Проблемы методологии контроля электрохимический защиты стальных корпусов кораблей и судов

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПРОБЛЕМЫ МЕТОДОЛОГИИ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ СТАЛЬНЫХ КОРПУСОВ КОРАБЛЕЙ И СУДОВ

О.А. Белов, А.Б. Дороганов

Аннотация

электрический корабль судно защита

Коррозия стальных корпусов кораблей и судов является основной причиной износа судов, снижения их прочности и безопасности. Предупреждение преждевременного износа корпусов кораблей и судов, а также обеспечение их защиты по электрическому полю являются важными задачами эксплуатации. Существует несколько методов контроля и измерения электрического поля корабля и его защитного потенциала. Каждый из этих методов основан на использовании определенных средств измерений и технологии анализа результата измерений. В статье рассматриваются основные методы и средства контроля и измерения электрического поля судна, защитного потенциала корпуса и состояния конструктивно-технологических средств защиты от коррозии.

Ключевые слова: электрическое поле, коррозия, средства измерения, электрическое разъединение, защитный потенциал корпуса, электрод сравнения.

Annotation

O.A. Belov, A.B. Doroganov

METHODOLOGICAL PROBLEMS IN THE CONTROL OF ELECTROCHEMICAL PROTECTION OF STEEL HULLS

Corrosion of steel hulls of vessels and ships is the main cause of its deterioration, decrease of durability and safety. Prevention of premature hull wear and also electric filed protection are important operation tasks. There are some methods to control and measure electric field and its protection potential. Each of these methods is based on the using of the definite measuring apparatus and the analysis technology of measuring results. The article deals with the main methods to control and measure ship electric field, protection hull potential and state of engi-neered and technological defender items against corrosion.

Key words: electric field, corrosion, measuring apparatus, electric disconnection, protection hull potential, reference electrode.

Основная часть

Эксплуатация современных кораблей и судов связана с определенным влиянием на корпус, оборудование, судовые системы и комплексы, а также и экипажи судов физических полей различной природы. Для одних кораблей и судов этот фактор определяет их скрытность и вызывает необходимость разработки адекватных методов и средств повышения скрытности и защиты кораблей по физическим полям. Для других необходимость контроля и регулирования физических полей связана с различными эксплуатационными свойствами судна как технического объекта. Наряду с гидроакустическим, магнитным, гидродинамическим, радиолокационным и тепловым полем к числу основных относится и электрическое поле корабля. Обеспечение допустимого уровня данного поля в процессе эксплуатации судна требует осуществления комплекса взаимосвязанных инженерно-технических и организационных мероприятий, который принято называть электрохимической защитой (ЭХЗ).

В настоящее время электрическое поле судна входит в перечень основных физических полей, по которым предусмотрены меры защиты на кораблях и судах всех классов. В зарубежной литературе мероприятия по снижению электрического поля корабля часто называются электрической гигиеной судна, так как снижение электрического поля также обеспечивает и его противокоррозионную защиту.

Основными направлениями электрохимической защиты кораблей и судов являются различные виды протекторной и катодной защиты. Кроме того, для защиты от контактной коррозии предусматриваются конструктивно-технологические средства, обеспечивающие электрическое разъединение корпуса и корпусных конструкций. Однако в процессе эксплуатации по различным причинам может происходить сбой в электрохимической защите судна (например, обрыв протекторов, разрушение изоляционных элементов и т. д.). В результате электрическое поле судна существенно отклоняется от допустимых значений и процессы коррозии начинают протекать более интенсивно. Для предотвращения коррозионного износа корпуса необходим объективный систематический контроль за состоянием технических средств защиты судна и его электрическим полем [1].

Контроль состояния электрического разъединения осуществляется методом измерения сопротивления с помощью омметра. Этот метод позволяет определить сопротивление изоляции электроразъединения. Так контролируется состояние узлов электрического разъединения в процессе постройки, ремонта и эксплуатации кораблей. Основным средством измерения, используемым в данном методе, является мегаомметр на 100-500 В типа Ф-4101, МО17-04 или М146. Сопротивление изоляции узла электрического разъединения должно быть не менее 1 кОм, при этом узлы разъединения должна быть сухими [2].

При нахождении корабля на плаву и когда узлы разъединения находятся во влажном состоянии используется метод последовательного измерения напряжения, тока и сопротивления на участке разъединения.

Напряжение между разъединенными деталями качественно характеризует сопротивление изоляции. Если значение напряжения близко к значению разности стационарных электродных потенциалов разъединенных деталей, то сопротивление узла разъединения высокое. В случае если напряжение стремится к нулю, то узел разъединения замкнут.

Ток, протекающий по прибору, включенному как амперметр, зависит от величины электродных потенциалов металлов, от сопротивления разъединения, а также от качества электроизолирующего покрытия. При отсутствии покрытия узла разъединения ток, протекающий через амперметр, тем больше, чем больше сопротивление разъединения. При хорошем состоянии покрытия значение тока будет минимальным при качественном состоянии узла разъединения.

