《 装 备 制 造 技 术 》 2 0 0 7 年 第 8 期
现 代 海 船 船 体 绝 大 部 分 由 钢 质 材 料 焊 装 而 成 , 船 舶 营 运 的
特 殊 环 境 使 船 舶 船 体 和 机 械 设 备 的 腐 蚀 破 坏 相 当 严 重 。 据 加 拿
大 运 输 安 全 委 员 会 ( T r a n s p o r t a t i o n S a f e t y B o a r d o f C a n a d a ) 对
1 9 9 5 年 到 2 0 0 4 发 生 的 事 故 原 因 统 计 , 船 体 结 构 损 害 导 致 的 事
故 平 均 约 占 总 数 的 8 %
[ 1 ]
, 而 其 中 有 相 当 一 部 分 是 由 于 船 舶 腐
蚀 造 成 船 体 强 度 降 低 引 起 的 。 一 项 由 英 国 海 洋 工 程 营 运 公 司
B R I T O I L 所 作 的 失 效 分 析 表 明 : 在 所 有 设 施 失 效 的 例 子 中 , 3 3 %
是 由 腐 蚀 造 成 的
[ 2 ]
。 根 据 船 舶 具 体 情 况 , 从 防 护 效 果 、 要 求 、 施 工
难 易 程 度 以 及 经 济 性 等 各 个 方 面 出 发 , 选 择 船 舶 防 腐 蚀 方 法 ,
进 行 合 理 的 防 腐 蚀 设 计 , 对 于 增 强 船 舶 抗 腐 蚀 的 能 力 , 确 保 营
运 安 全 , 具 有 重 要 的 意 义 。
目 前 , 国 内 外 船 舶 防 腐 的 主 要 方 法 是 有 机 涂 料 、 牺 牲 阳 极
及 外 加 电 流 保 护 或 者 它 们 的 组 合 等 几 种 传 统 的 方 法 。 由 于 安 全
的 原 因 , 船 舶 上 一 般 采 用 的 是 牺 牲 阳 极 阴 极 保 护 , 外 加 电 流 阴
极 保 护 一 般 不 被 采 用
[ 3 ]
。 安 装 较 多 阳 极 块 会 增 大 船 舶 航 行 阻 力 ,
造 成 过 度 保 护 , 少 了 则 保 护 不 足 , 船 体 仍 然 遭 受 腐 蚀 。 因 此 , 必
须 安 装 适 量 的 阳 极 , 这 就 需 要 进 行 合 理 的 设 计 。
1 阴 极 保 护 技 术 的 主 要 参 数
根 据 阴 极 保 护 的 原 理 , 在 对 金 属 实 施 阴 极 保 护 的 时 候 , 为
了 到 达 最 佳 的 保 护 效 果 , 需 要 注 意 阴 极 保 护 的 最 小 保 护 电 位 和
最 小 保 护 电 流 密 度 两 个 主 要 参 数 。 而 在 实 际 中 考 虑 到 其 它 因 素
的 影 响 , 还 要 选 择 合 理 的 最 大 保 护 电 位 和 最 大 保 护 电 流 密 度
[ 4 ]
。
1 . 1 最 小 保 护 电 位
为 使 腐 蚀 完 全 停 止 , 必 须 使 被 保 护 的 金 属 电 极 电 位 极 化 到
活 泼 的 阳 极 “ 平 衡 ” 电 位 , 即 保 护 电 位 , 对 于 钢 结 构 这 一 电 位 就
是 铁 在 给 定 电 解 质 溶 液 中 的 平 衡 电 位 。 保 护 电 位 有 一 定 的 范
围 , 铁 在 海 水 中 的 保 护 电 位 在 - 0 . 8 0 ～ - 1 . 0 V 之 间 , 当 电 位 大 于
- 0 . 8 0 V 时 , 铁 不 能 得 到 完 全 的 保 护 , 该 值 称 为 最 小 保 护 电 位 。
选 择 保 护 电 位 需 根 据 已 有 的 实 验 数 据 和 经 验 加 以 确 定 。
我 国 近 年 来 规 定 钢 船 在 海 水 中 的 保 护 电 位 为 - 0 . 7 5 ～
- 0 . 9 5 V ( A g / A g C l 电 极 ) , 最 佳 保 护 范 围 为 - 0 . 8 5 ～ - 1 . 0 V , 其 保
护 情 况 如 表 1 所 示 。
表 1 钢 船 体 在 不 同 保 护 电 位 下 的 保 护 效 果
1 . 2 最 小 保 护 电 流 密 度
采 用 阴 极 保 护 时 使 金 属 的 腐 蚀 速 度 降 到 允 许 程 度 所 需 要
的 电 流 密 度 值 , 称 为 最 小 保 护 电 流 密 度 。 最 小 保 护 电 流 密 度 与
最 小 保 护 电 位 相 对 应 , 要 使 金 属 达 到 最 小 保 护 电 位 , 其 电 流 密
度 不 能 小 于 该 值 , 而 如 果 所 采 用 的 电 流 密 度 远 远 超 过 该 值 , 则
有 可 能 发 生 “ 过 保 护 ” 。
最 小 保 护 电 流 密 度 与 被 保 护 的 金 属 种 类 , 腐 蚀 介 质 的 性
