船体防蚀及阴极保护系统在船舶上的应用-《中国水运》(2011年11期).docx

龙源版权所有 船体防蚀及阴极保护系统在船舶上的应用作者：徐振华来源：《中国水运》2011年第11期 阐明了金属腐蚀的成因及基本概念，对阴极保护系统的分类和工作机理进行了细致的分析，最后结合外加电流阴极保护系统在远洋船舶上的广泛使用，指出该系统在船舶安装和使用中容易出现和忽视的问题及解决办法。 金属腐蚀的成因与基本概念 金属与非金属(如氧)进行接触将形成电化学反应而产生金属氧化物，或在某些自然环境下（如潮湿雨天或海淡水中）也将发生电化学反应而产生其它化合物，其结果均是金属受到电化腐蚀。不同的金属材料处在相同的环境下时其分别受到的腐蚀程度各不相同，通常可以用“电位”来表示金属受到电化腐蚀的程度。如果将两种活性不同的金属放置在相同的特定环境下，则会形成所谓的原电池，如图1所示。 在图中活性较大的金属如锌和活性较低的金属如铁一起放置在电解液中（如海水），并将他们直接进行电气连接（具体反映在船上则多表现为钢板上安装锌块或管路镀锌），这样，浸没在溶液中的较活泼金属产生的离子流将通过电解液从较活泼的金属流入欠活泼金属，金属离子和电子的转移过程持续发生，活泼金属上的电流不断增加，其结果导致活泼金属被腐蚀了，欠活泼金属将不会被腐蚀，在这里，活泼金属即称为阳极，欠活泼金属则称为阴极。也就是说，两种不同金属在电解液中相互联系起来会分别形成阳极区域和阴极区域而建立起腐蚀电池，使活泼金属（阳极）表面区域发生电化腐蚀。而对于暴露在潮湿环境的单一金属（如雨水落在无涂料保护的钢板上），在其表面则是以微电池形式构成阳极和阴极区域，从而发生电化腐蚀现象。 根据以上腐蚀原电池形成机制可以得出如下结论：当某种金属相对于电解液的“电位”处在某一范围内时我们可以认为该金属处于电化腐蚀状态，或“电位”处在另一范围时则表明未受到腐蚀。即金属处于“阳极”状态即是受腐蚀状态，金属处于“阴极”状态即是被保护状态。 防止金属腐蚀－阴极保护的作用机理 根据金属腐蚀的基本成因，为了防止船舶结构和系统出现腐蚀现象，基本的原则就是确保腐蚀原电池不被建立，其重要的手段就是防蚀涂料。防蚀涂料将船体结构和系统与自然环境完全隔离，但是其保护效果取决于涂料质量、表面膜厚、施工工艺以及后续保养，实际上，完全依靠防蚀涂料进行结构的防蚀是不充分的，必需采取可靠的补充措施予以完善，即阴极保护，其分为牺牲阳极的阴极保护和外加电流的阴极保护。 牺牲阳极的阴极保护即是通过图1所示的腐蚀电池来完成的。如前所述，在电解液中将一种金属与另一种更具活性的阳极金属进行电气连接可以使其成为阴极，从而得到保护。目前普遍使用的阳极材料为铝合金、锌和镁，这些阳极金属将优先腐蚀，产生的腐蚀电流完成对与其相连金属的阴极保护，在保护过程中阳极会消耗，因此称为牺牲阳极的阴极保护。在船舶上，牺牲阳极的阴极保护系统通过在特定的结构（如压载舱）或部件上（如舵叶）安装锌块、镁或铝···试读结束