室内船体阴极保护的试验装置及试验方法
【专利摘要】一种室内船体阴极保护的试验装置及试验方法，采用以下试验步骤：一，将船体缩比成能够在室内进行试验的船体模型；二，确定牺牲阳极的材质、布置位置；三，将数个牺牲阳极与船体模型进行连接；四，将船体模型置于实验水槽中，通过调节阀门控制实验水槽中海水的流速；五，在不同海水流速及不同阳极位置情况下，利用监测装置对船体模型阴极保护电位进行数据采集；六，由计算机对监测到的电位数据进行分析，并根据分析结果对牺牲阳极的位置进行优化处理，最终，提出合理的布置方案。本发明能够模拟出船舶在实海环境下的阴极保护效果，并对布置于船舶上的牺牲阳极实时监测；解决了由于牺牲阳极的布置不合理，而导致的船体阴极保护效果不理想的问题。
【专利说明】室内船体阴极保护的试验装置及试验方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及船体阴极保护装置，尤其涉及一种室内船体阴极保护的试验装置及试验方法。属于船舶防腐蚀领域。
【背景技术】
[0002]阴极保护是使金属构件作为阴极，通过阴极极化来消除该金属表面的电化学不均匀性，以达到保护金属表面目的。其既可减缓金属在海水、淡水、土壤和化工介质中的均匀腐蚀,又对金属材料的点蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀开裂,腐蚀疲劳,杂散电流腐蚀以及生物腐蚀等都有很好的防止作用。
[0003]而船舶的阴极保护则是船舶水下防腐的主要防腐技术之一。其主要包括:牺牲阳极保护和外加电流阴极保护。
[0004]目前，深水铺管起重船主要进行海上施工作业，其对航速要求不高，因此，主要是采用牺牲阳极保护法阴极保护设计。但是，由于其船体结构比较复杂，牺牲阳极的布置需要针对船型结构特征进行优化设计，如果牺牲阳极分布位置设计不合理，可能会导致船体局部出现欠保护或过保护现象。而且，由于船舶在实海作业过程中，常因没有充分考虑牺牲阳极的布置位置，而极大地削弱了阴极保护的效果，在这种情况下，既不能达到理想的保护效果，而且，还浪费了大量的牺牲阳极材料。此外，由于牺牲阳极材料位置布置的不合理，还会导致牺牲阳极材料的不均匀消耗，使得船体存在失衡的安全隐患。
【发明内容】
[0005]本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种室内船体阴极保护的试验装置及试验方法，其能够较好的模拟出船舶在实海环境下的阴极保护效果，并对布置于船舶上的牺牲阳极进行实时监测；且在不同流速下采集船体阴极保护的电位、阳极发出电流等随时间的变化情况，以便于分析阴极保护的效果，再根据测量结果优化阴极保护防腐设计；从而，解决了由于牺牲阳极的布置不合理，而导致的船体阴极保护效果不理想的问题。
[0006]本发明的目的是由以下技术方案实现的:
[0007]—种室内船体阴极保护的试验装置，其特征在于:设有一实验水槽，该实验水槽的两侧板上各安装有一阀门，两阀门之间安装有一水泵；通过上述连接构成一能够向实验水槽注入海水的循环水路,并通过调节阀门控制实验水槽中水流的流速。
[0008]所述该实验水槽为一箱形体结构。
[0009]一种室内船体阴极保护的试验方法，其特征在于:采用以下试验步骤:
[0010]第一步，针对不同船舶的主要结构特征，将船体缩比成能够在室内进行试验的船体模型；
[0011]第二步，根据船体模型总浸水面积和保护时效，计算牺牲阳极的所需的数量、重量；然后，确定牺牲阳极的材质、布置位置；[0012]第三步，将数个牺牲阳极与船体模型进行连接；