质 , 保 护 电 路 的 总 电 阻 , 金 属 表 面 是 否 有 覆 盖 层 及 覆 盖 层 的 种
类 , 外 界 环 境 条 件 等 因 素 有 关 , 必 须 根 据 经 验 和 实 际 情 况 作 出
判 断 , 表 2 列 出 了 我 国 近 年 来 使 用 的 保 护 电 流 密 度 值 , 表 3 列
出 了 英 国 W I L S O N T A Y L O R 公 司 提 供 的 各 类 船 舶 的 保 护 电 流
密 度 一 般 指 数
[ 5 ]
。
表 2 阴 极 保 护 采 用 的 保 护 电 流 密 度 ( m A · m
- 2
)
表 3 各 种 船 舶 阴 极 保 护 采 用 的 保 护 电 流 密 度 ( m A · m
- 2
)
船 舶 种 类
破 冰 船
挖 泥 船
凹 鼻 拖 船
拖 网 渔 船
拖 轮
滚 装 渡 船
沿 海 船 舶
其 它 远 洋 船 舶
远 洋 船 舶 ( 特 涂 船 舶 )
新 造 船 舶
2 5
2 4
2 2
2 2
1 8
1 4
1 4
1 2
1 0
运 营 船 舶
3 0
2 7
2 4
2 4
2 2
2 0
2 0
1 5
1 5
收 稿 日 期 : 2 0 0 7 - 0 6 - 2 6
作 者 简 介 : 李 明 昕 ( 1 9 7 1 — ) , 男 , 辽 宁 大 连 市 人 , 大 连 中 远 船 务 工 程 有 限 公 司 。
船 舶 牺 牲 阳 极 的 阴 极 保 护 设 计 研 究
李 明 昕
( 大 连 中 远 船 务 工 程 有 限 公 司 , 辽 宁 大 连 1 1 6 1 1 3 )
摘 要 : 分 析 了 船 舶 阴 极 保 护 技 术 的 保 护 电 位 、 保 护 电 流 密 度 等 主 要 参 数 的 确 定 方 法 ; 详 细 阐 述 了 牺 牲 阳 极 阴 极 保 护 设 计 的 主 要 任 务 ; 最
后 结 合 现 代 计 算 机 技 术 , 提 出 了 开 发 牺 牲 阳 极 阴 极 保 护 设 计 智 能 计 算 机 设 计 软 件 的 研 究 方 向 。
关 键 词 : 牺 牲 阳 极 ; 阴 极 保 护 ; 设 计
中 图 分 类 号 : U 6 6 文 献 标 识 码 : A 文 章 编 号 : 1 6 7 2 - 5 4 5 X ( 2 0 0 7 ) 0 8 - 0 0 3 1 - 0 4
钢 质 船 体 ( 有 涂 层 )
钢 质 舵 板 ( 漆 膜 不 完 整 )
青 铜 螺 旋 桨
钢 质 船 体
钢 质 舵 板
铜 质 螺 旋 桨
防 护 对 象 金 属 或 合 金 介 质 保 护 电 流 密 度
海 水
海 水
海 水
海 水
海 水
海 水
8 ~ 1 8
1 5 0 ~ 2 5 0
3 0 0 ~ 4 0 0
1 5 ~ 2 0
~ 2 5 0
~ 9 0 0
渔 船
海 船
过 保 护 , 无 锈 蚀 , 但 漆 膜 鼓 泡 脱 落 严 重
达 到 理 想 保 护 效 果 , 无 锈 蚀 , 漆 膜 完 整
保 护 不 足 , 有 锈 蚀 , 电 位 越 向 正 方 向 增 加 , 锈 蚀 越 严 重
低 于 - 1 . 0 0 V
- 0 . 8 5 V ～ - 1 . 0 0 V
大 于 - 0 . 8 5 V
保 护 电 位 ( V ) 保 护 效 果
3 1
E q u i p m e n t M a n u f a c t r i n g T e c h n o l o g y N O . 8 , 2 0 0 7
1 . 3 最 大 保 护 电 位 和 最 大 保 护 电 流 密 度
最 小 保 护 电 位 和 最 小 保 护 电 流 密 度 , 仅 是 对 保 护 结 构 在 一
定 保 护 介 质 中 保 护 效 果 最 好 的 一 种 参 数 , 它 没 有 考 虑 其 它 因
素 。 船 舶 在 进 行 阴 极 保 护 设 计 时 还 需 考 虑 下 面 因 素 :
( 1 ) 按 实 际 保 护 对 象 确 定 最 大 保 护 电 位
实 际 被 保 护 的 金 属 结 构 有 一 定 的 长 度 、 宽 度 和 面 积 , 阳 极
和 被 保 护 的 结 构 表 面 的 距 离 不 可 能 完 全 一 致 。 阳 极 电 流 到 达 距
阳 极 最 远 的 部 位 所 流 经 的 电 解 质 都 起 电 阻 的 作 用 , 引 起 电 位 下
降 。 为 了 使 阴 极 最 远 处 得 到 最 小 保 护 电 位 , 则 需 提 高 阳 极 和 被
保 护 金 属 间 的 电 位 差 , 以 补 偿 那 部 分 电 位 降 的 损 失 , 被 保 护 金
属 在 阳 极 附 近 的 部 位 必 然 得 到 较 高 的 保 护 电 位 。 实 践 证 明 , 阴
