GB T 3108-1999 船体外加电流阴极保护系统.pdf

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1、ICS 47.020.05 u 05 GB 中华人民共和国国家标准G/T 3108-1999 船体外加电流阴极保护系统Impressed current cathodic protection system for ship hull 1999- 08-31发布2000- 06-01实施恒主柔之宽宽主主主交才运监d:辛辛其毒发布GB/T 3108-1999 前言本标准是对GB/T3108一1982船体外加电流阴极保护系统的修订。本标准与GB/T3108-1982的主要技术差异如下z对船体钢摄保护电位范围和保护电流密度两个重要参数进行了修改z增加了螺旋桨、舵板和声响导流罩的保护电流密度;补充了三

2、种新型辅助南极材料z铺铁复合材料、铅锯复合材料和铁基金属氧化物z增加了辅助阳极和参比电极的绝缘性能和水密性能的技术指栋;增加了第4章外加电流阴极保护系统的设计。本标准删去了GB/T3108-1982中辅助阳极和参比电极的具体规格、型号和结构图p删去了船用恒电位仪的系列规格z删去了附录A设计及系列、附录B辅助阳摄和参比电极的型号说明。本标准自实施之日起，同时代替GB/T3108-1982。本标准的附录A和附录B是标准的附录。本标准的附录C和附录D是提示的附录。本标准由全国海洋船标准化技术委员会船用材料应用工艺分技术委员会提出。本标准由中国船舶工业总公司洛陌船舶材料研究所归口。本标准由中国船舶工业

3、总公司洛阳船舶材料研究所和交通部上海船舶运输科学研究所负责起草。本标准主要起草人z王朝臣、王在忠、许立坤、李桂华、高玉柱、许建华、董飘英、常宁惠、董克贤。本标准于1982年5月首次发布。中华人民共和国国家标准GB/T 3108-1999 船体外加电流阴极保护系统代替GB/T3108-1982 Impressed current catbodic protection system for sbip bull 1 范围本标准规定了船体外加电流阴极保护系统的要求、系统设汁、试验方法和检验规则等。本标准适用于销匮海船船体浸水部分防腐蚀所采用的外加电流阴极保护系统的设计和检验。2 引用棒准下列标准所包

4、含的条文，通过在本标准中引用而掏成为本标准的条文。本标准出版时.所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T 7387-1999 船用参比电极技术条件GB/ T 7388- 1999 船用辅助阳极技术条件GB/T 7788-1987 船舶及海洋工程阳被屏涂料通用技术条件CB 3220-1984 船用恒电位倪技术条件CB/T 3455-1992 船用阳极辟蔽层的设计与涂装3 要求3. 1 保护电位范围船体铜板的保护电位范围通常应达到一0.80-一1.00 V(相对于银/氯化银参比电极/海水，下同。特殊情况下，当阳极布置位置受到限制时，保护电位

5、范围可为一0.75-1.00Vo用不同参比电极测得船体保护电位的数值从附录A(标准的附录图Al中可查得.3. 2 跟踪性能在船舶航速变化时及给定电位变化时，恒电位仪的输出电压和输出电流也应随之相应变化，并使船体达到保护电位范围。3. 3 恒电位仪3. 3- 1 恒电位仪在下列环境条件下应能可靠工作za)环境温度为一10-55C I b)空气相对温度不大于95%;c)有凝露、盐雾、池雾和霉菌等zd)电源变化范围为稳态士10%.瞬态士20%恢复时间3s); e)振动:2-13.2Hz.位移1mm 13.2-80 Hz，加速度土6.86m/s2; 0横倾、横摇22.50纵倾、纵摇100。3. 3.

6、2 恒电位仪应具有下列性能za)输入阻抗不小子1MO, b)电位控制误差不大于0.02V; 国凉质量技术监督局1999- 08-31批准2000- 06 -01实施c)在给定电位范围内连续可调sd)手动和自动控制调节;e)半载纹波系数不大于10%;f)限流或过流保护。3.3. 3 恒电位仪应具有下列检测功能:a)输出总电流zb)输出电压zc)给定电位zd)船体电位。GB/T 3108-1999 3. 3.4 恒电位仪应具有防滴式、防干扰的金属结构外壳，外壳防护型式为IP2203. 4 辅助阳极辅助阳极应导电性好，输出电流大，寿命长。3. 4.1 材料的类型及主要性能常用辅助阳极材料的类型有铅银

7、合金、铅银微铺、镀铀敏、铀铁、铀镜和铁基金属氧化物，其主要性能应符合GB/T7388的要求。3.4.2 形状辅助阳极宜采用长条形，也可采用圆盘形。3. 4.3 绝缘性能阳极体或导电杆与阳极填料函或水密罩之间的绝缘电阻，在干燥状态下(即阳极结构安装完毕后没有试水压前)应大于1Mn。3. 4. 4 水密性能阳极结构的水密性，在196kPa的水压下，历时15min应不渗水。3. 5 阳极屏蔽层3. 5. 1 涂料阳极屏蔽层涂料的技术指标应符合GB/T7788的要求。3.5.2 形状阳极屏蔽层的形状应与辅助阳极的形状相对应。3. 5. 3 尺寸的计算阳极屏蔽层尺寸的计算方法见附录B(标准的附录)。3.

