船體用犧牲陽極
船體常用犧牲陽極型號規格
| 規格/mm | 重量kg |
長×寬×高 | ||
AH-1 | 800×140×60 | 17.0 |
AH-2 | 800×140×50 | 15.0 |
AH-3 | 800×140×40 | 12.0 |
AH-4 | 600×120×50 | 10.0 |
AH-5 | 400×120×50 | 6.5 |
AH-6 | 500×100×40 | 5.5 |
AH-7 | 400×100×40 | 4.5 |
AH-8 | 300×100×40 | 3.5 |
AH-9 | 250×100×40 | 2.5 |
AH-10 | 180×70×35 | 1.2 |
AH-11 | 300×150×50，雙鐵腳 | 5.8 |
AH-12 | 300×150×40，雙鐵腳 | 4.6 |
AH-13 | 300×150×50，螺栓式 | 5.8 |
AH-14 | 300×150×40，螺栓式 | 4.8 |
船舶外保護主要用塊狀陽極，即可是流線型的、長方形，也可是原板狀。油船用的陽極一般是長條狀的，其截面有D型的，方形和梯形的。油船上有爆炸危險的區域，鋁陽極的使用有高度限制，掉地時的能量不超過275J。在防爆區使用的陽極應該是螺栓固定，禁止采用焊接方法固定。鋁合金犧牲陽極好有盡可能大的活化表面（有效工作面積，即陽極總表面積扣除基底面積），凸起高度不超過40mm，就不會增大船舶運動阻力。船用犧牲陽極的規格從1.2kg/支到17.0kg/支共13種。表1為船用鋁合金犧牲陽極的型號和參數。
船體設計因素
造成船體腐蝕的因素有很多，船體的設計因素是其中一個重要的方面。并且船體的腐蝕程度與船體的設計關系十分密切。所以，對船體進行科學合理地設計并采取一些合理的防腐措施成為當前世界各國正在不斷努力的方向。但是就目前來說，很多船體在設計方面仍然存在不少缺陷，并且這些缺陷大都與設計不科學有關。比如在對船體的覆蓋層進行設計時，沒有充分考慮到覆蓋層的維修性，這樣就容易造成船體內局部位置長時間積水而又難以排出的情況，進而就會造成船體結構的腐蝕。第二個方面，有些船體的水密裝置沒有良好的可靠性，不僅船體沒有良好的耐腐性，而且船體上一些管路的相關水密裝置也沒有優良的耐腐蝕性。這樣就極易使船體的三漏現象比較普遍，從而使船體內艙中的水源比較多，這樣就更加劇了船體內艙的腐蝕環境。第三個方面，對于一些船體存在的縫隙沒有采取相應的預防措施，從而造成了比較嚴重的腐蝕狀況。此外，電偶腐蝕也是屬于這一類情況。縫隙和電偶的長期存在且沒有有效預防措施的情況下就會，使船體的漏洞和穿孔相對較多。另外，船體中的內艙沒有進行有較強針對性的涂層設計，所以船體內艙中的一些薄弱部位可能就得不到有效地保護，從而使船體內艙受損。
1．船體結構中在水上部分的腐蝕
船體中處于水上的部分主要包括甲板、上層建筑以及干舷。這些船體的水上部分在平時主要受到雨雪、海水飛沫以及海洋大氣的影響，而且這些因素都是造成船體水上部分嚴重腐蝕的重要原因。在海洋大氣中，存在著大量的氮化物，這樣就使凝結水加劇了對船體結構的破壞。另一方面，甲板中的機艙以及鍋爐的表面由于溫度比較高，因此也在一定程度上加劇了這些區域水的危害程度。一些科學實驗表明，船體中的火工校正部位由于其金屬組織在結構上發生了較大的變化，因此使其耐腐蝕性大大低于船體中的其他部位。所以說，船體中的火工校正部位就沒有較好的涂膜，而且比其他部位更容易被壞破，終使船體的腐蝕速率大大加快。
2．船體結構在水下部分的腐蝕