极 电 位 越 负 , 阴 极 附 近 的 电 解 质 中 的 p H 值 越 高 , 碱 性 越 强 。 电
位 负 至 析 氢 电 位 时 , 则 在 阴 极 表 面 有 氢 气 析 出 。 如 果 是 涂 料 和
阴 极 保 护 联 合 应 用 的 情 况 , 就 必 须 考 虑 涂 料 涂 层 的 耐 碱 性 。 一
般 油 性 和 沥 青 系 涂 料 的 耐 碱 性 差 , 阴 极 电 位 不 能 负 于 - 0 . 8 0 V 。
各 种 涂 料 允 许 的 最 大 保 护 电 位 如 表 4 所 示 :
表 4 各 种 涂 料 允 许 最 大 保 护 电 位 值 ( 相 对 饱 和 甘 汞 电 极 )
( 2 ) 按 经 济 性 原 则 确 定 最 大 保 护 电 流 密 度
试 验 得 知 , 保 护 效 率 、 保 护 电 流 和 保 护 电 位 三 者 之 间 有 一
定 的 关 系 。 保 护 效 率 随 保 护 电 位 变 负 而 提 高 的 趋 势 是 逐 渐 变
慢 , 而 保 护 电 流 密 度 随 保 护 电 位 变 负 而 提 高 的 趋 势 是 加 快 的 。
这 就 势 必 在 一 定 的 保 护 效 率 以 后 , 若 在 提 高 一 点 保 护 效 率 , 则
保 护 电 流 密 度 要 增 加 很 多 。 总 电 流 强 度 为 被 保 护 金 属 面 积 与 电
流 密 度 的 乘 积 , 这 时 电 力 消 耗 则 大 大 增 加 , 就 会 显 得 不 经 济 。 所
以 必 须 合 理 地 选 择 最 经 济 的 保 护 电 位 和 保 护 电 流 密 度 值 作 为
选 择 保 护 电 源 的 输 出 额 定 电 流 的 计 算 参 数 。
2 牺 牲 阳 极 保 护 设 计
牺 牲 阳 极 保 护 设 计 任 务 是 确 定 合 理 的 保 护 参 数 , 选 择 牺 牲
阳 极 材 料 、 使 用 寿 命 及 规 格 尺 寸 , 计 算 阳 极 需 要 数 量 , 正 确 布 置
和 安 装 阳 极
[ 6 ]
。 在 进 行 系 统 设 计 时 需 要 获 得 表 5 所 列 的 信 息 。
表 5 阴 极 保 护 系 统 设 计 需 求 信 息
[ 7 ]
2 . 1 结 构 达 到 保 护 状 态 所 需 保 护 电 流
所 需 保 护 电 流 按 下 式 计 算 :
I I
P
= S
P
· i
P
( 1 )
式 中 : I
P
— —— 被 保 护 结 构 达 到 保 护 状 态 所 需 的 电 流 , A ;
S
P
— —— 被 保 护 结 构 的 总 浸 水 面 积 , m
2
; i
P
— —— 平 均 保 护 电 流
密 度 , A · m
- 2
。
I S
P
= S
P 1
+ S
P 2
+ S
P 3
( 2 )
船 体 浸 水 面 积 S
P 1
、 螺 旋 桨 的 浸 水 面 积 S
P 2
分 别 由 式 ( 3 )
和 式 ( 4 ) 进 行 近 似 计 算 :
I S
P 1
= 1 . 7 L · d +
V
d
( 3 )
I S
P 2
= 2 ·
π D
2
4
· θ ( 4 )
式 中 : d — —— 船 舶 满 载 设 计 吃 水 , m ; L — —— 船 舶 设 计 水 线
长 , m ; V — —— 船 舶 型 排 水 体 积 , m
3
; D — —— 螺 旋 桨 直 径 , m ;
θ — —— 盘 面 比 。 对 于 5 0 0 0 t 以 上 的 船 舶 , 螺 旋 桨 轴 毂 面 积 较 大 ,
不 能 忽 略 , 可 按 下 式 计 算 :
I S
P 2
=
n π
2
· D
2
η + n π d
2
· L ( 5 )
式 中 : n — —— 螺 旋 桨 数 量 ; η — —— 螺 旋 桨 展 开 盘 面 比 ; D
— —— 螺 旋 桨 直 径 , m ; d
2
— —— 轴 毂 直 径 , m ; L — —— 轴 毂 长 度 , m 。
舵 的 表 面 积 S
P 3
, 因 形 体 比 较 简 单 , 可 以 直 接 由 设 计 尺 寸 算 出 。
保 护 电 流 密 度 根 据 结 构 和 构 件 的 材 质 , 表 面 状 态 、 使 用 环
境 等 不 同 , 由 试 验 和 使 用 经 验 加 以 选 择 ( 见 表 2 和 表 3 ) 。
2 . 2 牺 牲 阳 极 材 料 种 类 选 择 和 所 需 重 量 计 算
船 舶 的 建 造 说 明 书 中 对 牺 牲 阳 极 材 料 一 般 都 有 明 确 规 定 ,
设 计 中 应 该 遵 守 这 些 规 定 。 若 没 有 这 些 规 定 , 则 应 该 根 据 被 保
