RU2429158C1 - Система защиты от коррозии гребного винта и гребного вала судна - Google Patents
Система защиты от коррозии гребного винта и гребного вала судна Download PDFInfo
- Publication number
- RU2429158C1 RU2429158C1 RU2010123667/11A RU2010123667A RU2429158C1 RU 2429158 C1 RU2429158 C1 RU 2429158C1 RU 2010123667/11 A RU2010123667/11 A RU 2010123667/11A RU 2010123667 A RU2010123667 A RU 2010123667A RU 2429158 C1 RU2429158 C1 RU 2429158C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- propeller shaft
- propeller
- anode
- protection system
- source
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области предотвращения коррозии гребных винтов и гребных валов морских судов путем катодной защиты. Система защиты содержит, по меньшей мере, один анод, размещенный в забортном пространстве судна, регулятор защиты, включающий измеритель электрических параметров гальванической пары «гребной винт - корпус судна» и источник защитного тока, связанный с анодом. При этом анод расположен на гребном винте. Источник защитного тока расположен на гребном валу и выполнен в виде выпрямителя, положительный полюс которого подключен к аноду, а отрицательный - к гребному валу. Система оснащена управляемым по мощности источником переменного тока. Вход источника защитного тока подключен к выходу источника переменного тока через индуктивно связанные между собой стационарную обмотку, расположенную на борту судна и охватывающую гребной вал, а также соосно установленную на гребном валу вторую обмотку. Обеспечивается замедление коррозионных и эрозионных повреждений гребных винтов, что увеличивает их срок службы. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области предотвращения коррозии гребных винтов и гребных валов морских судов путем катодной защиты, в частности к конструктивным элементам средств защиты от эрозионного и коррозионного разрушения поверхности.
Известна система защиты от коррозии гребного винта и гребного вала судна, содержащая узел электрической связи вращающегося гребного вала с корпусом этого судна, выполненный в виде контактно-щеточного устройства, которое замыкает электрическую цепь, обеспечивая протекание в морской воде защитного электрического тока от анода - корпуса судна, к катоду - гребному винту. Эта система устанавливается на всех крупных морских судах и, как правило, включается в комплект поставки гребного вала (Люблинский Е.Я. и др. Коррозия и защита судов: Справочник. - Л.: Судостроение, 1987, с.336).
Однако этой системе присущи недостатки, заключающиеся в отсутствии контроля защитного тока гребного винта, который уменьшается при повышении качества лакокрасочного покрытия корпуса судна. Кроме того, электрическое сопротивление скользящих контактов контактно-щеточного устройства неизбежно увеличивается в процессе эксплуатации. Это требует как периодического обслуживания системы, так и применения дополнительных регулирующих устройств, компенсирующих электрическое напряжение между валом и корпусом.
Известны также системы защиты от коррозии гребного винта и гребного вала судна, содержащие закрепленные на них протектирующие обтекатели (авт.св. СССР 113267, патенты РФ 2071438 и 2066659).
Однако и этим системам присущи недостатки, заключающиеся в отсутствии контроля величины защитного тока, что не позволяет обеспечить регулируемую защиту гребного винта от питтинговой коррозии и кавитационной эрозии в зависимости от условий обтекания на разных скоростях хода судна. Кроме того, гарантированный срок службы протектирующмх обтекателей не превышает 2-4 лет, что требует их периодической замены при доковании судна.
В качестве прототипа предлагаемого изобретения принята система защиты от коррозии гребного винта и гребного вала судна, содержащая, по меньшей мере, один анод, размещенный в забортном пространстве судна, регулятор защиты, включающий в себя измеритель электрических параметров гальванической пары «гребной винт - корпус судна» и источник защитного тока, связанный с анодом (патент JP 04031192, В63В 59/04, В63Н 1/26, 1992).
