CN104032308B - 一种喷水推进器流道系统防腐防污集成控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于船舶防腐防污技术领域，涉及一种喷水推进器流道系统防腐防污集成控制方法，根据总保护电流和阳极的极化曲线，设计阳极工作面积，再根据流道结构的特点，设计顺水流方向的嵌入式阳极结构型式，在喷水推进器流道系统运行时，以参比电极B为基准，控制多通道开关式恒电位仪输出电流，使流道阴极保护电位为-0.80V；然后通过参比电极A检测阳极电位，控制喷水推进器流道系统实现自动调节输出电流，并检测流道的阴极保护电位，测得电位在-0.80～-1.05V之间，则喷水推进器流道系统保持运行，实现防腐防污集成控制；电源体积小，安装方便，绿色环保，辅助阳极成本低，寿命长，耐冲刷，消耗率低，可靠性好，维护周期长，流道内电位均匀分布。

Description

一种喷水推进器流道系统防腐防污集成控制方法

技术领域：

本发明属于船舶防腐防污技术领域，涉及一种喷水推进器流道系统防腐防污集成控制方法，采用耐冲刷氧化物阳极材料和智能化电源，经过合理的系统设计，优化工作参数，使流道获得阴极保护电流的同时，阳极产生次氯酸或氯气实现防污，从而获得良好的腐蚀防护和有效的防污效果。

背景技术：

目前，喷水推进系统作为高效率、低噪声、可浅水工作的新型的船舶推进系统，其应用领域正在逐步扩展，尤其是在高性能船舶上已被广泛应用，目前已建造的铝壳快船的推进系统采用喷水推进系统，现有喷水推进系统主要采用牺牲阳极和涂层联合防腐，实践表明，喷水推进系统流道内牺牲阳极的安装空间有限，体积较大的牺牲阳极影响流道内水流路径，增大阻力，且高流速下阳极消耗率增加，寿命大大降低。海洋环境防污技术主要是采用防污涂层、电解铜铝阳极和电解海水制氯对喷水系统流道的污损进行控制，由于目前的技术对防污涂层耐冲刷性能普遍较差，难以经受流道内高速流动海水的冲刷，不宜采用防污涂层；而电解铜铝阳极进行污损控制的方法则由于产生的铜离子会对铝合金产生强烈的加速腐蚀作用，也不能使电解铜铝阳极的防污方法在海洋环境中发挥良好的防腐防污作用。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求提供一种喷水推进器流道系统防腐防污集成控制方法，实现喷水推进系统流道的腐蚀控制和污损控制，有效解决喷水推进系统流道的腐蚀与污损问题，避免因腐蚀引起的提前失效，减少流道内海生物污损造成的推进效率的降低和噪声的增大，为船舶喷水推进系统提供有效的防腐防污方法。

为了实现上述目的，本发明在现有常规的喷水推进器流道系统的基础上实现防腐防污集成控制，采用多通道开关式恒电位仪作为电源，其额定输出电压为12V，额定输出电流为40A，电位为-2.000～0.000V且连续可调；通道数大于4，电位控制精度≤±5mV，电流控制精度≤1％，温漂系数≤0.01％/℃，在满负载情况下，效率大于90％；金属氧化物阳极析氯电位为1.15V～1.30V，在海水中消耗率为1.2mg/A·a，采用Ag/AgCl/海水作为参比电极，流道保护电位范围为-0.80V～-1.05V；流道入口的氯浓度大于0.5ppm，出口有效氯浓度大于0.2ppm；其具体工艺包括以下步骤：

(1)、根据总保护电流和阳极的极化曲线，设计阳极工作面积，使得阳极在为被保护的流道结构提供阴极极化电流的同时，产生有效氯；

(2)、根据流道结构的特点，设计顺水流方向的嵌入式阳极结构型式，降低阳极对流道内高速海水的阻力，同时降低海水对阳极的冲刷作用；

(3)、在喷水推进器流道系统运行时，以参比电极B为基准，控制多通道开关式恒电位仪输出电流，使流道阴极保护电位为-0.80V；

(4)、通过参比电极A检测阳极电位，控制喷水推进器流道系统实现自动调节输出电流，使得阳极电位处于析氯电位范围，并检测流道的阴极保护电位，测得电位在-0.80～-1.05V之间，则喷水推进器流道系统保持运行，实现防腐防污集成控制。

本发明所使用的喷水推进器流道系统从恒电位仪输出电流后，在阳极表面对海水进行电解，产生次氯酸钠，次氯酸钠通过扩散到达定子、转子、推进轴和流道内壁表面，从而实现防海生物污损；同时，以推进轴、定子和转子为阴极，电流经阴极返回恒电位仪，在推进轴、定子和转子表面形成阴极保护电流，从而抑制腐蚀，在系统运行时，以参比电极B为基准，控制恒电位仪输出电流，使流道阴极保护电位为-0.80V，同时利用参比电极A检测阳极的析氯电位和推进轴、定子、转子的保护电位，使喷水推进器得到有效的防腐防污控制。

本发明采用体积小、多通道、智能化、可靠性高的开关整流技术的电源作为系统电源，以提高控制精度便于自动控制同时实现节约空间安装方便的目的；利用耐冲刷的混合金属氧化物阳极作为系统的阳极，实现阳极的长期稳定工作；根据流道结构和流体力学的原理，通过采用网状的结构设计和布置，使得保护电位均匀，减少对流道内水流的影响；采用系统优化设计和双参比控制设计，实现适宜的电流和电位控制，最终获得既能使作为阴极的流道得到有效的腐蚀防护，又可在阳极上产生足够的有效氯起到防污作用。