护 构 件 的 材 质 、 使 用 环 境 及 各 种 阳 极 的 特 性 、 安 装 部 位 、 价 格 等
作 出 选 择 , 阳 极 材 料 选 定 后 , 按 照 下 式 计 算 所 需 阳 极 总 质 量 :
I W =
( 2 4 × 3 6 5 ) · I
P
· T
Q
K ( 6 )
式 中 : W — —— 牺 牲 阳 极 总 质 量 , k g ; I
P
— —— 总 的 保 护 电 流 ,
A ; T — —— 保 护 时 间 , 年 ; Q — —— 实 际 电 流 发 生 量 , A · h / k g ; K
— —— 安 全 系 数 , 一 般 取 1 . 1 ～ 1 . 2 之 间 。
在 牺 牲 阳 极 保 护 中 , 当 阳 极 消 耗 到 一 定 数 量 后 , 残 存 的 牺
牲 阳 极 所 发 出 的 电 流 量 就 达 不 到 保 护 电 流 的 要 求 , 起 不 到 保 护
作 用 的 残 存 阳 极 材 料 , 约 占 安 装 阳 极 总 重 的 1 0 % ～ 2 0 % , 在 计
算 时 用 安 全 系 数 加 以 考 虑 。
2 . 3 阳 极 几 何 形 状 、 尺 寸 、 重 量 和 数 量 的 确 定
牺 牲 阳 极 有 平 板 状 、 条 状 等 各 式 各 样 的 形 状 , 关 于 牺 牲 阳
极 的 形 状 、 尺 寸 、 净 质 量 , 已 经 有 国 家 标 准 。 锌 合 金 牺 牲 阳 极 见
G B 4 9 5 0 ～ 4 9 5 1 - 8 5 , 铝 合 金 阳 极 见 G B 4 9 4 8 ～ 4 9 4 9 - 8 5 。 对 于
牺 牲 阳 极 块 , 各 国 船 级 社 都 有 各 自 的 规 定 , 在 进 行 阴 极 保 护 设
计 时 , 必 须 认 真 执 行 该 船 所 入 船 级 社 的 规 范 的 有 关 规 定 。 一 般
而 言 , 船 体 外 板 、 螺 旋 桨 、 舵 、 海 底 阀 箱 等 的 保 护 应 该 选 用 平 板
状 阳 极 , 压 载 水 舱 选 用 长 条 状 阳 极 。
所 需 阳 极 的 数 量 与 每 块 牺 牲 阳 极 的 电 流 发 生 量 有 关 , 牺 牲
阳 极 的 发 生 电 流 量 一 般 可 以 从 有 关 标 准 或 者 标 准 附 录 中 查 到 ,
若 查 不 到 , 则 确 定 阳 极 电 流 发 生 量 , 一 般 采 用 欧 姆 定 律 :
I I
a
=
Δ V
R
a
( 7 )
允 许 最 大 保 护 电 位 ( V )
- 0 . 8 0
- 1 . 0 0
- 1 5 0
- 1 . 3 0
- 1 . 3 0
涂 料 种 类
油 性 涂 料
聚 氯 乙 烯 涂 料
环 氧 系 涂 料
有 机 富 锌 涂 料
无 机 富 锌 涂 料
( W S A ) 实 际 浸 水 面 积 ( 可 按 比 例 进 行 计 算 )
是 否 有 特 殊 常 数
舱 柜
船 东 图 : 船 肿 剖 面 图 、
总 布 置 图 、 舱 容 图 、 钢 质 工 程 结 构 图
期 望 系 统 寿 命 , 压 载 时 间 百 分 比
涂 层 类 型 、 范 围 , 估 计 损 坏 程 度
是 否 有 加 热 线 圈 、 材 料 是 否 与 结 构 件 绝 缘
船 级 社 认 可 要 求
螺 旋 桨 、 舵 、 侧 推 器 、 海 底 阀 箱 数 量
船 体
基 本 尺 寸 : 两 柱 间 长 、
登 记 宽 度 、 最 大 吃 水
及 最 大 载 重 吨
期 望 系 统 寿 命
涂 层 类 型
填 充 系 统 数
工 作 状 态
螺 旋 桨 是 否 有 滑 环 接 地
3 2
《 装 备 制 造 技 术 》 2 0 0 7 年 第 8 期
式 中 : I
a
— —— 每 块 阳 极 发 生 的 电 流 , A ; R
a
— —— 电 路 电 阻 ,
Ω , 通 常 取 阳 极 散 流 电 阻 ; Δ V — —— 驱 动 电 位 , V 。 驱 动 电 位 为
阳 极 工 作 电 位 与 被 保 护 金 属 表 面 保 护 电 位 ( 最 小 保 护 电 位 ) 的
差 值 , 通 常 对 铝 或 锌 合 金 阳 极 保 护 钢 结 构 取 为 0 . 2 5 V 。 阳 极 散
流 电 阻 R
a
, 由 海 水 电 阻 率 ρ 和 阳 极 几 何 形 状 决 定 。 对 于 条 状
阳 极 、 平 板 状 阳 极 ( 紧 贴 被 保 护 体 安 装 时 ) 可 由 经 验 公 式 ( 8 ) 和
( 9 ) 计 算 阳 极 散 流 电 阻 :
I R
a
=
ρ
2 π L
( L n
4 L
r
- 1 ) ( 8 )
I R
a
=
ρ
2 S
( 9 )
