舷外冷卻井各部位的腐蝕，該產品具有可靠性高，效果突出，操作維護簡便， 耗能低，對環(huán)境無污染。


圖1是本發(fā)明的結構示意圖；圖2是舷外冷卻井用外加電流陰極布置圖；圖3是圖2的側視圖；圖4是傳統(tǒng)舷外冷卻井犧牲陽極布置圖。圖中1、舷外冷卻井2、輔助陽極3、參比電極4、陽極體5、絕緣護套6、陽極機座7、 圓形管體8、圓形底座9、底蓋10、螺栓11、密封墊12、水密罩13、犧牲陽極
具體實施例方式以下結合較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提供的具體實施方式
詳述如下詳見附圖，一 種船用舷外冷卻井用外加電流陰極保護裝置，包括船用舷外冷卻井1和恒電位儀(圖中未 示)、輔助陽極2、陽極屏蔽層(圖中未示)和參比電極3，所述輔助陽極主要由陽極體4、絕 緣護套5和陽極機座6構成，所述陽極體一端插接在絕緣護套中，絕緣護套與陽極機座密封 連接，所述陽極機座與舷外冷卻井井壁固接。所述陽極機座由圓形管體7、圓形底座8和底 蓋9構成，所述圓形管體和圓形底座構成截面形狀呈T字形的整體，絕緣護套與圓形管體密 封連接，所述底蓋通過螺栓10與圓形底座固接，底蓋與圓形底座之間設有密封墊11。所述 輔助陽極外設有與舷外冷卻井井壁固接的水密罩12。水密罩內填充石蠟。采用兩組分布式 直立輔助陽極，即每個加強筋板之間都要裝兩個直立式輔助陽極，分別安裝在相鄰的兩個 井壁表面，使每個加強筋板間同層都有兩個直立式輔助陽極分別位于相鄰的兩個冷卻井井 壁內表面上。輔助陽極通過電纜(圖中未示)與恒電位儀連接。工作原理通過恒電位儀提供直流電流，電源正極接輔助陽極，負極接船體。當通 過海水構成回路時，舷外冷卻井壁進行陰極極化，通過參比電極監(jiān)控，使其達到保護電位而 免受海水腐蝕。該裝置具有隨船舶外界條件變化(如航速、海區(qū)、油漆破壞程度等)而自動 調節(jié)所需保護電流，使船體始終處于最佳保護電位范圍內的功能。
4
實驗過程經(jīng)幾年不斷摸索，先后采了多種方案，剛開始是采取增加犧牲陽極的數(shù) 量，把犧牲陽極增加到原來的兩倍三倍四倍甚至八倍經(jīng)過一段時間的使用鋅塊很快還是消 耗光了，后來我們分析國內建造的舷外冷卻器是由展開面積數(shù)百平方米(如280柴油機的 冷卻盤管展開面積500平方米)的銅鎳合金盤管組成，盤管安裝在冷卻井支架上這就等于 和冷卻井壁可靠電氣連接，根據(jù)腐蝕規(guī)律，兩種不同活動性的金屬可靠電氣連接同處于海 水中時，活動性強的充當了犧牲陽極。鐵比銅活潑，冷卻井壁是充當了盤管的犧牲陽極。發(fā) 現(xiàn)了問題的原因，我們又采取了整個冷卻器盤管用絕緣螺栓安裝的方式試圖解決冷卻井井 壁腐蝕的問題，經(jīng)過對兩條船8個井的冷卻盤管安裝絕緣螺栓，兩年進塢拆檢發(fā)現(xiàn)使用冷 卻井內井壁的腐蝕得到了有效控制，但新問題隨之而來，盤管失去了犧牲陽極很快就發(fā)生 了嚴重的腐蝕，這兩條船的舷外冷卻井內盤管大都需要換新。這樣舷外冷卻井內傳統(tǒng)的防 銹涂料加犧牲陽極的方式就必須調整，要使整個冷卻井得到保護，必須上外加電流設備。外加電流設備一般是用在船外殼，有連續(xù)光滑的表面，在舷外冷卻井使用，國內外 均無先例，因為舷外冷卻井是狹小空間，中間放置盤管，又有許多加強筋板結構，對外加電 流系統(tǒng)會構成嚴重的屏蔽作用，影響使用效果。由于冷卻井的特殊結構，舷外冷卻井用外接電流陰極保護裝置的輔助陽極與傳統(tǒng) 的輔助陽極完全不同，我們先后采用過幾種材料和布置方案進行試驗論證，開始我們采用 板條狀的輔助陽極4個，分別裝在4個冷卻井內壁的4個不同的內壁表面上，每個冷卻井裝 一個，下水后控制儀顯示電流為50安培，參比讀數(shù)為負的0. 5伏左右，正常的銀和氯化銀參 比電極測量海水中的裸鋼板的電位讀數(shù)為負的0. 65伏左右，顯示負的0. 5伏左右就表示鋼 板在腐蝕，在失去電子，既然外加電流輸出顯示已達50安培，為什么參比的讀數(shù)不正常呢， 開始我們分析是輔助陽極的材料問題，后來用一個井做實驗換為鍍鉬鈦輔助陽極，參比讀 數(shù)依然不正常，我們又分析，是冷卻井的加強筋板的結構，使得傳統(tǒng)的條狀陽極不起作用， 我們又用圓盤狀輔助陽極做實驗裝了一個冷卻井，下水后參比電極的讀數(shù)為負的0. 6伏， 依然起不到保護作用，這時通過對比發(fā)現(xiàn)相比條狀輔助陽極，圓形和橢圓形的輔助陽極經(jīng) 參比電極測量電位值要高些，這說明在冷卻井內輔助陽極的形狀能改變測量電位，輔助陽 極的形狀在冷卻井內這種多屏蔽結構的情況下，是一個首要因素。