典型铝合金牺牲阳极对海洋船舶压载舱阴极保护效果仿真研究
2025-09-02 15:44:00 作者:材料开发与应用 来源:材料开发与应用 分享至:

 

 

典型铝合金牺牲阳极对

海洋船舶压载舱阴极保护

效果仿真研究

孙建刚1,赵铭钰1,张  迪1,许志雄2,张  宇1,刘广义1

(1.中国船舶集团有限公司第七二五研究所 海洋腐蚀与防护全国重点实验室,山东 青岛266237;2.中国舰船研究设计中心,湖北 武汉430064)

摘  要:海洋船舶压载舱的服役环境恶劣,腐蚀问题十分突出,为解决该问题,本研究采用数值仿真方法对比了Al-Zn-In-Mg-Ti和Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn铝合金牺牲阳极在不同服役阶段对压载舱的阴极保护效果。结果表明:2种铝合金牺牲阳极在服役初期对压载舱的阴极保护效果较好,但是随着干湿交替次数增加,Al-Zn-In-Mg-Ti铝合金牺牲阳极性能下降,导致压载舱局部区域出现欠保护现象;Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn铝合金牺牲阳极表现出更强的活性,在服役期内能为压载舱提供良好的阴极保护。

关键词:数值仿真;阴极保护;压载舱;铝合金牺牲阳极


  文中主要图表   

(序号为文中序号)


图1  压载舱局部结构数值模型


图2  牺牲阳极在压载舱上位置的三视图


图3  压载舱钢材的阴极极化曲线


图4  铝合金牺牲阳极的阳极极化曲线


图5  服役初期压载舱腐蚀电位分布


表1  服役初期保护效果仿真计算结果


图6  服役初期压载舱腐蚀电流密度分布


图7  服役末期压载舱腐蚀电位分布


图8  服役末期压载舱腐蚀电流密度分布


表2  服役末期保护效果仿真计算结果


  结  论  

通过数值仿真的方法研究了Al-Zn-In-Mg-Ti和Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn铝合金牺牲阳极对船舶压载舱的阴极保护效果,结果表明:

(1)服役初期,涂层破损率为2%的全浸工况下, Al-Zn-In-Mg-Ti和Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn铝合金牺牲阳极均能使压载舱各位置腐蚀电位负于-1 015 mV,压载舱处于良好的阴极保护状态。

(2)随着服役时间延长至服役末期,压载舱涂层破损率达到10%时,Al-Zn-In-Mg-Ti铝合金牺牲阳极无法为压载舱提供良好阴极保护,局部区域腐蚀电位正于-800 mV,压载舱处于欠保护状态;而Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn铝合金牺牲阳极可保持压载舱各位置腐蚀电位负于-875 mV,使其处于良好保护状态。2种牺牲阳极保护效果的差异与Al-Zn-In-Mg-Ti铝合金牺牲阳极在干湿交替工况下发生的表面结壳现象有关。

 

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