В известной системе источник защитного тока расположен на борту судна и подключен к гребному валу с помощью контактно-щеточного устройства. Поэтому недостатком известной системы является относительно низкая защищенность поверхности гребного винта от коррозии при ухудшении качества защитного лакокрасочного покрытия корпуса судна и трудоемкость периодического обслуживания контактно-щеточного устройства.
Недостаточная защищенность части поверхности гребного винта при размещении анодов на корпусных конструкциях судна обусловлена неравномерностью распределения по ней защитного электрического тока.
Необходимость периодического обслуживания известной системы обусловлена наличием сильноточного контактно-щеточного устройства для передачи тока на гребной вал, что требует периодической зачистки контактных деталей от продуктов коррозии и ликвидации эрозионных повреждений.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение защищенности поверхности гребного винта и гребного вала от коррозии при ухудшении качества защитного лакокрасочного покрытия корпуса судна и снижение трудоемкости процесса его обслуживания.
Эта задача решается тем, что в системе защиты от коррозии гребного винта и гребного вала, содержащей, по меньшей мере, один анод, размещенный в забортном пространстве судна, регулятор защиты, включающий в себя измеритель электрических параметров гальванической пары «гребной винт - корпус судна» и источник защитного тока, связанный с анодом, ее анод расположен на гребном винте. Источник защитного тока расположен на гребном валу и выполнен в виде выпрямителя, положительный полюс которого подключен к аноду, а отрицательный - к гребному валу. Система оснащена управляемым по мощности источником переменного тока, причем вход источника защитного тока подключен к выходу упомянутого источника переменного тока через индуктивно связанные между собой стационарную обмотку, расположенную на борту судна и охватывающую гребной вал, и соосно установленную на гребном валу вторую обмотку.
Кроме того, связь анода с источником защитного тока может быть осуществлена кабелем, проложенным внутри продольной полости в гребном валу и выведенным из его полости через гермоввод или проложенным под стеклопластиковым покрытием гребного вала. При этом измеритель параметров электрохимического состояния гальванической пары «гребной винт - корпус судна» может быть выполнен в виде магнитомодуляционного измерительного преобразователя тока, охватывающего гребной вал, и, по меньшей мере, один анод может быть расположен на ступице гребного винта или на кормовом обтекателе гребного винта. Наряду с этим на поверхности гребного вала, по меньшей мере, на участке, охватываемом обмотками, может быть закреплено ферритовое кольцо или сегменты ферритового кольца, а гребной вал на участке над обмотками может быть охвачен ферритовым кольцом или сегментами ферритового кольца.
Расположение на гребном винте анодов, питаемых защитным электрическим током, формируемым от внутреннего источника в системе «гребной винт - гребной вал», позволяет реализовать трехэлектродную гальваническую систему корпус-гребной винт-анод, в которой φH φS и φA - соответственно электродные потенциалы металлов корпуса, гребного винта и (рабочей поверхности) анода в морской воде (в разомкнутой цепи). При обозначении электрического сопротивления электродов корпуса, гребного винта и анода соответственно как RH, RS и RA и напряжения источника питания анода как UA условия оптимальной защиты гребного винта и гребного вала от коррозии ΔU=0 (ΔU - напряжение, измеряемое между гребным валом и корпусом судна) или I=0 (I - ток, проходящий через поперечное сечение гребного вала) соответствуют величине напряжения
UA=φA-φH+(φS-φH)·RA/RS.
При выполнении условий ΔU=0 или I=0 напряжение источника питания анода UA не зависит от сопротивления RH и сопротивления внутренней электрической цепи гребной винт - корпус RSH, и электродный потенциал металла гребного винта по сравнению с потенциалом в разомкнутой цепи сдвигается в отрицательную сторону на величину порядка
φS-φH~300 мВ.
