ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Размеры и число протекторов 18.3.2.2. Размещение протекторов Измерение потенциала Защита с наложением тока от внешнего источника из "Катодная защита от коррозии" Зная требуемый защитный ток, рассчитанный по формуле (18.2), по известной наибольшей токоотдаче протекторов /тах можно определить необходимое число протекторов я=/ //шах. Размещение протекторов рассматривается в следующем разделе. Обычно системы протекторной защиты рассчитывают на срок действия от двух до четырех лет. После этого срока протекторы долл ны быть израсходованы не больше чем да 20 % своей первоначальной массы. [c.360] Расчет занщты судна с площадью поверхности подводной части 4500 м2 далее поясняется на примере. При Уз = 15 иА-м общий требуемый ток получается равным 67,5 А, и для эксплуатации в течение двух лет согласно формуле (18,3а) нужно 1517 кг цинка. Таким образом, потребуется 96 протекторов с массой чистого цинка но 15,7 кг (масса брутто 16,8 кг). Такие протекторы имеют токоотдачу 0,92 А. [c.360] При использовании алюминиевых протекторов расчетная масса при том же сроке службы в два года по формуле (18.36) составит 540 кг. При установке 96 протекторов такого же размера, как цинковые (массой чистого алюминия 6,2 кг, или 7,3 кг брутто), общая масса будет на 595 кг больше, чем в случае цинковых протекторов. Токоотдача алюминиевых протекторов практически такая же, как цинковых. Поэтому при использовании алюминия получается больший запас. Для эксплуатации сроком в четыре года требуется 1080 кг алюминия. 82 группы сдвоенных протекторов массой по 7,3 кг каждый имеют общую массу 1197 кг. Поскольку общая токоотдача 106 А тоже получается завышенной, и здесь можно сэкономить протекторы, применив строенные группы. [c.361] Для обеспечения равномерного распределения тока протекторы должны быть размещены равномерно по подводной новерхности судна [211. Кроме этого необходимо учитывать следующие принципы. Около 25,% всей массы протекторов применяется для защиты кормы. Остальные протекторы распределяются между средней (по длине) и передней частями судна Их следует располагать в боковой выпуклости, чтобы предохранить их от обрыва при швартовке судна к причалу. В районе бокового киля протекторы следует размещать поочередно выше и ниже него, если только боковой киль не настолько широк, что протекторы можно закрепить на его верхней и нижней сторонах. Расстояние между протекторами, размещаемыми в районе боковой выпуклости в средней части длины судна, не должно превышать в свету 6—8 м, чтобы обеспечить взаимное перекрытие зон защиты. В водах с повышенной плотностью защитного тока, например в тропиках, и с меньшей электропроводностью, например в Балтийском море, иротяженность зоны защиты получается меньшей. На таких судах расстояние между соседними протекторами прииимают равным 5 м. Еще меньшее расстояние принимается для судов, поверхность которых подвергается механическим повреждениям, например воздействию льдин при плавании в арктических водах. [c.361] При частичной защите кормы вместо обычных 25 % протекторов, как при полной защите, здесь иногда размещают 33 % протекторов, необходимых для полной защиты. В таком случае 25 % протекторов предназначаются собственно для защиты кормы, а остальные 8 % используются для экранирования области кормы от других участков корпуса судна, тоже потребляющих защитный ток. Эти протекторы называют также улавливающими их ставят перед протекторами, защищающими корму. [c.362] Кронштейны гребного вала у судов, имеющих несколько гребных винтов, должны быть защищены особо. На малых судах протекторы размещают с обеих сторон основания кронштейна гребного вала. На крупных судах протекторы приваривают на кронштейны гребного вала (рис. 18.4). [c.362] Для специальных движителей тоже требуются отдельный расчет и размещение протекторов. В случае поворотных насадок Корта рассчитывают всю площадь корпуса руля и принимают плотность защитного тока 25 мА-м 2. Протекторы размещают на наружной стороне на расстоянии 0,1—0,25 г в области наибольшего диаметра. Внутри протекторы закрепляют на крестовинах жесткости. На судах с гребным винтом Фойта—Шнайдера протекторы