ON QUESTION OF USING ZINC ELECTRODES FOR MONITORING CATHODIC PROTECTION OF SHIPS AND VESSELS
Abstract and keywords
Abstract (English):
The article focuses on the importance of organizing the ship operators training, who control the operation of systems protecting the sea vessels from corrosion. There are presented the results of a scientific research - control of the operation of the tread protection system of the steel hull of an auxiliary marine vessel (floating workshop PM-15), which is in a long-term standby mode. The potential difference between the ship's hull and two reference electrodes was measured at a given control point. The control measurements have been carried out using the reference electrodes: silver chloride reference electrode recommended for use by regulatory documents and zinc reference electrodes (not recommended by regulatory documents for sea vessels). There have been made 50 parallel control measurements. The time interval between parallel measurements was 5 seconds. Control measurements were performed within 5 days from 07.02.2020 to 07.14.2020. The accuracy of the control measurements was assessed in accordance with regulatory requirements. It has been stated that both reference electrodes provide high accuracy of control measurements; the results of control carried out with the help of zinc reference electrodes are highly stable. It has been inferred that zinc reference electrodes can be used on Russian ships to control the tread protection of the ship's hull and can be recommended for using by ship crews for training ship operators of ship corrosion protection systems.

Keywords:
corrosion of the ship's hull, corrosion protection, tread protection, control measurements, control electrodes, measurement results
Text
Publication text (PDF): Read Download

Введение

Защита судов и кораблей от коррозии – важная государственная задача, решению которой обязаны содействовать экипажи судов и кораблей [1–6]. В этой связи необходимо организовать подготовку судовых операторов, осуществляющих контроль работы систем защиты судов и кораблей от коррозии [2, 5, 7–15]. Наиболее эффективной формой такого рода подготовки является научно-исследовательская работа курсантов и аспирантов мореходных факультетов [8–18].

Цель настоящей статьи – обмен опытом в области подготовки операторов для контроля работы систем защиты от коррозии стальных корпусов морских судов и кораблей.

 

Результаты исследований и их обсуждение

Контролировали работу системы протекторной защиты стального корпуса вспомогательного морского судна (плавучая мастерская ПМ-15), находящегося в длительном стояночном режиме. Для этого измеряли разность потенциалов между корпусом судна и тремя электродами сравнения в заданной контрольной точке [10]. Использовали методику измерений, приведенную в работах [15–19], и следующие электроды сравнения:

– один хлорсеребряный электрод сравнения (ХСЭ), рекомендованный для использования нормативными документами [5, 6];

два цинковых электрода сравнения (не рекомендованных нормативными документами [5, 6] для российских морских судов).

С помощью каждого электрода сравнения выполнили 50 параллельных контрольных измерений. Интервал времени между параллельными измерениями – 5 с. Контрольные измерения выполняли в течение 5 дней с 02.07.2020 по 14.07.2020. Точность результатов контрольных измерений оценивали согласно нормативным требованиям [20]. Результаты контрольных измерений и их статистической обработки [21] приведены в таблице (Uсред – среднее арифметическое, мВ; D – дисперсия; σ – среднее квадратичное отклонение; Kd – линейный коэффициент вариации, %; Kr – коэффициент осцилляции, %; V – коэффициент вариации, %).

Результаты контроля протекторной защиты на судне ПМ-15 в период с 02.07.2020 по 14.07.2020

Результаты измерений потенциала корпуса судна U=, мВ, полученные с помощью электродов (в день)

Электрод № 1
(цинковый электрод)

Электрод № 2
(цинковый электрод)

Электрод № 3
(хлорсеребряный электрод)