При включении прибора омметром измеряется сопротивление разъединения. При этом подключение прибора к разъединенным деталям производится дважды, с переменой полярности. При отсутствии контакта по металлу показания омметра должны отличаться друг от друга.

Оценка состояния узла электрического разъединения данными методами определяется в соответствии с табл. 1.

Таблица 1

Оценка состояния узла электрического разъединения

В качестве средства измерения при реализации данного метода используются многопредельные приборы типа Ц4340, Ц4315, Ц4353 или цифровые мультиметры с входным сопротивлением не менее 20 кОм/В (например, UT203 или MY64) [3].

Вместе с тем указанные выше методы контроля состояния электрического разъединения не позволяют определить общее состояние электрического поля корабля и интенсивность процессов коррозии в конкретных условиях. Использование данных методов направлено в большей степени на обеспечение качественной эксплуатации локальных элементов судовых систем корпусных конструкций. Для комплексной оценки электрического поля судна наиболее эффективным является метод измерения разности потенциалов.

Метод измерения разности потенциалов электрического поля в настоящее время является основным методом, применяемым для контроля электрического поля кораблей и судов различного назначения. Для реализации метода измерения разности потенциалов во всех типах аппаратуры измерения электрического поля кораблей и судов используются хлорсеребряные электроды (ХСЭ).

Метод измерения разности потенциалов электрического поля является контактным и используется как для определения разности потенциалов, так и для определения напряженности электрического поля корабля.

Хлорсеребряный электрод обладает собственным электродным потенциалом, значение которого непостоянно во времени и зависит:

? от температуры и солености воды в месте измерений ЭПК;

? от глубины установки электрода;

? от степени загрязнения фильтра;

? от плотности электролита внутри преобразователя.

Указанные факторы обусловливают нестабильность во времени собственной разности потенциалов между измерительным и нулевым (опорным) электродом, что приводит к необходимости компенсации собственной разности потенциалов и периодическому контролю степени ее компенсации в процессе измерений.

Кроме того, собственная разность потенциалов электродов при относительно большом токе, проходящем через электроды в процессе измерений, изменяется и является неоднозначной функцией тока, поэтому аппаратура должна обладать высоким входным сопротивлением. Характеристики хлорсеребряных электродов сравнения приведены в табл. 2.

Таблица 2

Характеристики хлорсеребряных электродов сравнения

Для измерения электрического поля кораблей и судов на стопе используется переносной прибор М-148. В комплектацию данного прибора входят:

? пульт измерительный;

? набор кабелей;

? первичные измерительные преобразователи с устройствами подвеса;

? блок питания.

В измерительных пультах предусмотрены автономные источники питания. Блоки питания этих приборов обеспечивают подзаряд автономных источников питания - аккумуляторов и возможность питания приборов от судовой сети.

Основные характеристики переносного прибора для измерения электрического поля судов кораблей на стопе представлены в табл. 3.

Таблица 3

Основные характеристики переносного прибора для измерения ЭП кораблей на стопе

Данная аппаратура разрабатывалась в 70-х годах прошлого века. В ней используются устаревшие элементная база и материалы, что приводит к увеличению размера прибора и его массы.

С учетом современных технологий средства контроля и измерения электрического поля судов и кораблей можно реализовать в более компактном корпусе с использованием микропроцессорных технологий для регистрации и сохранения результатов измерений. Использование современных аккумуляторных батарей может значительно увеличить срок автономной работы и уменьшить размеры устройства. Совершенствование первичных измерительных преобразователей приведет к снижению погрешности измерения [4].

С учетом возрастающих требований к качеству эксплуатации судовой аппаратуры, необходимости реализации надежной защиты судна по электрическому полю, а также обеспечения противокоррозионных мероприятий требуется разработка и внедрение эффективных методов измерения и контроля электрического поля кораблей и судов, основанных на использовании со-временных средств измерений.

Литература

1. Совершенствование методики измерения защитного потенциала стальных корпусов кораблей и судов / П.А. Белозеров, В.А. Швецов, А.А. Луценко, О.А. Белавина // Вестник Астраханского гос. тех. ун-та. Серия Морская техника и технология. 2014. № 4. С. 7-12.

2. Руководство по защите надводных кораблей ВМФ от коррозии и обрастания. РЗК НК-2001. М.: Военное издательство, 2002. С. 260.

3. Белов О.А. Анализ современных диагностических средств в системах электроснабжения // Вестник КамчатГТУ. 2013. Вып. 26. С. 5-8.

4. Белов О.А., Парфенкин А.И. Системная интеграция контроля электрооборудования // Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2014. Т.10, № 1. С. 14-17.

Размещено на Allbest.ru