8、 5.4 耐阴极电位值确保阳极屏蔽层边缘处的船体电位不高于船体涂层的耐阴极电位指绝对值。各种船体涂层的耐阴极电位值见附录C(提示的附录。3. 5. 5 厚度阳极屏蔽层的厚度应根据屏蔽层寿命要求和用极屏涂料的性能来确定，通常辅助阳极绝缘座附近应厚一些，向屏蔽层边缘方向逐渐减薄，边缘处应薄到0.5mm。其涂装应符合GB/T3455的有关要求。3.5.6 寿命阳极屏蔽层的设计使用寿命为6-10a。3.6 参比电极参比电极应极化小，性能稳定，寿命长。3.6. 1 类型及主要性能常用参比电极的类型有银/氯化银电极/海水、铮及钵合金电极/海水，其主要性能应符合GB/ T 7387的要求。3. 6.2 绝缘

9、性能2 GB/ T 3108一1999参比电极在干燥状态下，电极体或导电杆与电极水密罩或填料函间的绝缘电阻应大于1MO。3- 6. 3 水密性能参比电极结构的水密性，在196kPa的水压下，历时15min应不善水。3. 7 舵和螺旋桨轴的接地装置3.7.1 舵的接地装置为防止舵叶的电化学腐蚀，在舵机舱内用截面积不小于25mm2单芯船用软电缆使舵柱与船体短路，接地电阻应小于0.020。3.7.2 螺捷桨轴的接地装置3.7.2.1 螺旋桨轴接地装置，应使螺旋桨与船体的电位差降到0.1V以下，以避免电化学腐蚀。3. 7. .2. 2 螺旋桨轴接地装置主要由导电环、电刷、刷握和刷握支承架组成，其结构见

10、附录D(提示的附录)中图D1.3.7.2.3 导电环一般采用黄铜制成两个半圆滑环，然后采用螺栓固紧，也可用银白铜合金带制成圆环，两边箍紧。3. 7. 2. 4 电刷通常为铜-石墨，一般套螺旋桨轴接地装置安装三副电刷，其中一副用作测量螺旋桨对船体的电位差，该电刷应与船体绝缘。3.7.2.5 螺旋桨轴接地装置的安装位置应选择在干燥、无油污、便于观察和维护的部位。4 外加电琉阴摄保护系统的设计4. 1 计算保护面积4.1. , 船体浸水面积可按线型图精确计算。4. ,. 2 船体浸水面积也可按公式(1)近似计算。式中:SI一船体浸水面积，m23T一满载吃水，m;LwJ-一满载水线长，m;V一一满载排

11、水体积，m3。4.3 螺旋桨表面积按公式(2)计算。式中:S2一螺旋桨表面积，mzsn-一螺旋桨数量sdj一一螺旋桨的直径，m;守一一螺旋桨展开盘西比zdz-一轴毅直径，ffi;L一一轴毅长度，moSI = 1. 7TLwJ +飞7/TS 2 =乌兰dt可十mrd2L4.1.4 舵或其他附体按实际尺寸分别计算面积品、S404.2 选取保护电流密度( 1 ) . ( 2 ) 保护电流密度与船体的材质、表面涂装状况、船舶在航率、航速、坞修闽南以及水质状况等因素有关。设计时，通常按表1选取保护电流密度。对于特殊船舶，可榄其工作条件和允许进坞间隔期的长短，适当提高保护电流密度。GB/T 3108-19

12、99 表1保护电流密度部位材料表商状态保护电流密度，mA/tn船外壳扳钢板涂装螺旋桨青铜、黄铜裸露声响导流罩不锈钢裸.舵钢板涂装4.3 全船所需的总保护电流量全船所需的总保护电流量按公式(3)计算。1 = ;, SI + i2 .52 + i3 .53 + ;, .5, 式中:1一一全船所需总的保护电流量.A;，-一船体的保护电流密度.A/m2，;2一一-螺旋桨的保护电流密度.A/m，3一一舵的保护电流密度.A/m2，口一一其他附体的保护电流密度，A/m2。4.4 恒电位仪、辅助阳极、参比电极的选择30-50 500 350 150 ( 3 ) 4.4.1 根据全船所需的总保护电流量，参照CB

13、O3220选择恒电位仪的规格。当选用铁基辅助阳极时，但电位仪的额定输出直流电压应不超过12V. 4.4.2 根据金船所僻的总保护电流、船舶吨位、船舶总体设计的要求和辅助阳极的使用寿命，参照GB/T 7388选择辅助黯极规格型号和数量一般为偶数).4.4.3 根据船舶总体的设计要求、船舶吨位和恒电位仪的安装数量，参照GB/T7387选择参比电极的型号和数量。原则上，一条船安装的参比电极不应少于两个.4.4.4 根据船舶单体要求和辅助阳极的型号选择南极屏涂料，并参照附录以标准的附录)计算阳极屏蔽层的尺寸。4.5 电缆的选用4.5.1 外加电流阴极保护系统所用的电缆应是船用电缆。4.5.2 辅助陌极