Дата

02.07.2020

06.07.2020

11.07.2020

13.07.2020

14.07.2020

02.07.2020

06.07.2020

11.07.2020

13.07.2020

14.07.2020

02.07.2020

06.07.2020

11.07.2020

13.07.2020

14.07.2020

1

–347

354

–372

–378

–358

339

343

–361

–371

–358

652

652

656

647

660

2

–347

354

–372

377

–358

–340

343

–361

–371

–358

652

652

656

647

660

3

–347

354

–372

377

–358

–340

343

–361

–371

–358

651

652

656

647

660

4

–347

354

–372

–378

–358

–340

343

–361

–371

–358

652

652

656

647

660

5

–347

354

–372

–378

–358

–340

343

–361

–371

–358

650

652

656

647

660

6

346

354

–372

377

–358

–340

343

–361

–371

–358

651

652

656

647

660

7

–347

354

–372

377

–358

–340

343

–361

–371

–358

650

652

656

647

661

8

346

354

–372

–378

–358

339

343

–361

–371

–358

651

652

656

647

660

9

346

354

–372

-379

–358

339

343

–361

–371

–358

651

652

656

647

660

10

–347

354

–372

-379

–358

339

343

–361

–371

–358

650

652

656

647

661

11

–345

354

–372

–378

–358

339

343

–361

–371

–358

649

652

656

647

661

12

346

354

–372

–378

–358

338

343

–361

370

–358

649

652

656

647

661

13

–345

354

–372

–378

357

338

343

–361

370

–358

650

652

656

647

660

14

346

354

–372

377

357

338

343

–361

370

–358

650

652

656

647

661

15

–346

354

–372

377

357

338

343

–361

370

–358

650

652

656

647

660

16

–347

354

–372

377

357

339

343

–361

370

–358

650

652

656

647

661

17

–347

354

–372

377

357

339

343

–361

370

–358

650

652

656

647

661

18

346

354

–371

377

357

339

343

–361

–371

–358

650

652

656

647

661

19

–347

354

–371

377

357

339

343

–361

–371

–358

650

652

656

647

661

20

346

354

–371

377

357

339

343

–361

–371

–358

649

652

656

647

661

21

346

354

–371

377

–356

339

343

–361

–371

–358

648

652

656

647

661

22

346

354

–371

377

–356

339

343

–361

–371

–358

649

652

656

647

661

23

346

354

–371

–378

357

–340

343

–361

–371

–358

649

652

656

647

661

24

–347

354

–371

–378

–356

–340

343

360

–371

–358

649

652

656

647

661

25

346

354

–371

377

–356

339

343

360

–371

–358

649

652

656

647

661

26

–347

354

–371

377

–356

–340

343

360

370

–358

648

652

656

647

661

27

–347

354

–371

377

–356

–340

343

360

370

–358

649

652

656

647

660

28

–347

354

–371

376

–356

–340

343

360

370

357

649

652

656

647

661

29

–347

354

–371

376

–356

–340

343

360

370

–358

649

652

656

647

660

30

–347

354

–371

376

357

–340

343

360

370

357

649

652

656

647

661

31

348

354

–372

377

357

339

343

360

370

–358

647

652

656

647

661

32

348

354

–372

377

–356

339

343

360

370

357

648

652

656

647

660

33

347

354

–372

377

357

339

343

360

–371

357

647

652

656

647

661

34

347

354

–372

377

357

339

343

360

–371

357

648

652

656

647

661

35

348

354

–372

377

357

339

343

360

–371

357

649

652

656

647

661

36

347

354

372

377

357

339

343

360

370

357

648

652

656

647

660

37

347

354

372

377

357

339

343

360

370

357

648

652

656

647

660

38

346

354

372

377

357

340

343

360

370

357

648

652

656

647

661

39

347

354

372

377

357

339

343

360

370

357

647

652

656

647

660

40

348

354

372

377

357

339

343

360

370

357

648

652

656

647

660

41

347

354

372

377

357

339

343

360

370

357

648

652

656

647

661

42

347

354

372

377

357

338

343

360

370

357

648

652

656

647

661

43

348

354

372

377

357

339

343

360

370

357

648

652

656

647

661

44

348

354

372

377

357

339

343

360

370

357

648

652

656

647

660

45

348

354

372

376

357

339

343

359

370

356

648

652

656

647

660

46

348

354

372

376

356

339

343

359

370

356

648

652

656

647

660

47

348

354

372

376

356

338

343

359

370

356

648

652

656

647

660

48

348

354

372

376

355

339

343

359

370

356

649

652

656

647

660

49

348

354

372

376

355

339

343

359

369

356

649

652

656

647

660

50

348

352

372

377

355

338

343

359

369

356

649

652

656

647

660

 

Окончание табл.

