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.
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
|
|
|
где 
- количество протекторных групп, полученное значение округляется до целого числа;
- общая масса протекторов, необходимая для общей защиты подводной части корпуса, кг;
- масса протекторной группы или одиночного протектора, кг;
- плотность защитного тока, зависит от типовой схемы защиты подводной части корпуса (Таблица 4), А/м
;
- теоретическая токоотдача протектора, Ач/кг;
- коэффициент полезного использования;
- срок службы протекторной защиты, годы (для алюминиевых отечественных протекторов, рекомендуемый срок службы составляет 4 года);
- величина смоченной поверхности корпуса, м;
- водоизмещение судна в полном грузу, т.
Физико-химические свойства протекторных сплавов
|
Состав сплава |
Теоретическая токоотдача, |
КПИ, % |
Потенциал |
Плотность, г/см |
|
|
|
|
|
стационарный |
рабочий |
|
|
Zn |
781 |
95 |
-0,82 |
-0,73 |
7,1 |
|
Al-Zn (3,5-5) |
2600 |
88 |
-0,82 |
-0,70 |
2,8 |
|
Al-Zn (4-6) |
2880 |
85 |
-0,82 |
-0,70 |
2,8 |
|
Al-Zn (4-6) |
2880 |
85 |
-0,90 |
-0,80 |
2,8
|
по НВЭ
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.
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.
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 
- радиус гребного винта) никаких протекторов размещать нельзя. Схема размещения протекторов в кормовой части судна близ гребного винта представлена на рис.3.
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.