14、电绵的导体截面应足够大，使其从幢电位仪到阳极接缉捕的线路电压障小子2V.并使各阳极的线路电压降尽量接近。4.5.3 阴极接地电缆的电压降应小子。.1V. 4.5.4 参比电极的电缆应采用屏蔽电缆。4.6 辅助阳极和参比电极的布置原则4.6.1 辅助阳极总的布置原则应使船体电位均能达到3.1规定的保护电位范围。4.6.2 辅助阳极的纵向布置z原则上铺部、静部、艇部都布置，组部偏多为宜;如遇安装较理难的船舶也可脑艇布置或仅舰部布置，但左右舷应对称布置。、4.6.3 辅助阳极的垂向布置z从重载水线到船底中心钱的弧长约三分之一处，但必须在轻载水线下方0.5 m以下。4.6.4 参比电极的纵向布置z如果

15、全船安装两个参比电极，原则上艇部一个，肿部或麟部一个，最好左右舷分开配置。如果安装四个参比电极，原则上船的前后部各配置两个，左右舷分开。具体位置最好布置在两辅助阳极中间.也可布置在离阳极较近的屏蔽层酣近。4.6.5 参比电极垂向布置3应与辅助阳极在同一水平面上。GB/T 3108-1999 5 试验方法5. 1 系泊试验5.1. , 在船舶下水海水或谈海水后，外加电流阴极保护系统通电前，用安装在船体上的参H电极测量船体的自然电极电位。5.2 在外加电流阴极保护系统通电后，选定一个安装在船体上的参比电极作为控制电极，并在保护电位范围内选择3个不同的给定电位数值，记录不间给定电位时.恒电位仪输出电

16、压、输出电流和船体电位的变化。5.1.3 在外加电流阴极保护系统通电后，用便携式参比电极在船两舷选择10个点测量船体的保护电位。5.2 航行试验在外加电流阴极保护系统运行后.用装在船上的参比电极渴量不同航速时船体电位和恒电位仪输出电压、输出电流的变化.6 检验规则6.1 在船舶系油和航行试验时，应检验船体电位和恒电位仪的远行情况，检验项目见表20表2检验项罢时二巴要求试验方法3.1 5.1.2、5.1.3、5.25.1.2、5.23.2 6.2 在船舶系泊和航行试验时，无论外界条件如何变化，船体保护电位和桓电位仪跟踪性能均符合要求，则说明外加电流阴极保护系就设计合理、工作正常.GB/T 310

17、8-1999 附景A(标准的附录)船体对不同参比电极的电位对应关系A1 船体对不同参比电极的电位对应关系见图Al.银/:氯化银电极/海水V -0. 7 一0.8-0. 9 -1. 0 -1. 1 铜/饱和硫艘铜电极V -0.7 -0.8 -0.9 -1. 0 -1. 1 铸电极/海水V 图Al船体对不同参比电极的电位对应关系图附录B(标准的附录)阳极屏蔽愚尺寸的设计计算方法B1 圆形阳极屏蔽层示意图见图Bl.其半径按公式(Bl)计算。图Bl圆形阳极屏蔽层示意图式中:r一一圆形阳极屏蔽层的半径，m;1.一一辅助阳极的额定输出电流，A;6 I .P r= 2(Emin - E) 保护电位范围( B

18、l ) GB/ T 3108-1999 p-一海水电阻率.0.m; E rnin -船体在海水中的最小保护电位(绝对值)，V;E一一离辅助阳极中心为r处的船体电位，V;它取决于船体水下部位涂层的酣阴极电位值。B2 长条形阳极屏蔽层示意图见图B2.其尺寸按公式(B2)计算。翻极屏蔽层图B2长条形陆极屏蔽层示意图ln 2-:-L(Emill - E) n7=Iap+l 式中:L一一长条形辅助阳极的长度.m;d一一阳极屏蔽屋边缘至辅助阳极轴线的最近距离，m;1.一一辅助南极的额定输出电流，A;p一一海水电睦率.0.m; Emin一一船体在悔水中的最小保护电位(绝对值).V;.( B2 ) E一一离辅

19、助阳极轴线为d处的船体电位，V;它取决于船体水下部位涂层的耐阴极电位值。附录C(提示的附录)船体涂层酣阴摄制离电位值C1 各种船体涂层耐阴极剥离电位值见表CL表Cl各种涂肆酣阴极剥离电位值涂层种类iit阴极剥离电位值.V沥青系涂层-0. 95 乙烯系涂层一1.00氯化橡胶系涂层-1.20 环氧沥青系涂层 1.25 有机寓镑涂层一1.30 无机富镑涂层-1.30 环氧系涂层一1.50GB/T 3108-1999 附录D(提示的附录螺旋桨轴接地装置结构固D1 螺旋桨轴接地装置结构形式见图DL1一刷握;2一固定螺栓;3一刷握支承架;4一滑环;5绝缘圈儿-测量刷握;7一测量电缆;8一螺旋桨轴;9一碳刷;10-一船体图Dl螺旋桨轴接地装置结构图