Результаты измерений потенциала корпуса судна U=, мВ, полученные с помощью электродов (в день)

Электрод № 1
(цинковый электрод)

Электрод № 2
(цинковый электрод)

Электрод № 3
(хлорсеребряный электрод)

Дата

02.07.2020

06.07.2020

11.07.2020

13.07.2020

14.07.2020

02.07.2020

06.07.2020

11.07.2020

13.07.2020

14.07.2020

02.07.2020

06.07.2020

11.07.2020

13.07.2020

14.07.2020

 

Uсред.,
мВ

–346,9

–353,96

–371,74

–377,1

–356,9

–339,14

–343

–360,34

–370,4

–357,46

649,12

652

656

647

660,52

D

3,00

2,00

1,00

3,00

3,00

2,00

0,00

2,00

2,00

2,00

5,00

0,00

0,00

0,00

1,00

 

σ

0,62

0,08

0,38

0,48

0,62

0,48

0,00

0,61

0,53

0,63

1,00

0,00

0,00

0,00

0,50

Kd, %

0,65

0,08

0,19

0,49

0,69

0,40

0,00

0,46

0,32

0,49

1,59

0,00

0,00

0,00

0,25

Kr, %

0,81

0,28

0,44

0,71

0,84

0,64

0,00

0,69

0,57

0,71

1,27

0,00

0,00

0,00

0,50

V, %

–0,18

–0,02

–0,10

–0,13

–0,17

–0,14

0,00

–0,17

–0,14

–0,18

0,15

0,00

0,00

0,00

0,08

 

Согласно результатам исследований, приведенным в таблице, хлорсеребряный и цинковые электроды сравнения обеспечивают высокую точность [20] показателей контрольных измерений. Следует отметить:

– стоимость цинкового электрода примерно в 10 раз меньше стоимости ХСЭ;

– эксплуатировать и хранить цинковый электрод сравнения на судне проще, чем ХСЭ.

Динамика изменений результатов контрольных измерений, выполненных в разные дни, проиллюстрирована на рис. 1–3.

 

 

Рис. 1. Динамика результатов измерений потенциала корпуса судна
в период с 02.07.2020 по 14.07.2020, полученных с помощью электрода № 1 (цинкового электрода)

 

 

Рис. 2. Динамика результатов измерений потенциала корпуса судна
в период с 02.07.2020 по 14.07.2020, полученных с помощью электрода № 2 (цинкового электрода)

 

Рис. 3. Динамика результатов измерений потенциала корпуса судна
в период с 02.07.2020 по 14.07.2020, полученных с помощью электрода № 3 (ХСЭ)

 

Согласно рис. 1–3 результаты контрольных измерений, выполненных с помощью цинковых электродов сравнения, отличаются высокой стабильностью [6]. Они находятся в интервале значений от –346,90 до –377,10 мВ (электрод № 1) и от –339,14 до –370,40 мВ (электрод № 2).

Следует отметить, что результаты контрольных измерений, полученные с помощью разных электродов сравнения, подтвердили, что протекторная защита судна ПМ-15 не соответствует нормативным требованиям [5, 6].

 

Выводы

  1. Цинковые электроды сравнения допустимо применять на российских судах для контроля протекторной защиты корпуса судна.
  2. Результаты выполненных исследований могут быть использованы экипажами судов для подготовки судовых операторов систем защиты судов от коррозии.
References

1. Zobochev Iu. E., Solinskaia E. V. Zashchita sudov ot korrozii i obrastaniia [Protection of ships from corrosion and fouling]. Moscow, Transport Publ., 1984. 174 p.

2. Shvetsov V. A., Belov O. A., Belozerov P. A., Shun'kin D. V. Kontrol' sistem protektornoi zashchity stal'nykh sudov i korablei: monografiia [Control of tread protection systems of steel hulls of vessels and ships: monograph]. Petropavlovsk-Kamchatskii, Izd-vo KamchatGTU, 2016. 109 p.

3. Korobtsov I. M. Tekhnicheskoe obsluzhivanie i remont flota [Maintenance and repair of fleet]. Moscow, Transport Publ., 1975. 195 p.

4. RD 31.28.10-97. Kompleksnye metody zashchity sudovykh konstruktsii ot korrozii [RD 31.28.10-97. Complex methods of protection of ship structures from corrosion]. Available at: https://dokipedia.ru/document/5319913 (accessed: 05.10.2019).