式 中 : ρ — —— 海 水 电 阻 率 , 通 常 取 值 为 2 5 Ω · c m ; L — —— 阳
极 长 度 , c m ; r — —— 阳 极 等 效 半 径 , c m , r =
a
π!
; a — —— 阳 极 截
面 积 , m
2
; S — —— 阳 极 的 当 量 长 度 , S =
L + B
π
c m ; B — —— 阳 极 宽
度 , c m 。
海 水 的 电 阻 率 , 一 般 与 海 水 温 度 有 关 系 , 降 低 温 度 将 增 大
海 水 电 阻 率 。 世 界 几 个 海 区 的 电 阻 率 如 表 6 所 示
[ 7 ]
:
表 6 世 界 几 个 海 区 的 海 水 电 阻 率
对 于 其 它 形 状 的 牺 牲 阳 极 的 每 块 阳 极 的 发 生 电 流 量 , 可 用
M C C O U 公 式 ( 1 0 ) 计 算 , 还 可 以 用 P d t e r s o n 公 式 ( 1 1 ) 计 算 :
I I
a
=
Δ V
R
a
=
Δ A!
0 . 1 3 5 · ρ
( 1 0 )
I I
a
=
Δ V · 0 . 5 8 · A
0 . 7 7 2
ρ
( 1 1 )
式 中 : A — —— 阳 极 暴 露 于 海 水 中 的 面 积 , m
2
;
这 样 , 我 们 就 可 以 确 定 牺 牲 阳 极 保 护 所 需 的 阳 极 的 数 量 :
I N
i
=
I
i
· S
i
I
a
( 1 2 )
式 中 : N
i
— —— 牺 牲 阳 极 的 数 量 , 块 ; I
i
— —— 保 护 电 流 密 度 ,
m A / m
2
; I
a
— —— 牺 牲 阳 极 的 发 生 电 流 量 , m A ; S
i
— —— 被 保 护 部 位
的 面 积 , m
2
。
2 . 4 牺 牲 阳 极 使 用 寿 命 估 算
每 块 阳 极 的 使 用 寿 命 取 决 于 阳 极 的 净 重 、 阳 极 消 耗 率 及 在
使 用 寿 命 期 间 阳 极 平 均 电 流 发 生 量 , 可 以 用 下 式 估 算 :
I t =
m Q × 1 0 0 0
I
m
× 8 7 6 0
·
1
K
( 1 3 )
式 中 : t — —— 牺 牲 阳 极 使 用 寿 命 , 年 ; m — —— 每 块 牺 牲 阳 极
质 量 , k g ; I
m
— —— 牺 牲 阳 极 平 均 发 生 电 流 量 , 对 于 一 般 舰 船 : I
m
= ( 0 . 6 ～ 0 . 7 ) I
a
;
1
K
— —— 利 用 系 数 , 一 般 取 0 . 8 5 。
2 . 5 牺 牲 阳 极 的 布 置
牺 牲 阳 极 的 布 置 应 该 遵 循 以 下 原 则 :
( 1 ) 船 体 外 板 所 需 的 牺 牲 阳 极 应 该 均 匀 对 称 的 布 置 在 舭 龙
骨 和 舭 龙 骨 前 后 的 流 线 上 , 以 减 少 船 体 附 加 阻 力 ;
( 2 ) 螺 旋 桨 和 舵 所 需 的 牺 牲 阳 极 应 均 匀 的 布 置 在 艉 部 船 壳
板 及 舵 上 , 距 螺 旋 桨 叶 梢 3 0 0 m m 范 围 内 的 船 壳 板 上 和 单 螺 旋
桨 船 的 无 阳 极 区 不 得 布 置 牺 牲 阳 极 ;
( 3 ) 海 底 阀 箱 、 声 纳 换 能 器 阱 所 需 的 牺 牲 阳 极 应 布 置 在 箱 、
阱 内 部 。
2 . 6 牺 牲 阳 极 的 安 装
牺 牲 阳 极 可 采 用 焊 接 或 螺 栓 固 定 两 种 方 式 安 装 , 一 般 说 来
焊 接 固 定 方 法 简 单 、 安 装 牢 度 高 、 接 触 电 阻 小 , 而 螺 栓 安 装 容 易
更 换 , 更 换 时 可 不 损 坏 周 围 及 钢 板 反 面 的 涂 层 。
牺 牲 阳 极 的 安 装 应 该 注 意 以 下 几 点 :
( 1 ) 在 安 装 前 阳 极 背 面 要 涂 一 道 绝 缘 漆 , 在 安 装 处 的 船 体
表 面 加 涂 绝 缘 漆 或 加 垫 其 它 绝 缘 物 , 防 止 因 阳 极 背 面 腐 蚀 而 脱
落 , 也 使 背 面 不 起 作 用 , 阳 极 使 用 面 积 与 设 计 数 值 一 致 ;
( 2 ) 阳 极 表 面 严 禁 涂 漆 或 沾 污 , 在 涂 漆 和 下 水 前 加 以 保 护 ;
( 3 ) 安 装 时 阳 极 要 焊 在 指 定 位 置 , 阳 极 背 面 要 紧 压 船 壳 表
面 , 铁 脚 烧 焊 处 要 补 涂 油 漆 。
2 . 7 阳 极 附 加 阻 力 估 算
在 船 体 上 安 装 凸 出 的 牺 牲 阳 极 或 阳 极 组 , 对 船 舶 航 行 产 生