船體結構在水下的部分一般包括艉部、艏部、船底和船舷四個部分。船體的艏部長期處于波浪區，并且該處長期泡沫翻滾。海水能夠對船只的殼體產生強大的流體動力，首當其沖的是涂層，涂層通常會受到嚴重的破壞。而船舷部分的外殼在船體停靠時經常會使船舷的表面涂層受到嚴重損害。船體結構中的船艉主要是由銅合金材料制成，尤其是在船體的端部，極易發生嚴重的陽極極化現象，這種現象可以造成嚴重的船體腐蝕。船體的外部涂層極易遭受嚴重的破損。此外，海洋中的一些漂浮物也可能會對船體的涂層造成嚴重的破壞。不僅如此，如果船體所在的洋面存在大量的石油產物，那么這些石油產物也會使船體的外部涂層遭受嚴重的損壞。這是因為在水線區中船體所用的涂料沒有穩定的性質，尤其是在石油產物中，再加上干濕條件的不斷變化，從而大大增加了某些具有腐蝕性介質的侵蝕性。除此之外，船體結構中水下部分的焊接部位也特別容易發生腐蝕現象。船體結構在水下部分的腐蝕往往都是電腐蝕。
3．船體內部結構中的相關腐蝕
由于船體存在不同的使用條件，因此不同船體內部艙室也會有不同程度的腐蝕。比如工作艙與居住艙的腐蝕程度一般來說就會比較輕，并且看不到比較明顯的腐蝕痕跡。但是在衛生艙中就會存在較為嚴重的腐蝕現象。尤其是浴室、廁所以及洗漱室中的腐蝕狀況比較嚴重。在船體的貨艙中，由于經常裝卸貨物，同時還有積水和冷凝水的雙重作用，所以貨艙結構中的涂層更容易遭到破壞。貨艙中的涂層遭到破壞以后，就容易使船體中的內底板和貨艙壁加快腐蝕的速度。另外，船體中液艙的腐蝕程度較為嚴重。而壓載艙以及淡水艙由于采用了水泥涂層，但是水泥涂層具有不穩定性和透水性，所以就很難抑制船體水艙的腐蝕。在船體中還存在一種腐蝕就是電腐蝕，一般情況下電腐蝕主要由于船體在漂浮中進行修理或者是在碼頭進行安裝時因為供電線沒有采用正確的方法進行接線。所以會在船體停靠的水域中產生雜散電流。這樣就形成了比較嚴重的電腐蝕。
現代海船船體絕大部分由鋼質材料焊裝而成，船舶營運的特殊環境使船舶船體和機械設備的腐蝕破壞相當嚴重。據加拿大運輸安全委員會(Transportation Safety Board of Canada)對1995年到2004年發生的事故原因統計，船體結構損害導致的事故平均約占總數的8%，而其中有相當一部分是由于船舶腐蝕造成船體強度降低引起的。一項由英國海洋工程營運公司BRITOIL所作的失效分析表明：在所有設施失效的例子中，33%是由腐蝕造成的。根據船舶具體情況，從防護效果、要求、施工難易程度以及經濟性等各個方面出發，選擇船舶防腐蝕方法，進行合理的防腐蝕設計，對于增強船舶抗腐蝕的能力，確保營運安全，具有重要的意義。
目前，國內外船舶防腐的主要方法是有機涂料、犧牲陽極及外加電流保護或者它們的組合等幾種傳統的方法。由于安全的原因，船舶上一般采用的是犧牲陽極陰極保護，外加電流陰極保護一般不被采用。安裝較多陽極塊會增大船舶航行阻力，造成過度保護，少了則保護不足，船體仍然遭受腐蝕。因此，必須安裝適量的陽極，這就需要進行合理的設計。
根據陰極保護的原理，在對金屬實施陰極保護的時候，為了到達佳的保護效果，需要注意陰極保護的小保護電位和小保護電流密度兩個主要參數。而在實際中考慮到其它因素的影響，還要選擇合理的大保護電位和大保護電流密度。
1. 小保護電位
為使腐蝕完全停止，必須使被保護的金屬電極電位極化到活潑的陽極“平衡”電位，即保護電位，對于鋼結構這一電位就是鐵在給定電解質溶液中的平衡電位。保護電位有一定的范圍，鐵在海水中的保護電位在-0.80～-1.0V 之間，當電位大于-0.80V時，鐵不能得到完全的保護，該值稱為小保護電位。選擇保護電位需根據已有的實驗數據和經驗加以確定。