Наличие в на борту судна управляемого по мощности источника переменного тока в сочетании со стационарной и дополнительной индуктивно связанными обмотками, реализующими электрическую связь его с гребным валом, при отклонении величин ΔU или I от нулевых значений позволяет автоматически или вручную сформировать в нем управляющее воздействие, резко снижающее токи во внутренней цепи между гребным валом и корпусом судна. При этом также снижаются импульсные составляющие токов, возникающие из-за эффекта "всплытия" гребного вала в подшипниках скольжения. Благодаря этим эффектам значительно уменьшается интенсивность процессов коррозии и искровой эрозии бронзовых облицовок гребного вала и баббитовых вкладышей подшипников.
Положительный эффект от использования изобретения обусловлен повышением качества защиты гребного винта и гребного вала от коррозии наложенным током, проявляется при ухудшении во время эксплуатации судна качества защитного лакокрасочного покрытия корпуса судна за счет возможности установки на гребном винте одного или более местных анодов с долговечным покрытием из платины. Такая установка анодов непосредственно на гребной винт обеспечивает более равномерное распределение защитного тока по сравнению с их установкой на корпусе или кронштейне гребного вала, как в аналоге, так как точки защищаемой поверхности гребного вала находятся на соизмеримых расстояниях от анода.
Снижение трудоемкости периодического обслуживания достигается за счет размещения управляющих и исполнительных компонентов регулятора медленно меняющегося, практически постоянного защитного тока в электрически изолированных друг от друга схемах с формированием этого тока в цепи, гальванически развязанной от измерительной части, не требующей использования обслуживаемых скользящих контактов.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена система защиты от коррозии гребного винта и гребного вала с размещением анода на обтекателе гребного винта, а на фиг.2 - вариант системы с размещением анода на ступице винта.
Система защиты от коррозии гребного винта 1 и гребного вала 2 судна 3 (фиг.1) содержит аноды 4, установленные в забортном пространстве судна 3 на гребном винте 1, и регулятор защиты 5. Регулятор защиты 5 включает в себя измеритель 6 электрических параметров гальванической пары «гребной винт 1 - корпус судна 3» и источник защитного тока 7. Источник защитного тока 7 связан с анодом 4, расположенным на гребном винте 1, закреплен на гребном валу 2 и выполнен в виде выпрямителя, положительный полюс 8 которого подключен к аноду 4, а отрицательный полюс 9 - к гребному валу 2.
Система оснащена установленным внутри корпуса судна 3 управляемым по мощности источником 10 переменного тока. Вход источника защитного тока 7 подключен к выходу источника 10 через индуктивно связанные между собой стационарную обмотку 11, расположенную на борту судна и охватывающую гребной вал 2, и соосно установленную на гребном валу 2 вторую обмотку 12.
Достаточная для функционирования системы индуктивная связь между витками обмоток 11 и 12 обеспечивается за счет ферромагнитных свойств материала гребного вала 2. Однако для повышения коэффициента полезного действия системы также могут быть применены охватывающие гребной вал 2, ферритовое кольцо 13, расположенное между обмоткой 9 и гребным валом 2, и ферритовое кольцо 14, охватывающее обмотку 10 снаружи. Как вариант, ферритовые кольца 13 и 14 могут быть выполнены составными из отдельных сегментов (не показано).
Измеритель 6 электрических параметров гальванической пары «гребной винт 1 - корпус судна 3», как показано на фиг.1, может быть выполнен в виде магнитомодуляционного измерительного преобразователя тока, состоящего из магнитопровода 15, охватывающего гребной вал 2, в зазоре которого расположен датчик Холла 16, запитанный от генератора переменного напряжения 17.
Связь анода 4 с источником защитного тока 7 может быть осуществлена кабелем 18, проложенным в продольной полости 19 в гребном валу 2 и выведенным из этой полости через гермоввод 20 (фиг.1) или проложенным под стеклопластиковым покрытием 21 гребного вала 2 (фиг.2).