附 加 阻 力 , 因 而 影 响 航 速 , 增 加 了 燃 料 消 耗 。 附 加 阻 力 计 算 最 可
行 的 方 法 是 在 分 析 每 个 凸 出 元 件 造 成 的 局 部 粗 糙 度 的 基 础 上 ,
按 下 式 估 算 :
I r
b
= C
b
γ · V
2
2
ω ( 1 4 )
式 中 : r
b
— —— 附 加 阻 力 ; V — —— 水 流 的 平 均 流 速 , m / s ;
C
b
— —— 阻 力 系 数 , 根 据 几 何 形 状 最 相 似 的 物 体 实 验 所 得 数 据
选 择 ; γ — —— 水 的 质 量 密 度 , k g · s
2
/ m
4
; ω — —— 凸 出 元 件 的 最 大
横 截 面 积 , m
2
。
迎 面 而 来 的 水 流 平 均 速 度 由 下 式 决 定 :
I V
2
=
1 1
1 3
· V (
H
δ
)
2
1 1
( 1 5 )
式 中 : V — —— 船 舶 航 行 速 度 , m / s ; H — —— 凸 出 元 件 高 度 , m ;
δ — —— 元 件 前 端 边 界 层 的 厚 度 , m 。
边 界 层 的 厚 度 为 :
I δ = 0 . 2 1 2(
λ
V
)
1
7
X
6
7
( 1 6 )
式 中 : λ — —— 海 水 运 动 粘 性 系 数 , m
2
/ s ; X — —— 凸 出 元 件 前
端 与 首 垂 线 的 距 离 , m 。
3 结 束 语
牺 牲 阳 极 的 阴 极 保 护 是 船 舶 船 体 防 腐 蚀 最 为 广 泛 应 用 的
技 术 , 但 是 目 前 的 阴 极 保 护 设 计 还 停 留 在 人 工 设 计 阶 段 , 在 计
算 机 技 术 高 度 发 达 的 今 天 , 如 何 结 合 计 算 机 技 术 , 根 据 船 舶 漆
层 、 航 行 区 域 等 具 体 情 况 具 体 要 求 , 开 发 船 舶 牺 牲 阳 极 阴 极 保
护 技 术 设 计 方 案 的 智 能 计 算 机 设 计 软 件 , 节 省 人 力 , 提 高 经 济
水 温 ℃
2 2
1 5
2
1 2
3 0
2 4
海 域
墨 西 哥 湾
美 国 西 海 岸
库 克 湾
北 海
波 斯 湾
印 度 尼 西 亚
水 的 电 阻 率 Ω · c m
2 0
2 4
5 0
2 6
1 5
1 9
3 3
E q u i p m e n t M a n u f a c t r i n g T e c h n o l o g y N O . 8 , 2 0 0 7
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I m a g e E d g e D e t e c t i o n B a s e d o n G r a d s S h a r p a n d W a v e l e t T r a n s f o r m
F A N Y a - j u n
( S c h o o l o f M e c h a t r o n i c E n g i n e e r i n g , X i ’ a n T e c h n o l o g i c a l U n i v e r s i t y , X i '' a n 7 1 0 0 3 2 C h i n a )
A b s t r a c t : W a v e l e t t r a n s f o r m i s a p o p u l o u s s i g n a l p r o c e s s i n g m e t h o d i n r e c e n t y e a r s . W a v e l e t s t r a n s f o r m h a v e s o m e g o o d c h a r a c t e r i s t i c s , s u c h
a s t h e l o c a l a n a l y s i s a n d t h e m u l t i p l e r e s o l u t i o n a n a l y s i s , s o t h e y a r e v e r y s u i t f o r i m a g e p r o c e s s i n g . G e n e r a l l y t h e i m a g e s b e c o m e f u z z y i s b e -