我國近年來規定鋼船在海水中的保護電位為- 0.75～-0.95V( Ag/AgCl電極)，佳保護范圍為-0.85～-1.0V，其保護情況如表1所示。
表1 鋼船體在不同保護電位下的保護效果
保護電位(V) | 保護效果 |
低于 -1.00V | 過保護,無銹蝕,但漆膜鼓泡脫落嚴重 |
-0.85V～-1.00V | 達到理想保護效果,無銹蝕, 漆膜完整 |
大于-0.85V | 保護不足,有銹蝕,電位越向正方向增加,銹蝕越嚴重 |
小保護電流密度
采用陰極保護時使金屬的腐蝕速度降到允許程度所需要的電流密度值，稱為小保護電流密度小保護電流密度與小保護電位相對應，要使金屬達到小保護電位，其電流密度不能小于該值，而如果所采用的電流密度遠遠超過該值，則有可能發生“過保護”。
小保護電流密度與被保護的金屬種類，腐蝕介質的性質，保護電路的總電阻，金屬表面是否有覆蓋層及覆蓋層的種類，外界環境條件等因素有關，必須根據經驗和實際情況作出判斷，表2列出了我國近年來使用的保護電流密度值，表3列出了英國 WILSON TAYLOR 公司提供的各類船舶的保護電流密度一般指數。
表2 陰極保護采用的保護電流密度(mA·m-2)
保護電位(V) | 保護效果 |
低于 -1.00V | 過保護,無銹蝕,但漆膜鼓泡脫落嚴重 |
-0.85V～-1.00V | 達到理想保護效果,無銹蝕, 漆膜完整 |
大于-0.85V | 保護不足,有銹蝕,電位越向正方向增加,銹蝕越嚴重 |
表3 各種船舶陰極保護采用的保護電流密度(mA·m-2)
船舶種類 | 新造船舶 | 運營船舶 |
破冰船 | 25 | 30 |
挖泥船 | 24 | 27 |
凹鼻拖船 | 22 | 24 |
拖網漁船 | 22 | 24 |
拖輪 | 18 | 22 |
滾裝渡船 | 14 | 20 |
沿海船舶 | 14 | 20 |
其它遠洋船舶 | 12 | 15 |
遠洋船舶(特涂船舶) | 10 | 15 |
3. 小保護電位和小保護電流密度
4.小保護電位和小保護電流密度，僅是對保護結構在一定保護介質中保護效果好的一種參數，它沒有考慮其它因素。船舶在進行陰極保護設計時還需考慮下面因素：
(1) 按實際保護對象確定大保護電位
實際被保護的金屬結構有一定的長度、寬度和面積，陽極和被保護的結構表面的距離不可能完全一致。陽極電流到達距陽極遠的部位所流經的電解質都起電阻的作用，引起電位下降。為了使陰極遠處得到小保護電位，則需提高陽極和被保護金屬間的電位差，以補償那部分電位降的損失，被保護金屬在陽極附近的部位必然得到較高的保護電位。實踐證明，陰極電位越負，陰極附近的電解質中的pH值越高，堿性越強。電位負至析氫電位時，則在陰極表面有氫氣析出。如果是涂料和陰極保護聯合應用的情況，就必須考慮涂料涂層的耐堿性。一般油性和瀝青系涂料的耐堿性差，陰極電位不能負于-0.80V。各種涂料允許的大保護電位如表4所示。
表4 各種涂料允許大保護電位值(相對飽和甘汞電極)
涂料種類 | 允許大保護電位(V) |
油性涂料 | -0.80 |
聚氯乙烯涂料 | -1.00 |
環氧系涂料 | -1.50 |
有機富鋅涂料 | -1.30 |
無機富鋅涂料 | -1.30 |
(2) 按經濟性原則確定大保護電流密度
試驗得知，保護效率、保護電流和保護電位三者之間有一定的關系。保護效率隨保護電位變負而提高的趨勢是逐漸變慢，而保護電流密度隨保護電位變負而提高的趨勢是加快的。這就勢必在一定的保護效率以后，若在提高一點保護效率，則保護電流密度要增加很多。總電流強度為被保護金屬面積與電流密度的乘積，這時電力消耗則大大增加，就會顯得不經濟。所以必須合理地選擇經濟的保護電位和保護電流密度值作為選擇保護電源的輸出額定電流的計算參數。