Место расположения анода 4 и реализация прокладки кабеля 18 зависят от конструкции гребного винта 1 и гребного вала 2. В случае гребного винта 1 фиксированного шага анод 4 устанавливается на его кормовом обтекателе 22, а в случае гребного винта регулируемого шага - на носовой части ступицы 23. Для гребного винта 1 фиксированного шага кабель 18 может быть проложен под стеклопластиковым покрытием 21 гребного вала 2 или внутри продольной полости в гребном валу 2, для гребного винта 1 регулируемого шага - только под стеклопластиковым покрытием 21.
В варианте системы с регулированием тока анода 4 по параметру ΔU, показанном на фиг.2, измеритель 6 может быть выполнен на базе слаботочного контактно-щеточного устройства, состоящего из контактных колец 24 и 25, подключенных к выходу источника защитного тока 7, и щеток 26 и 27, подключенных на вход модулятора 28, запитанного от генератора переменного напряжения 17, используемого для управления мощностью источника 10.
При работе системы измеритель 6 фиксирует электрохимическое состояние гальванической пары «гребной винт 1 - корпус судна 3».
При отклонении этого состояния от равновесного, т.е. при ΔU≠0 или I≠0, на его выходе регистрируется сигнал, по которому оператор, управляя мощностью источника 10, периодически устанавливает величину защитного тока, вырабатываемого источником защитного тока 7, соответствующую сведению этого сигнала к нулю, т.е. к условиям ΔU=0 или I=0.
При автоматическом управлении системой защиты модулированное напряжение с выхода измерителя 6 является воздействием, управляющим мощностью источника 10. В свою очередь воздействием тока источника 10 через его трансформацию в обмотках 9 и 10 и выпрямление источником защитного тока 7 реализуется следящая система отработки этого управляющего воздействия измерителя 6 на ноль.
В результате сведения электрических параметров гальванической пары «гребной винт - корпус судна» ΔU или I к минимальным значениям предлагаемая система позволяет снизить коррозионные и эрозионные повреждения гребных винтов и гребных валов за счет исключения и замедления процессов электрохимической коррозии и коррозионной эрозии. В конечном итоге при использовании предлагаемого способа, при отсутствии механических повреждений срок службы гребных винтов и гребных валов может быть доведен до срока службы судов, на которых они установлены.
Claims (10)
1. Система защиты от коррозии гребного винта и гребного вала судна, содержащая, по меньшей мере, один анод, размещенный в забортном пространстве судна, регулятор защиты, включающий в себя измеритель электрических параметров гальванической пары «гребной винт - корпус судна» и источник защитного тока, связанный с анодом, отличающаяся тем, что ее анод расположен на гребном винте, а источник защитного тока - на гребном валу и выполнен в виде выпрямителя, положительный полюс которого подключен к аноду, а отрицательный - к гребному валу, при этом система оснащена управляемым по мощности источником переменного тока, а вход источника защитного тока подключен к выходу упомянутого источника переменного тока через индуктивно связанные между собой охватывающую гребной вал стационарную обмотку, расположенную на борту судна, и соосно установленную на этом гребном валу вторую обмотку.
2. Система защиты по п.1, отличающаяся тем, что связь анода с выпрямителем осуществлена кабелем, проложенным внутри продольной полости в гребном валу и выведенным из его полости через гермоввод.
3. Система защиты по п.1, отличающаяся тем, что связь анода с выпрямителем осуществлена кабелем, проложенным под стеклопластиковым покрытием гребного вала.
4. Система защиты по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что измеритель параметров электрохимического состояния гальванической пары «гребной винт - корпус судна» выполнен в виде магнитомодуляционного измерительного преобразователя тока, охватывающего гребной вал.
5. Система защиты по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один анод расположен на ступице гребного винта.
6. Система защиты по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, анод расположен на кормовом обтекателе гребного винта.
7. Система защиты по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что на поверхности гребного вала, по меньшей мере, на участке, охватываемом обмотками, закреплено ферритовое кольцо.