既然傳統(tǒng)的外加電流設 備根本起不到作用，傳統(tǒng)的板條狀和圓形橢圓形輔助陽極，在井內會失效，我們設計了與冷 卻井內加強筋板寬度相同的垂直與冷卻井壁的直立式輔助陽極，生產好后，拿了四個分別 裝在4個冷卻井內壁的4個不同的面上，下水后控制儀顯示電流為50安培，而參比讀數(shù)為 負的0. 9伏參數(shù)，這一次顯示參數(shù)正常，表明鋼板得到了保護。但使用約兩個月后，作為實 驗用的冷卻井內壁都出現(xiàn)了腐蝕，顯示依然參數(shù)正常，為什么顯示依然參數(shù)正常而鋼板卻 腐蝕了呢，我們決定用手持式參比電極進行逐點測量電位，通過對四個冷卻井每個井每邊 取100個高度上每條線取100個每個井取測量點4000個，四個井共測量了 16000多個點的 電位，通過匯總發(fā)現(xiàn)冷卻井內電位非常不均勻，通過比較和分析發(fā)現(xiàn)1、安裝直立式輔助陽 極的同高度層上，三個冷卻井內壁面，陽極安裝面和相鄰的兩個面，電位均達負的0. 89伏 到負的0. 95伏。確定在保護范圍內，而安裝面對面的鋼板參數(shù)為電位均負的0. 45伏到負的 0. 55之間。這說明冷卻井中盤管對外加電流的影響很大。2、安裝直立式輔助陽極的同高度 層上，一定的范圍內電位值在正常范圍內，這個范圍跟冷卻井的加強筋板的間隔距離相當， 數(shù)據(jù)顯示在兩個筋板間電位為負的0. 89伏到負的0. 95伏。確定在保護范圍內，一旦超出筋板間距5厘米左右，電位會突然變化到負的0. 45伏到負的0. 55之間，達不到保護，這說 明在冷卻井中加強筋板的屏蔽作用對外加電流影響很大。我們對安裝了新型船用舷外冷卻井用外加電流陰極保護裝置的4個冷卻井，在下 水一個月，兩個月，三個月，五個月，一年，一年半，兩年分六次進行檢測，下水后控制儀顯示 電流為四安培到30安培之間，而參比讀數(shù)為負的0. 9伏參數(shù)正常，用手持式參比電極進行 逐點測量電位，還是通過對四個冷卻井每個井每邊取100個高度上每條線取100個每個井 取測量點4000個，四個井共測量了 16000多個點的電位，發(fā)現(xiàn)冷卻井內電位均達負的0. 89 伏到負的0.95伏之間。確定在保護范圍內。通過實際效果形成了以鍍釕鈦材料為輔助陽 極，銀氯化銀材料為參比電極，環(huán)氧系涂料為屏蔽涂層的多組分布式直立輔助陽陽極布置 方案。現(xiàn)已取得良好的效果。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的結構作任何形式上的 限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均 仍屬于本發(fā)明的技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種船用舷外冷卻井用外加電流陰極保護裝置，包括船用舷外冷卻井和恒電位儀、 輔助陽極、陽極屏蔽層和參比電極，其特征是所述輔助陽極主要由陽極體、絕緣護套和陽 極機座構成，所述陽極體一端插接在絕緣護套中，絕緣護套與陽極機座密封連接，所述陽極 機座與舷外冷卻井井壁固接。
2.根據(jù)權利要求1所述的船用舷外冷卻井用外加電流陰極保護裝置，其特征是所述 陽極機座由圓形管體、圓形底座和底蓋構成，所述圓形管體和圓形底座構成截面形狀呈T 字形的整體，絕緣護套與圓形管體密封連接，所述底蓋通過螺栓與圓形底座固接，底蓋與圓 形底座之間設有密封墊。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的船用舷外冷卻井用外加電流陰極保護裝置，其特征是 所述輔助陽極外設有與舷外冷卻井井壁固接的水密罩。
4.根據(jù)權利要求1所述的船用舷外冷卻井用外加電流陰極保護裝置，其特征是所述 輔助陽極同層固接于舷外冷卻井的每個加強筋板之間，位于相鄰的兩個冷卻井井壁內表面 上均設有兩個直立式輔助陽極。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種船用舷外冷卻井用外加電流陰極保護裝置，包括船用舷外冷卻井和恒電位儀、輔助陽極、陽極屏蔽層和參比電極，其特征是所述輔助陽極主要由陽極體、絕緣護套和陽極機座構成，所述陽極體一端插接在絕緣護套中，絕緣護套與陽極機座密封連接，所述陽極機座與舷外冷卻井井壁固接。有益效果兩個直立式輔助陽極，分別安裝在相鄰的兩個井壁表面，使每個加強筋板間同層都有兩個直立式輔助陽極分別位于相鄰的兩個冷卻井井壁內表面上。用來保護舷外冷卻器水下部位不受海水腐蝕。能有效防止舷外冷卻井各部位的腐蝕，該產品具有可靠性高，效果突出，操作維護簡便，耗能低，對環(huán)境無污染等特點。
文檔編號C23F13/06GK102127769SQ20111003915
公開日2011年7月20日 申請日期2011年2月16日 優(yōu)先權日2011年2月16日
發(fā)明者齊文東 申請人:齊文東