本发明与现有技术相比，一是电源体积小，重量小于20kg，节约空间和载重，安装方便，并为其他功能的集成提供良好的基础控制精度5mV，效率大于90％，绿色环保；二是辅助阳极成本低，寿命长，耐冲刷，消耗率低，可靠性好，维护周期长；三是通过对系统参数进行优化设计，实现流道内电位均匀分布，且可控制阳极在析氯电位范围内，产生足够的有效氯实现防污功能。

附图说明：

图1为本发明涉及的喷水推进器流道系统的主体结构原理示意图，其中包括推进轴1、辅助阳极2、参比电极A3、流道4、转子5、参比电极B6和定子7。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图作进一步说明。

实施例：

本实施例在现有常规的喷水推进器流道系统的基础上实现防腐防污集成控制，采用多通道开关式恒电位仪作为电源，其额定输出电压为12V，额定输出电流为40A，电位为-2.000～0.000V且连续可调；通道数大于4，电位控制精度≤±5mV，电流控制精度≤1％，温漂系数≤0.01％/℃，在满负载情况下，效率大于90％；金属氧化物阳极析氯电位为1.15V～1.30V，在海水中消耗率为1.2mg/A·a，采用Ag/AgCl/海水作为参比电极，流道保护电位范围为-0.80V～-1.05V；流道入口的氯浓度大于0.5ppm，出口有效氯浓度大于0.2ppm；其具体工艺包括以下步骤：

(1)、根据总保护电流和阳极的极化曲线，设计阳极工作面积，使得阳极在为被保护的流道结构提供阴极极化电流的同时，产生有效氯；

(2)、根据流道结构的特点，设计顺水流方向的嵌入式阳极结构型式，降低阳极对流道内高速海水的阻力，同时降低海水对阳极的冲刷作用；

(3)、在喷水推进器流道系统运行时，以参比电极B为基准，控制多通道开关式恒电位仪输出电流，使流道阴极保护电位为-0.80V；

(4)、通过参比电极A检测阳极电位，控制喷水推进器流道系统实现自动调节输出电流，使得阳极电位处于析氯电位范围，并检测流道的阴极保护电位，测得电位在-0.80～-1.05V之间，则喷水推进器流道系统保持运行，实现防腐防污集成控制。

本实施例使用本发明所设计的喷水推进器流道系统防腐防污集成控制方法对喷水推进系统流道进行防腐防污集成控制的结果如下：流道内表面阴极保护电位分布范围为-0.82V～-1.03V，流道得到有效保护；流道入口氯浓度0.6ppm，出口处氯浓度0.25ppm，可有效杀死海生物，避免海生物污损；经过6-12个月的实验结果表明，流道未发生明显腐蚀；流道内无海生物附着，无生物附着的面积大于98％。

本实施例所使用的喷水推进器流道系统如图1所示，从恒电位仪输出电流后，在阳极2表面对海水进行电解，产生次氯酸钠，次氯酸钠通过扩散到达定子7、转子5、推进轴1和流道4内壁表面，从而实现防海生物污损；同时，以推进轴1、定子7和转子5为阴极，电流经阴极返回恒电位仪，在推进轴1、定子7和转子5表面形成阴极保护电流，从而抑制其腐蚀，在系统运行时，以参比电极B6为基准，控制恒电位仪输出电流，使流道阴极保护电位为-0.80V，同时利用参比电极A3检测阳极2的析氯电位和推进轴1、定子7、转子5的保护电位，确保喷射推进器得到有效的防腐防污控制。

Claims (2)

1.一种喷水推进器流道系统防腐防污集成控制方法，其特征在于在现有常规的喷水推进器流道系统的基础上实现防腐防污集成控制，采用多通道开关式恒电位仪作为电源，其额定输出电压为12V，额定输出电流为40A，电位为-2.000～0.000V且连续可调；通道数大于4，电位控制精度≤±5mV，电流控制精度≤1％，温漂系数≤0.01％/℃，在满负载情况下，效率大于90％；金属氧化物阳极析氯电位为1.15V～1.30V，在海水中消耗率为1.2mg/A·a，采用Ag/AgCl/海水作为参比电极，流道保护电位范围为-0.80V～-1.05V；流道入口的氯浓度大于0.5ppm，出口有效氯浓度大于0.2ppm；其具体工艺包括以下步骤：

(1)、根据总保护电流和阳极的极化曲线，设计阳极工作面积，使得阳极在为被保护的流道结构提供阴极极化电流的同时，产生有效氯；

(2)、根据流道结构的特点，设计顺水流方向的嵌入式阳极结构型式，降低阳极对流道内高速海水的阻力，同时降低海水对阳极的冲刷作用；

(3)、在喷水推进器流道系统运行时，以参比电极B为基准，控制多通道开关式恒电位仪输出电流，使流道阴极保护电位为-0.80V；

(4)、通过参比电极A检测阳极电位，控制喷水推进器流道系统实现自动调节输出电流，使得阳极电位处于析氯电位范围，并检测流道的阴极保护电位，测得电位在-0.80～-1.05V之间，则喷水推进器流道系统保持运行，实现防腐防污集成控制。

2.根据权利要求1所述喷水推进器流道系统防腐防污集成控制方法，其特征在于所述喷水推进器流道系统从恒电位仪输出电流后，在阳极表面对海水进行电解，产生次氯酸钠，次氯酸钠通过扩散到达定子、转子、推进轴和流道内壁表面，从而实现防海生物污损；同时，以推进轴、定子和转子为阴极，电流经阴极返回恒电位仪，在推进轴、定子和转子表面形成阴极保护电流，从而抑制腐蚀，在系统运行时，以参比电极B为基准，控制恒电位仪输出电流，使流道阴极保护电位为-0.80V，同时利用参比电极A检测阳极的析氯电位和推进轴、定子、转子的保护电位，使喷水推进器得到有效的防腐防污控制。