[0013]第四步，将船体模型置于实验水槽中，开启水泵将海水注入实验水槽中，并通过调节阀门控制实验水槽中海水的流速；
[0014]第五步，在不同海水流速及不同阳极位置情况下，利用监测装置对船体模型阴极保护电位进行数据采集；
[0015]第六步，由计算机对监测到的电位数据进行分析，并根据分析结果对牺牲阳极的位置进行优化处理，最终，提出合理的布置方案。
[0016]所述第三步中，牺牲阳极与船体模型的连接必须遵循如下几个原则:
[0017]①牺牲阳极与船体模型的连接处需用环氧树脂进行密封；
[0018]②牺牲阳极的长度方向应与船体模型的流线方向一致；
[0019]③船体模型外部防锈层的涂刷，需在牺牲阳极安装之前进行，连接时，牺牲阳极表面严禁涂刷防锈层。
[0020]所述第二步中，
[0021]1.牺牲阳极的材质选择:
[0022]⑴将铝-锌-铟合金作为牺牲阳极的材料，且每个牺牲阳极的电阻:根据以
[0023]下公式:
[0024]
【权利要求】
1.一种室内船体阴极保护的试验装置，其特征在于:设有一实验水槽，该实验水槽的两侧板上各安装有一阀门，两阀门之间安装有一水泵；通过上述连接构成一能够向实验水槽注入海水的循环水路,并通过调节阀门控制实验水槽中水流的流速。
2.根据权利要求1所述的室内船体阴极保护的试验装置，其特征在于:所述该实验水槽为一箱形体结构。
3.—种室内船体阴极保护的试验方法，其特征在于:采用以下试验步骤: 第一步，针对不同船舶的主要结构特征，将船体缩比成能够在室内进行试验的船体模型； 第二步，根据船体模型总浸水面积和保护时效，计算牺牲阳极的所需的数量、重量；然后，确定牺牲阳极的材质、布置位置； 第三步，将数个牺牲阳极与船体模型进行连接； 第四步，将船体模型置于实验水槽中，开启水泵将海水注入实验水槽中，并通过调节阀门控制实验水槽中海水的流速； 第五步，在不同海水流速及不同阳极位置情况下，利用监测装置对船体模型阴极保护电位进行数据采集； 第六步，由计 算机对监测到的电位数据进行分析，并根据分析结果对牺牲阳极的位置进行优化处理，最终，提出合理的布置方案。
4.根据权利要求3所述的室内船体阴极保护的试验方法，其特征在于:所述第三步中，牺牲阳极与船体模型的连接必须遵循如下几个原则: ①牺牲阳极与船体模型的连接处需用环氧树脂进行密封； ②牺牲阳极的长度方向应与船体模型的流线方向一致； ③船体模型外部防锈层的涂刷，需在牺牲阳极安装之前进行，连接时，牺牲阳极表面严禁涂刷防锈层。
5.根据权利要求3所述的室内船体阴极保护的试验方法，其特征在于:所述第二步中， .1.牺牲阳极的材质选择: ⑴将铝-锌-铟合金作为牺牲阳极的材料，且每个牺牲阳极的电阻:根据以下公式:
6.根据权利要求3所述的室内船体阴极保护的试验方法，其特征在于:所述第五步中，监测装置包括:数个监测探头、信号调理器、A/D转换模块、计算机、显示器、打印机，其中，监测探头依次与信号调理器、A/D转换模块、计算机串联，且计算机分别与显示器、打印机相联。
7.根据权利要求6所述的室内船体阴极保护的试验方法，其特征在于:所述监测探头采用> 99.999%的高纯锌电极或银/氯化银参比电极。
【文档编号】C23F13/22GK103614729SQ201310566586
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月14日 优先权日:2013年11月14日
【发明者】王辉, 刘福国, 朱晓环, 高华, 高峰, 李妍, 陈永伟, 段继周, 王秀通, 高文文 申请人:中国海洋石油总公司, 海洋石油工程股份有限公司, 中国科学院海洋研究所