Расчет протекторной защиты

Главная \ Продукция \ Протекторная защита \ Расчет протекторной защиты

Катодная защита судов
Корпуса многих судов имеют катодную защиту от коррозии. Ею также 
оборудуют внутренние поверхности грузовых и балластных танков 
нефтеналивных судов и нефтерудовозов, поскольку в качестве балласта на 
них используют морскую воду. На всех буровых и вспомогательных судах 
специальной постройки также применяют катодную защиту внешней 
поверхности корпуса.
Корпуса судов, как правило, имеют ЛКП, и это учитывается при их 
катодной защите. Наиболее распространённые системы катодной защиты 
окрашенных корпусов судов рассчитаны на плотность тока около 10 мА/м2 
и на эффективность покрытия 90% Для катодной защиты неокрашенных 
корпусов судов требуется плотность тока, в 10 раз большая ( 100 мА/м2 ). 
При защите корпусов судов, работающих в особо сложных условиях, 
например ледоколов или судов снабжения буровых платформ, среднюю 
плотность защитного тока следует принимать равной 30 мА/м2 .
Судовой корпус имеет, площадь поверхности которого расcчитать 
довольно трудно. Обычно для ее подсчета используют формулу: 
A = 1,8LT + kLB
Где:
А – площадь корпуса судна под водой 
L – длина судна 
T – осадка судна 
B – ширина судна 
k - коэффициент общей плотности корпуса судна 
Ориентировочные значения коэффициента общей полноты судов 
различных типов следующие:
- военные корабли и траулеры – 0,55;
- пассажирские суда – 0,6;
- сухогрузы – 0,75;
- танкеры – 0,8 - 0,9;
Используя эти данные, не трудно найти требуемую среднюю 
плотность защитного тока для судов определенного назначения и 
размеров. Этот ток могут дать как протекторная схема ( с протекторами в 
основном из алюминия или цинка ), так и система защиты от внешнего 
источника тока. Для судов работающих в пресноводных акваториях, 
иногда применяют магниевые протекторы, но в этом случае особенное 
внимание уделяют предотвращению разрушений покрытия в результате 
катодной реакции в близи протектора.
Расчет размеров анода или протектора производится так же, как и 
для стационарных платформ. 

Принципиальная схема автоматической катодной защиты представлена на Рис.1.

прот6

Рис.1. Принципиальная схема автоматической катодной защиты

Автоматический источник питания (выпрямитель)

1

Анодные узлы

2

Электроды сравнения

3

Контактно-щеточное устройство

4

Кабель для заземления руля

5

Анодная защита

Анодные узлы располагаются ниже скулового киля так, чтобы они были надежно защищены от механических разрушений при швартовке судна к причалу. При использовании катодной защиты токоотдачу и протяженность защиты можно регулировать. На крупных судах кормовые аноды должны располагаться на расстоянии не менее 15 м от гребного винта. Электроды сравнения должны размещаться там, где ожидается наименьшее снижение потенциала. Анодные узлы и электроды сравнения должны монтироваться по ОСТ 5.9898-83 и ОСТ 5.9951-84. При очистных и окрасочных работах поверхность анодов и электродов сравнения требует надежной защиты от механических повреждений и попадания краски.
     

 Расчет количества протекторных групп или одиночных протекторов для комплексной защиты подводной части корпуса осуществляется по формуле
     

РД 31.28.10-97 Комплексные методы защиты судовых конструкций от коррозии

РД 31.28.10-97 Комплексные методы защиты судовых конструкций от коррозии

РД 31.28.10-97 Комплексные методы защиты судовых конструкций от коррозии


где РД 31.28.10-97 Комплексные методы защиты судовых конструкций от коррозии - количество протекторных групп, полученное значение округляется до целого числа;
     
     РД 31.28.10-97 Комплексные методы защиты судовых конструкций от коррозии - общая масса протекторов, необходимая для общей защиты подводной части корпуса, кг;
     
     РД 31.28.10-97 Комплексные методы защиты судовых конструкций от коррозии - масса протекторной группы или одиночного протектора, кг;
     