5. GOST 9.056-75. Stal'nye korpusa korablei i sudov. Obshchie trebovaniia k elektrokhimicheskoi zashchite pri dolgovremennom stoianochnom rezhime [GOST 9.056-75. Steel hulls of ships and vessels. General requirements for electrochemical protection in long-term standby mode]. Available at: http://docs.cntd.ru/document/1200015017 (accessed: 05.10.2019).

6. GOST 26501-85. Korpusa morskikh sudov. Obshchie trebovaniia k elektrokhimicheskoi zashchite [GOST 26501-85. Hulls of sea vessels. General requirements for electrochemical protection]. Moscow, Izd-vo standartov, 1985. 7 p.

7. Belov O. A., Shvetsov V. A., Iastrebov D. P. Obosnovanie optimal'noi periodichnosti kontrolia raboty protektornoi zashchity stal'nykh korpusov sudov [Substantiation of optimal frequency of control of tread protection of ship steel hulls]. Ekspluatatsiia morskogo transporta, 2017, no. 1 (82), pp. 41-48.

8. Belov O. A., Shvetsov V. A., Iastrebov D. P., Belavina O. A., Shun'kin D. V. Vnedrenie usovershenstvovannogo sposoba kontrolia sistem protektornoi zashchity stal'nykh korpusov sudov Kamchatskogo flota [Implementing improved method for monitoring tread protection systems of steel hulls of ships of Kamchatka fleet]. Vestnik Kamchatskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 2017, iss. 39, pp. 6-11.

9. Shvetsov V. A., Belov O. A., Belavina O. A., Iastrebov D. P. Obosnovanie vozmozhnosti iskliucheniia vneshnego osmotra sistem protektornoi zashchity stal'nykh korpusov sudov [Substantiating possibility of excluding external inspection of tread protection systems of steel hulls of ships]. Vestnik Astrakhanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriia: Morskaia tekhnika i tekhnologiia, 2017, no. 1, pp. 29-38.

10. Belozerov P. A., Shvetsov V. A., Belavina O. A., Shun'kin D. V., Korostylev D. V., Pakhomov V. A., Malinovskii S. A. Obosnovanie sposoba vybora kontrol'nykh tochek dlia izmereniia zashchitnogo potentsiala stal'nykh korpusov korablei i sudov [Substantiating method for selecting control points for measurement protective potential of steel hulls of ships and vessels]. Vestnik Kamchatskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 2014, iss. 28, pp. 6-11.

11. Shvetsov V. A., Belozerov P. A., Adel'shina N. V., Belavina O. A., Petrenko O. E., Shun'kin D. V., Kirnosenko V. V. Vliianie kvalifikatsii operatora na rezul'taty izmereniia zashchitnogo potentsiala stal'nykh korpusov korablei i sudov [Influence of qualification operator on values of measuring protective potential of steel hulls of ships and vessels]. Vestnik Kamchatskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 2014, iss. 30, pp. 46-54.

12. Shvetsov V. A., Belozerov P. A., Belavina O. A., Shun'kin D. V., Malinovskii S. A. Obosnovanie vybora neobkhodimogo chisla parallel'nykh izmerenii zashchitnogo potentsiala stal'nykh korpusov korablei i sudov v kontrol'noi tochke [Substantiation of choice of required number of parallel measurements of protective potential of steel hulls of ships and vessels at control point]. Vestnik Kamchatskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 2016, iss. 35, pp. 40-46.

13. Shvetsov V. A., Belov O. A., Belozerov P. A., Belavina O. A., Kirnosenko V. V. Obosnovanie neobkhodimosti podgotovki operatorov dlia izmereniia potentsiala stal'nykh korpusov sudov i korablei [Substantiation of necessity of training operators for measuring potential of steel hulls of vessels and ships]. Vestnik Kamchatskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 2016, iss. 37, pp. 19-24.

14. Iastrebov D. P., Belov O. A., Shvetsov V. A., Belavina O. A. O vybore elektrodov dlia kontrolia sistem protektornoi zashchity stal'nykh sudov i korablei [On choosing electrodes for monitoring tread protection systems of steel ships]. Vestnik Astrakhanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriia: Morskaia tekhnika i tekhnologiia, 2019, no. 4, pp. 39-45.