8. Система защиты по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что на поверхности гребного вала, по меньшей мере, на участке, охватываемом обмотками, закреплены сегменты ферритового кольца.
9. Система защиты по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что гребной вал, на участке над обмотками охвачен ферритовым кольцом.
10. Система защиты по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что гребной вал на участке расположения обмоток вместе с этими обмотками охвачен сегментами ферритового кольца.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010123667/11A RU2429158C1 (ru) | 2010-06-10 | 2010-06-10 | Система защиты от коррозии гребного винта и гребного вала судна |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010123667/11A RU2429158C1 (ru) | 2010-06-10 | 2010-06-10 | Система защиты от коррозии гребного винта и гребного вала судна |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2429158C1 true RU2429158C1 (ru) | 2011-09-20 |
Family
ID=44758669
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010123667/11A RU2429158C1 (ru) | 2010-06-10 | 2010-06-10 | Система защиты от коррозии гребного винта и гребного вала судна |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2429158C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114901869A (zh) * | 2019-10-18 | 2022-08-12 | 沃尔沃遍达公司 | 阴极保护和防污装置及方法 |
RU2790568C1 (ru) * | 2022-01-27 | 2023-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Автономные электрические системы" | Способ защиты судов от электрокоррозии |
-
2010
- 2010-06-10 RU RU2010123667/11A patent/RU2429158C1/ru active IP Right Revival
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114901869A (zh) * | 2019-10-18 | 2022-08-12 | 沃尔沃遍达公司 | 阴极保护和防污装置及方法 |
CN114901869B (zh) * | 2019-10-18 | 2023-12-22 | 沃尔沃遍达公司 | 阴极保护和防污装置及方法 |
RU2790568C1 (ru) * | 2022-01-27 | 2023-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Автономные электрические системы" | Способ защиты судов от электрокоррозии |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11591764B2 (en) | System for impressed current cathodic protection | |
CN106086900B (zh) | 船舶外加电流阴极防腐系统及其智能控制方法 | |
US8226812B2 (en) | Control of a corrosion protection system | |
RU2429158C1 (ru) | Система защиты от коррозии гребного винта и гребного вала судна | |
US5052962A (en) | Naval electrochemical corrosion reducer | |
CN114450435B (zh) | 海洋盐度测量装置和方法 | |
JP3321772B2 (ja) | 船舶の電気防食装置 | |
KR101174643B1 (ko) | 선체 전자기장 감소를 위한 예측제어 부식방지 시스템 | |
CN114901869B (zh) | 阴极保护和防污装置及方法 | |
CN114929939B (zh) | 阴极保护系统中的螺旋桨装置 | |
US20230096293A1 (en) | Impressed current cathodic protection system and a method of operating the system | |
KR20140118516A (ko) | 부식방지용 워터젯 추진기가 구비된 선박 | |
JPH1161460A (ja) | チタン被覆された海洋構造物の電気防食方法 | |
RU191508U1 (ru) | Плавучий морской объект | |
JPS62260080A (ja) | 船舶推進系防食装置 | |
EP4361017A1 (en) | Reduction of biofouling on watercraft | |
US9168979B1 (en) | Systems and methods for corrosion protection on marine drives | |
JP2010242161A (ja) | 流電陽極体および流電陽極法 | |
KR20240064986A (ko) | 태양광 발전 장치를 이용한 알루미늄 보트 부식방지용 폐회로 전위차 제어 시스템 전원 장치 | |
Botha | Cathodic protection for ships | |
KR20240051007A (ko) | 방오형 선박 | |
Godfrey Waite | Cathodic Protection in the Marine Field | |
Bohnes et al. | Cathodic protection of ships | |
JPH0415189A (ja) | 船舶の電気防食装置 | |
JP2002121688A (ja) | 海洋構造物の防食方法および海洋構造物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120611 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20131210 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20161220 |