5. 犧牲陽極的布置
犧牲陽極的布置應該遵循以下原則：
(1)船體外板所需的犧牲陽極應該均勻對稱的布置在舭龍骨和舭龍骨前后的流線上，以減少船體附加阻力；
(2)螺旋槳和舵所需的犧牲陽極應均勻的布置在艉部船殼板及舵上，距螺旋槳葉梢300mm范圍內的船殼板上和單螺旋槳船的無陽極區不得布置犧牲陽極；
(3)海底閥箱、聲納換能器阱所需的犧牲陽極應布置在箱、阱內部。
6. 犧牲陽極的安裝
犧牲陽極可采用焊接或螺栓固定兩種方式安裝，一般說來焊接固定方法簡單、安裝牢度高、接觸電阻小，而螺栓安裝容易更換，更換時可不損壞周圍及鋼板反面的涂層。
犧牲陽極的安裝應該注意以下幾點：
(1)在安裝前陽極背面要涂一道絕緣漆，在安裝處的船體表面加涂絕緣漆或加墊其它絕緣物，防止因陽極背面腐蝕而脫落，也使背面不起作用，陽極使用面積與設計數值一致；
(2)陽極表面嚴禁涂漆或沾污，在涂漆和下水前加以保護；
(3)安裝時陽極要焊在指置，陽極背面要緊壓船殼表面，鐵腳燒焊處要補涂油漆。
海水冷卻系統用長條狀鋁合金犧牲陽極
海水冷卻水系統常用長條形犧牲陽極型號規格
| 規格/mm | 重量kg |
長×（上底+下底）×高 | ||
AE-1 | 1200×（200+280）×150 | 120.0 |
AE-2 | 800×（200+280）×150 | 80.0 |
AE-3 | 1000×（115+135）×130 | 46.0 |
AE-4 | 500×（115+135）×130 | 23.0 |
AE-5 | 1000×（80+100）×80 | 20.0 |
AE-6 | 500×（105+135）×100 | 16.0 |
AE-7 | 500×（80+100）×80 | 10.0 |
AE-8 | 400×（110+120）×50 | 7.0 |
AE-9 | 300×（140+160）×40 | 5.0 |
AE-10 | 200×（90+110）×40 | 3.0 |
在海洋港口鉆井有很多的機械設備，如發電機、變頻器、空氣壓縮機、高壓泥漿泵、推進器剎車片、推進器液壓單元、船舶設計中中央集中冷卻系統等，他們在運行時會產生大量的熱，因而需要對它們進行冷卻。在海上容易得到的介質就是海水，其成本基本上是0.因此，海洋平臺的機械設備很多是利用海水做冷卻介質進行熱交換，以保證系統和設備在一個正常、穩定的工況下運行。但是海水腐蝕性很強容易造成設備的腐蝕，要對海水冷卻系統進行犧牲陽極保護。
海水中的裸露金屬表面和涂覆金屬表面都可采用陰極保護。無陰極保護的裸金屬表面只能由逐漸生成的表面膜來保護，例如，鋼板樁、儲罐及銅合金管子。金屬、腐蝕因素和表面涂層之間的物理作用，很大程度上取決于他們的化學、物理及結構的性質，也取決于其粘結性、滲透性、多孔性和厚度。應當注意，未加工面、船底切變薄或破損點，基體金屬變為陽極，因而特別已受局部腐蝕。尤其在只用高性能涂料時，將使腐蝕劑的浸蝕作用限制在缺陷的小范圍內，而不會逐漸擴大到那些無言中影響的區域。
立博也可以根據客戶的不同需求設計并生產各種特殊規格和性能的鋁合金犧牲陽極。
我公司生產的產品主要用于埋地管線(自來水/輸油/燃氣公司）、儲水/儲油罐防腐、碼頭鋼樁/橋墩防腐、船廠、電廠、油田設施等金屬保護。
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