размещают вокруг границы основания гребного винта. [c.362] Суда с неметаллическим корпусом нередко имеют металлические навесные устройства, для которых может быть применена катодная защита. При этом протекторы привинчивают (крепят болтами) на деревянном или пластмассовом корпусе судна и обеспечивают их низкоомное соединение с объектами защиты через внутреннее пространство судна. Для этой цели используют металлический фундамент привода (движителя) или медные ленты. [c.362] В отличие от стационарных сооружений на судах находят наиболее широкое применение защитные установки с регулированием потенциала вместо управляемых вручную, поскольку требуемый защитный ток колеблется в зависимости от окружающей среды и рабочего состояния судна. Более подробные данные о преобразователях систем катодной защиты имеются в разделе 9. Защитные установки для судов должны быть особо прочными и стойкими против воздействия вибраций. Регулирование осуществляется при помощи магнитных усилителей, установочных трансформаторов с серводвигателем или по методу отсечки фазы с применением тиристоров. В отличие от защитных установок для трубопроводов защитные установки для судов могут иметь очень большую постоянную времени регулирования, поскольку требуемый защитный ток изменяется очень медленно. Защитные установки имеют в своем составе также приборы для измерения тока и потенциала на отдельных анодах с наложением тока и измерительные электроды. На крупных защитных установках ван нейшие параметры, кроме того, записываются. [c.364] На судах средних размеров подвод тока обеспечивается от защитной установки, обычно размещаемой на высоте передней перегородки машинного помещения. На крупных судах, например на танкерах длиной 300 м и более при потребляемом защитном токе более 500 А, возникают трудности в связи с большим сопротивлением кабелей постоянного тока и неудобством их прокладки на судне. Так, например, через танки для нефтепродуктов нельзя проводить никакие электрические линии. В таких случаях в машинном помещении и в передней части судна можно разместить две независимые защитные установки [22]. Нередко на танкерах и все аноды располагают только в кормовой части судна на последней четверти длины, примиряясь с тем, что распределение тока при этом получится худшим. [c.365] Еще одна возможность заключается в децентрализации питания постоянным током. При этом питание переменным током отдельных преобразователей защитных установок осуществляется от центрального генератора с регулированием потенциала, расположенного в машинной рубке (на пульте управления двигателем). В таком случае преобразователи защитных установок могут быть соединены с анодами сравнительно короткими кабелями постоянного тока. Поперечные сечения этих кабелей должны быть выбраны с таким расчетом, чтобы падение напряжения на них не превышало 1—2 В. [c.365] Аноды с наложением тока от постороннего источника на судах применяют в основном двух конструктивных форм (см. раздел 8.5.3). Конструктивное исполнение по Моргану применяется преимущественно при анодах из сплава свинца с серебром Плоские аноды в большинстве случаев выполняют из платинированного титана, В меньших масштабах применяют еще и круглые аноды из ферросилида, которые однако ввиду их механической непрочности нужно размещать в углублении и защищать крышкой. Свинцовосеребряные аноды РЬ—Ag и аноды из платинированного титана иногда применяются и совместно. Частота случаев применения анодов различного типа представлена в разд. 18.3. Несколько лет назад применяли еще и буксируемые за судном аноды из алюминия или платинированного серебра (см. раздел 8.5.3). Эти аноды однако вышли из употребления ввиду недостаточного подвода тока к носовой части судна. [c.365] Измерительные электроды для систем катодной защиты судов с защитными установками представляют собой прочные электроды сравнения (см. раздел 3.2 и табл. 3.1), постоянно находящиеся в морской воде при съеме небольщих токов для целей регулирования они не должны подвергаться поляризации. Обычно применяемые в остальных случаях медносульфатные и каломелевые электроды сравнения могут быть использованы только для контрольных измерений. Никакие