15. Iastrebov D. P., Belov O. A., Shvetsov V. A., Ushakevich A. P., Kuznetsov G. V. O tselesoobraznosti ispol'zovaniia khlorserebrianykh elektrodov dlia kontrolia sistem protektornoi zashchity stal'nogo korpusa sudna. Tekhnicheskaia ekspluatatsiia vodnogo transporta: problemy i puti razvitiia [On expediency of using silver chloride electrodes to control tread protection systems of ship steel hull. Technical operation of water transport: problems and ways of development]. Materialy Vtoroi mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii (Petropavlovsk-Kamchatskii, 23-25 oktiabria 2019 g.). Petropavlovsk-Kamchatskii, Izd-vo KamchatGTU, 2020. Pp. 121-124.

16. Iastrebov D. P., Belov O. A., Shvetsov V. A., Belavina O. A., Zaitsev S. A. K voprosu ispol'zovaniia stal'nykh plastin dlia kontrolia protektornoi zashchity korpusov sudov i korablei. Tekhnicheskaia ekspluatatsiia vodnogo transporta: problemy i puti razvitiia [On issue of using steel plates to control tread protection of hulls of ships. Technical operation of water transport: problems and ways of development]. Materialy Vtoroi mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii (Petropavlovsk-Kamchatskii, 23-25 oktiabria 2019 g.). Petropavlovsk-Kamchatskii, Izd-vo KamchatGTU, 2020. Pp. 125-129.

17. Belov O. A., Iastrebov D. P., Rogozhnikov A. O., Shvetsov V. A., Zaitsev S. A., Tarabanov B. V. Razrabotka avtomatizirovannoi sistemy kontrolia protektornoi zashchity korpusov rybopromyslovykh sudov. Prirodnye resursy, ikh sovremennoe sostoianie, okhrana, promyslovoe i tekhnicheskoe ispol'zovanie [Development of automated system for monitoring tread protection of hulls of fishing vessels. Natural resources, their current state, protection, commercial and technical use]. Materialy XI Natsional'noi (vserossiiskoi) nauchno-prakticheskoi konferentsii (Petropavlovsk-Kamchatskii, 24-25 marta 2020 g.). Petropavlovsk-Kamchatskii, Izd-vo KamchatGTU, 2020. Pp. 82-85.

18. Iastrebov D. P., Belov O. A., Shvetsov V. A., Tarabanov B. V., Zaitsev S. A. K voprosu ispol'zovaniia elektrodov iz sudokorpusnoi stali dlia kontrolia zashchishchennosti ot korrozii korpusov sudov i korablei [On issue of using electrodes made of ship hull steel for monitoring protection against corrosion of ship hulls]. Vestnik Astrakhanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriia: Morskaia tekhnika i tekhnologiia, 2020, no. 2, pp. 15-21.

19. Shvetsov V. A., Belozerov P. A., Shun'kin D. V., Didenko A. A., Lutsenko A. A., Korostylev D. V., Belavina O. A. Ustroistvo dlia izmereniia zashchitnogo potentsiala stal'nykh korpusov korablei i sudov [Device for measuring protective potential of steel buildings ships and vessels]. Patent RF № 2014142289/28; 10.07.2015.

20. GOST R 8.736-2011. Gosudarstvennaia sistema obespecheniia edinstva izmerenii (GSI). Izmereniia priamye mnogokratnye. Metody obrabotki rezul'tatov izmerenii. Osnovnye polozheniia [GOST R 8.736-2011. State system for ensuring uniformity of measurements (GSI). Multiple direct measurements. Methods for processing measurement results. Basic provisions]. Available at: http://docs.cntd.ru/document/1200089016 (accessed: 05.10.2019).

21. Microsoft Office Excel 365: 2002 (16.0.12527.20278) / 10 marta 2020 [Microsoft Office Excel 365: 2002 (16.0.12527.20278) / March, 10, 2020]. Available at: http://www.naslozhdaysya.com/load/soft/microsoft_office_2016_2019_16_0_12527_20278_by_m0nkrus/9-1-0-31256 (accessed: 27.10.2020).


Login or Create
* Forgot password?