     РД 31.28.10-97 Комплексные методы защиты судовых конструкций от коррозии - плотность защитного тока, зависит от типовой схемы защиты подводной части корпуса (Таблица 4), А/мРД 31.28.10-97 Комплексные методы защиты судовых конструкций от коррозии;
     
     РД 31.28.10-97 Комплексные методы защиты судовых конструкций от коррозии - теоретическая токоотдача протектора, Ач/кг;
     
     РД 31.28.10-97 Комплексные методы защиты судовых конструкций от коррозии - коэффициент полезного использования;
     
     РД 31.28.10-97 Комплексные методы защиты судовых конструкций от коррозии - срок службы протекторной защиты, годы (для алюминиевых отечественных протекторов, рекомендуемый срок службы составляет 4 года);
     
     РД 31.28.10-97 Комплексные методы защиты судовых конструкций от коррозии - величина смоченной поверхности корпуса, мРД 31.28.10-97 Комплексные методы защиты судовых конструкций от коррозии;
     
     РД 31.28.10-97 Комплексные методы защиты судовых конструкций от коррозии - водоизмещение судна в полном грузу, т.

Физико-химические свойства протекторных сплавов

 

Состав сплава

Теоретическая токоотдача, РД 31.28.10-97 Комплексные методы защиты судовых конструкций от коррозии, А·час/кг

КПИ, %

Потенциал РД 31.28.10-97 Комплексные методы защиты судовых конструкций от коррозии по НВЭ

Плотность, г/смРД 31.28.10-97 Комплексные методы защиты судовых конструкций от коррозии

 

 

 

стационарный

рабочий

 

Zn
to USMil Spec
A-18002-j

781

95

-0,82

-0,73

7,1

Al-Zn (3,5-5)
In (0,015-0,025)

2600

88

-0,82

-0,70

2,8

Al-Zn (4-6)
Zr (до 0,1)

2880

85

-0,82

-0,70

2,8

Al-Zn (4-6)
Mg (0,5-1,0)
Sn (0,05-0,1)

2880

85

-0,90

-0,80

2,8

 

Для обеспечения равномерного распределения тока 75% всей массы протекторов должны равномерно размещаться по подводной поверхности судна. Принципиальная схема размещения протекторов в подводной части корпуса представлена на рис.2. Их располагают в скуловой части, чтобы предохранить от отрыва при швартовке судна к причалу. В районе скулового киля протекторы располагают поочередно выше и ниже него. Если скуловой киль достаточно широк, протекторы можно закрепить в верхней и нижней поверхности. Расстояние между протекторами, размещенными в районе скулового киля в средней части корпуса, не должно превышать 6-8 м для судов неограниченного района плавания, чтобы обеспечить взаимное перекрытие зон запрета. В водах с соленостью ниже 15‰ протяженность зоны защиты уменьшается; для судов, эксплуатирующихся в таких районах, расстояние между протекторами не должно превышать 5 м, при этом должны использоваться одиночные протекторы.

прот5

Рис.2. Принципиальная схема размещения протекторов на подводной части корпуса судна

Поскольку в носовой части корпуса, омываемой интенсивными потоками воды, создаются более уязвимые для коррозии условия, протекторы следует устанавливать не только в районе скулы, но и поблизости от скулового киля. При этом недопустимо их повреждение якорной цепью.

прот7

Рис.3 Схема установки протекторов в кормовом подзоре
(в заштрихованной области протекторы не устанавливать)

При распределении протекторов необходимо обращать внимание на то, чтобы на гребной винт не передавались вихревые потоки воды, создаваемые протекторами. Поэтому на расстоянии РД 31.28.10-97 Комплексные методы защиты судовых конструкций от коррозииРД 31.28.10-97 Комплексные методы защиты судовых конструкций от коррозии (где РД 31.28.10-97 Комплексные методы защиты судовых конструкций от коррозии - радиус гребного винта) никаких протекторов размещать нельзя. Схема размещения протекторов в кормовой части судна близ гребного винта представлена на рис.3.

прот8

Для специальных движителей требуется отдельный расчет и размещение протекторов. При этом рассчитывается площадь защищаемой поверхности, а плотность тока принимается на 20% выше выбранной по типовым схемам защиты подводной части корпуса. Схема протекторной защиты подруливающего устройства представлена на рис.4.