электроды сравнения с электролитом и диафрагмой (мембраной) непригодны для использования в качестве измерительных электродов длительного действия для защитных преобразователей с регулированием потенциала. Измерительными электродами могут быть только электроды типа металл — среда, имеющие достаточно стабильный потенциал. Электрод серебро — хлорид серебра имеет потенциал, зависящий от концентрации ионов хлора в воде [см. формулу (2.29)], что необходимо учитывать введением соответствующих поправок [4]. Наилучшим образом зарекомендовали себя цинковые электроды. Измерительные электроды похожи на протекторы, но меньше их по размерам. Онн имеют постоянный стационарный потенциал, мало подвергаются поляризации, а в случае образования поверхностного слоя могут быть при необходимости регенерированы анодным толчком (импульсом) тока. Срок их службы составляет не менее пяти лет. [c.366] Для анодов с наложением тока от постороннего источника справедливы те же принципы размещения в смысле запрещенных областей и надежной защиты от механических повреждений, что и для протекторов (см. раздел 18.3.2.2). Существенное отличие заключается в меньшем числе таких анодов и в трудностях, связанных с подводом тока. Так, на танкерах подвод тока в области танков с нефтепродуктами запрещается даже через бронирующие трубы. Токоподвод должен осуществляться только снаружи, для чего нужны соответствующие перекрытия. Если же отказаться от размещения анодов в этой области, то распределение защитного тока ухудшится. Во избел ание недозащиты необходимо применять более высокие напряжения на анодах и более стойкие покрытия. [c.367] На рулях аноды с наложением тока от постороннего источника обычно не размещают их включают в систему защиты соединением внутри судна через медную ленту между валом (баллером) руля и стенкой корпуса судна. Как это делается иногда и в системах протекторной защиты, гребной винт включают в систему с защитными установками почти всегда через контактное кольцо на его валу. Для получения низкоомного соединения в разъемном медном или бронзовом кольце предусматривается еще и закатанный (формируемый прокаткой) слой серебра, по которому скользят щетки из металлографита. Переходные напряжения не превышают 40 мВ. [c.367] В отличие от систем протекторной защиты при использовании анодов с налол ением тока от постороннего источника нет твердых правил по выбору расстояний между анодами, поскольку токоотдачу и протяженность зоны защиты можно регулировать. На крупных судах длиной не менее 150 м кормовые аноды должны располагаться на расстоянии не менее 15 м от гребного винта. На меньших судах это расстояние может быть сокращено до 5 м. Измерительные электроды должны быть размещены там, где ожидается наименьшее снижение потенциала, т. е. вдали от анодов. Их расстояние от анодов на крупных судах должно быть не менее 15—20 м, а на меньших судах оно соответственно уменьшается. [c.367] Аноды с наложением тока от внешнего источника и измерительные электроды должны быть смонтированы очень тщательно. Повреждения изоляции, которые возможны например при сварке, необходимо сразу же отремонтировать. Поверхности анодов и измерительных электродов после монтажа должны быть покрыты водорастворимым клеем и бумагой для защиты от осаждения материала покрытия и от загрязнений. Если после монтажа предусматривается выполнение мероприятий по пассивной защите от коррозии и дробеструйной очистке, то временное покрытие должно иметь достаточную стойкость к соответствующим воздействиям. [c.368] Магниевые аноды могут применяться только в танках групп а и б. Алюминиевые протекторы по нормативам Ллойда [3] можно применять во всех танках, но в танках грунн виг только с таким расчетом, чтобы энергия падения при обрыве протектора не превышала 275 Дж иными словами, протектор массой 10 кг можно закреплять на высоте не более 2,8 м над днищем танка. Цинковые протекторы допускаются без каких-либо ограничений. Ограничения для магниевых и алюминиевых протекторов обосновываются возможностью образования искры ири падении (обрыве) протектора. Напротив, цинк более мягок и ири его падении не могут образоваться искры [23]. [c.368] Вернуться к основной статье