一、外加陰極保護(hù)原理

陰極保護(hù)的定義：

通過(guò)外加直流電源或者比船體表面金屬更活躍的金屬，將想要保護(hù)的金屬電位降低至不受腐蝕的電位，使得發(fā)生氧化還原化學(xué)反應(yīng)所需的電子通過(guò)外加電源的電流或活潑金屬給出。

當(dāng)船體表面金屬處于比此電位更低的電位時(shí)，該金屬就不會(huì)參加氧化還原反應(yīng)了，也就不再受到海水腐蝕。

電化學(xué)腐蝕是由于活潑金屬與電解質(zhì)溶液在一起發(fā)生氧化還原反應(yīng)所引起的，與原電池的原理相同。

因?yàn)榇w是由活潑金屬—鐵構(gòu)成的，而海水便是電解質(zhì)溶液，他們之間發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。

由以上化學(xué)公式可得：

鐵失去電子后與氧、水發(fā)生反應(yīng)形成鐵銹而溶解在水中，這樣周而復(fù)始船體就會(huì)腐蝕掉。從正極公式可知得到電子形成氫氧根，那么通過(guò)外加電流提供給保護(hù)的船體電子，這樣船體就不會(huì)因?yàn)槭ル娮佣桓g，這就是外加電流陰極保護(hù)的原理依據(jù)。

船體ICCP系統(tǒng)原理如下：

二、W輪的外加

電流****陰極保護(hù)系統(tǒng)組成

W輪外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)由恒電位儀、輔助陽(yáng)極和陽(yáng)極屏蔽層、參考電極組成。

ICCP系統(tǒng)適用于水下船體的海水腐蝕防護(hù)，利用恒電位儀提供的直流電使船體與海水形成回路進(jìn)行極化，正極接輔助陽(yáng)極，負(fù)極接船體，通過(guò)對(duì)參考電極的監(jiān)測(cè)，使水下船體達(dá)到保護(hù)電位，從而保護(hù)船體不受腐蝕。

恒電位儀是調(diào)整保護(hù)電流達(dá)到保護(hù)船體不受腐蝕，輸入440V/60Hz,輸出100A/16V,通過(guò)恒定位器施加電流，迫使船體陽(yáng)極區(qū)變?yōu)殛帢O區(qū)，從而保護(hù)船體不受腐蝕。

隨著電流增加，電子在陰極表面集聚，導(dǎo)致電勢(shì)處于負(fù)極化，當(dāng)負(fù)電位達(dá)到一定程度，船體達(dá)到等電位時(shí)，使船體成為陰極，腐蝕自然停止。

輔助陽(yáng)極連接電源正極，通過(guò)海水對(duì)鋼板施加保護(hù)電流。

陽(yáng)極屏蔽層涂層一般涂刷在輔助陽(yáng)極周?chē)?dāng)電源輸入到ICCP系統(tǒng)，大量的電流從輔助陽(yáng)極流出，均勻的分布在船體上。

屏蔽層涂層具有良好的絕緣性能，并且耐堿、耐海水的性能，一般采用環(huán)氧樹(shù)脂。

參比電極在ICCP系統(tǒng)中，基準(zhǔn)陽(yáng)極作為被保護(hù)對(duì)象電位測(cè)量的基準(zhǔn)，并向恒電位儀提供保護(hù)電位與被測(cè)量電位的比較信號(hào)，使被保護(hù)電位保持不變。

參比電極為非極性電極，具有性能穩(wěn)定、準(zhǔn)確、靈敏等特點(diǎn)。

在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，保護(hù)電流的密度并不是恒定不變的。

海洋結(jié)構(gòu)物表面電勢(shì)會(huì)受到海洋環(huán)境的變化而改變，例如海水溫度、涂層破損程度和海區(qū)鹽度等變化。

如果通向結(jié)構(gòu)物的電流太小，則結(jié)構(gòu)物得不到有效的防護(hù)，結(jié)構(gòu)物會(huì)繼續(xù)受到海水腐蝕，其使用壽命會(huì)因而減少。

若通向結(jié)構(gòu)物的電流太大，這樣會(huì)引起鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)氫脆的問(wèn)題。

氫脆會(huì)大大降低鋼鐵的韌性，從而致使結(jié)構(gòu)物難以抵抗外部大風(fēng)大浪所產(chǎn)生的外力沖擊，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)斷裂的危險(xiǎn)狀況。