c a u s e o f t h e n o i s e e x i s t i n r e a l i m a g e s , s o a n e w i m a g e p r o c e s s i n g m e t h o d i s g i v e n i n t h i s p a p e r . T h a t i s c a r r i e d o u t g r a d s s h a r p f o r t h e i m a g e a t
t h e f i r s t , t h e n c a r r i e d o u t t h e i m a g e e d g e d e t e c t i o n b a s e d o n w a v e l e t m u l t i p l e r e s o l u t i o n a n a l y s i s . E x p e r i m e n t a l r e s u l t s s h o w t h a t t h e m e t h o d i s
e f f i c i e n t .
K e y w o r d s : W a v e l e t t r a n s f o r m ; M u l t i p l e r e s o l u t i o n a n a l y s i s ( M R A ) ; I m a g e p r o c e s s i n g ; E d g e d e t e c t i o n
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T h e T e m p e r a t u r e I n t e l l i g e n c e C o n t r o l S y s t e m f o r E l e c t r i c H e a t T r e a t m e n t F u r n a c e
F E N G S h u o , Z H A O D e - s h e n
( H e n a n P o l y t e c h n i c I n s t i t u t e , N a n y a n g H e n a n 4 7 3 0 0 9 , C h i n a )
A b s t r a c t : E l e c t r i c h e a t t r e a t m e n t f u r n a c e h a s b i g i n e r t i a , p u r e d e l a y a n d c h a n g e w i t h t i m e f e a t u r e s . O n t h e o n e h a n d i t i s d i f f i c u l t t o e n h a n c e
p r o d u c t q u a l i t y f o r e l e c t r i c r e l a y c o n t r o l s y s t e m , o n t h e o t h e r h a n d t r a d i t i o n a l P I D c o n t r o l m e t h o d c o u l d n o t g a i n g o o d t e m p e r a t u r e p r e c i s i o n .
T h i s p a p e r i n t r o d u c e s o n e i n t e l l i g e n c e c o n t r o l s y s t e m f o r e l e c t r i c h e a t t r e a t m e n t f u r n a c e t e m p e r a t u r e b a s e o n s i l i c o n c o n t r o l l e d r e c t i f i e r ( S C R )
a d j u s t p o w e r , S C M t e c h n o l o g y a n d F u z z y - P I D c o n t r o l t a c t i c s . A p p l i a n c e r e s u l t i n d i c a t e s t h a t t h i s s y s t e m h a s g o o d c o n t r o l p e r f o r m a n c e a n d
r e l i a b l e s a f e t y , s u i t a b l e f o r c o n t r o l e l e c t r i c h e a t t r e a t m e n t f u r n a c e t e m p e r a t u r e .