另外，過(guò)大的電流同樣會(huì)降低電極的壽命，從而影響整個(gè)系統(tǒng)的壽命。

因此，在對(duì)海洋結(jié)構(gòu)物進(jìn)行外加電流陰極保護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自適應(yīng)變化，即依據(jù)環(huán)境變化，自動(dòng)控制輸出電流的大小，使得所保護(hù)結(jié)構(gòu)物在最佳保護(hù)電位范圍內(nèi)。

三、W輪外加

電流陰極保護(hù)運(yùn)行原理

該電路主要包括主電路、功率放大、脈沖觸發(fā)、超差監(jiān)測(cè)和控制回路。

三相恒電位儀是至關(guān)重要的，恒電位儀的核心部分是比較放大器，現(xiàn)在普遍使用性能優(yōu)良的集成運(yùn)算放大器。

將參比電極作為采樣輸入，輸出則經(jīng)過(guò)跟隨放大、控制移相和振蕩等電路產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，晶閘管整流電路則組成了極化電源，輸出調(diào)節(jié)則是通過(guò)改變導(dǎo)通角進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

恒電位儀在實(shí)際使用中，對(duì)被保護(hù)物進(jìn)行保護(hù)，主要分為恒電流和恒電位兩種工作狀態(tài)。

對(duì)于采用模擬控制的恒電位儀，其控制功能的實(shí)現(xiàn)主要通過(guò)模擬電路，其核心控制器是比較放大器和移相觸發(fā)器。

恒電位和恒電流保護(hù)原理類(lèi)似，都是給定信號(hào)與參比信號(hào)在比較放大器中進(jìn)行比較放大，移相觸發(fā)器會(huì)根據(jù)比較放大器的輸出信號(hào)，通過(guò)調(diào)整脈沖的移相時(shí)間，進(jìn)而改變可控硅的導(dǎo)通角，最終改變的電流或電壓大小，從而實(shí)現(xiàn)恒電位和恒電流保護(hù)。

五、日常維護(hù)保養(yǎng)

ICCP系統(tǒng)的主要參數(shù)為保護(hù)電位，對(duì)船體鋼板保護(hù)電位在0.05V-0.25V之間。

一般情況下，輸出電流和輸出電壓會(huì)根據(jù)海水鹽度、海水溫度和航行速度等因素發(fā)生變化，這些變化都是正?，F(xiàn)象。

常規(guī)性的檢查可以延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命和降低故障部件的維修成本。

1、 定期檢查電源的接線情況，是否出現(xiàn)松動(dòng)腐蝕現(xiàn)象。

2、 定期檢查三相輸入電壓是否正常，有沒(méi)有出現(xiàn)缺相情況。

3、 定期檢查電路中的保險(xiǎn)絲是否出現(xiàn)熔斷。

4、 定期檢查一次船體電極，打開(kāi)船體水密蓋，確保水密蓋保持干燥，檢查連接線是否松動(dòng)。

5、 船舶每次進(jìn)塢廠修，都要對(duì)電極進(jìn)行檢查，防止消耗殆盡，正常運(yùn)行情況下每十年更換一次。

對(duì)于ICCP的超差保護(hù)故障報(bào)警的調(diào)節(jié)步驟如下：

1、 關(guān)閉電源，將恒電位旋鈕、手動(dòng)旋鈕、恒電流旋鈕依次逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)歸零。

2、 將選擇開(kāi)關(guān)1選擇至手動(dòng)擋，選擇開(kāi)關(guān)2選擇至給定電位，打開(kāi)電源（保證所有電源供應(yīng)），順時(shí)針旋轉(zhuǎn)手動(dòng)擋旋鈕，觀察電壓變示數(shù)，若電壓出現(xiàn)呈順序式依次上升，屬于正常現(xiàn)象；如果出現(xiàn)跳動(dòng)式上升或電壓直接調(diào)至5V以上且調(diào)節(jié)不動(dòng)作，則說(shuō)明三相電源相序錯(cuò)誤，將任意兩相進(jìn)行對(duì)調(diào)即可，再次開(kāi)機(jī)檢測(cè)，直至正常上升，完成后將所有旋鈕歸零。

3、 將選擇開(kāi)關(guān)1選擇至恒電位，選擇開(kāi)關(guān)2選擇至給定電位，順時(shí)針緩慢調(diào)節(jié)恒電位檔，將給定電位調(diào)至0.22V-0.25V。

然后將選擇開(kāi)關(guān)2切換至參比1，若參比1的電位值與給定電位的差值的絕對(duì)值小于0.15V，則儀器即為正常；若絕對(duì)值大于0.15V，可嘗試將給定電位適當(dāng)調(diào)至0.25V，在進(jìn)行參比電位與給定電位進(jìn)行比較即可。