K e y w o r d s : e l e c t r i c h e a t t r e a t m e n t f u r n a c e ; t e m p e r a t u r e ; F u z z y - P I D ; S C M
控 制 系 统 的 软 件 主 要 由 模 糊 P I D 算 法 查 表 计 算 、 温 度 采
样 、 数 字 滤 波 、 标 度 变 换 、 温 度 信 号 比 较 、 T 0 中 断 、 键 盘 显 示 、 控
制 信 号 的 输 出 等 组 成 。 图 3 、 图 4 分 别 绘 出 了 系 统 主 程 序 和 T 0
中 断 服 务 程 序 流 程 。
5 结 论
本 系 统 分 别 在 河 南 工 职 院 金 相 实 验 室 的 箱 式 热 处 理 电 热
炉 和 某 厂 井 式 热 处 理 电 热 炉 上 得 到 了 应 用 , 温 控 精 度 高 、 效 果
好 , 满 足 了 金 属 材 料 一 般 热 处 理 和 化 学 热 处 理 加 热 工 序 的 需
要 , 提 高 了 材 料 性 能 , 并 降 低 了 能 耗 , 提 高 了 经 济 效 益 。
参 考 文 献 :
[ 1 ]
[ 2 ]
[ 3 ]
[ 4 ]
[ 5 ]
[ 6 ]
肖 智 清 . 机 械 制 造 基 础 [ M ] . 北 京 : 机 械 工 业 出 版 社 , 2 0 0 3 .
王 幸 之 , 钟 爱 琴 , 王 雷 , 等 . A T 8 9 系 列 单 片 机 原 理 与 接 口 技 术
[ M ] . 北 京 : 北 京 航 空 航 天 大 学 出 版 社 , 2 0 0 4 .
吴 道 悌 . 非 电 量 电 测 技 术 ( 第 2 版 ) [ M ] . 西 安 : 西 安 交 通 大 学 出
版 社 , 2 0 0 1 .
凌 振 宝 , 王 君 , 朱 凯 光 , 等 . 数 字 温 度 传 感 器 在 热 电 偶 冷 端 补
偿 中 的 应 用 [ J ] . 传 感 器 技 术 , 2 0 0 3 , 2 2( 6 ) : 4 5 - 4 6 .
张 建 民 , 王 涛 , 王 忠 礼 . 智 能 控 制 原 理 及 应 用 [ M ] . 北 京 : 冶 金
工 业 出 版 社 , 2 0 0 3 .
陈 孚 , 洪 云 飞 , 吕 振 . 基 于 M a t l a b / s i m u l i n k 的 电 热 炉 温 模 糊 控
制 的 设 计 与 分 析 [ J ] . 微 计 算 机 信 息 , 2 0 0 4 , 2 0( 5 ) : 2 3 - 2 4 .
效 益 以 及 效 率 , 是 今 后 研 究 工 作 的 重 点 。
参 考 文 献 :
[ 1 ]
[ 2 ]
[ 3 ]
[ 4 ]
[ 5 ]
[ 6 ]
[ 7 ]
S t u d y a n d D e s i g n o f S a c r i f i c i a l A n o d e s a n d C a t h o d i c P r o t e c t i o n S y s t e m o n M a r i n e S h i p
L I M i n g - x i n
( D a l i a n Z h o n g y u a n S h i p E n g i n e e r i n g C o . , L t d . , D a l i a n L i a o n i n g 1 1 6 1 1 3 , C h i n a )
A b s t r a c t : T h e d e t e r m i n a t i o n m e t h o d o f t h e p r i m a r y p a r a m e t e r s i n m a r i n e s h i p c a t h o d i c p r o t e c t i o n t e c h n o l o g y , s u c h a s v o l t s p r o t e c t i o n a n d
c u r r e n t d e n s i t y p r o t e c t i o n . T h e m a i n t a s k o f h o w t o d e s i g n s a c r i f i c i a l a n o d i c a n d c a t h o d i c p r o t e c t i o n s y s t e m o n m a r i n e s h i p h a s b e e n e x p o u n d -
e d i n d e t a i l s . A t l a s t , c o m b i n e d w i t h c u r r e n t c o m p u t e r t e c h n o l o g y , t h e r e s e a r c h d i r e c t i o n o f t h e s o f t w a r e o f s a c r i f i c i a l a n o d i c a n d c a t h o d i c p r o -
t e c t i o n d e s i g n s y s t e m w a s p r e s e n t e d .
K e y w o r d s : S a c r i f i c i a l a n o d e s ; C a t h o d i c P r o t e c t i o n ; D e s i g n
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W I L S O N T A Y L O R C o r r o s i o n C o n t r o l [ Z ] . W I L S O N T A Y L O R
C a t h o d i c P r o t e c t i o n S p e c i a l i s t s . W I L S O N T A Y L O R L t d .
C B / T 3 8 5 5 - 1 9 9 9 , 海 船 牺 牲 阳 极 的 阴 极 保 护 设 计 和 安 装 [ S ] .
S a c r i f i c i a l a n o d e s , I m p r e s s e d c u r r e n t a n d A n t i - f o u l i n g s y s t e m f o r
M a r i n e a p p l i c a t i o n [ Z ] . W I L S O N T A Y L O R C a t h o d i c P r o t e c t i o n
S p e c i a l i s t s . W I L S O N T A Y L O R L t d .
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