ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОУГОЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ПОТЕНЦИАЛА СТАЛЬНЫХ КОРПУСОВ КОРАБЛЕЙ И СУДОВ
Авторы:
1.
Камчатский государственный технический университет
2.
Камчатский государственный технический университет
(зав. сектором патентования и научно-квалификационной деятельности отдела науки и инноваций)
Россия
Россия
3.
Камчатский государственный технический университет
4.
Камчатский государственный технический университет
(доктор химических наук, доцент; профессор кафедры энергетических установок и электрооборудования судов)
Россия
Россия
Тип:
Статья
Страницы:
с 27
по 31
Статус:
Опубликован
Получено:
20.02.2015
Одобрено:
25.02.2015
Опубликовано:
25.02.2015
Классификаторы:
УДК 681.5:629.5.023
ГРНТИ 45.01 Общие вопросы электротехники
ГРНТИ 55.42 Двигателестроение
ГРНТИ 55.45 Судостроение
ГРНТИ 73.34 Водный транспорт
ГРНТИ 44.31 Теплоэнергетика. Теплотехника
ГРНТИ 45.01 Общие вопросы электротехники
ГРНТИ 55.42 Двигателестроение
ГРНТИ 55.45 Судостроение
ГРНТИ 73.34 Водный транспорт
ГРНТИ 44.31 Теплоэнергетика. Теплотехника
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
коррозия стальных корпусов судов (кораблей), электрохимическая защита корпуса судна от коррозии, измерение потенциала корпуса судна, электроды сравнения, электроугольные изделия
Аннотация (русский):
Отмечается необходимость контролировать режим работы систем электрохимической защиты стальных корпусов судов (кораблей) от коррозии, которая является одной из основных причин снижения прочности корпуса судна. Необходимо измерять потенциал стальных корпусов судов (кораблей) с помощью переносного милливольтметра и хлорсеребряного электрода сравнения стандартным методом. Однако рекомендуемый для использования хлорсеребряный электрод сравнения характеризуется непостоянством потенциала, поэтому необходимо периодически проверять его работоспособность с помощью эталонного хлорсеребряного электрода. Приготовить эталонный хлорсеребряный электрод в судовых условиях невозможно. Обоснована необходимость отказа от использования стандартных электродов сравнения при измерении потенциала стальных корпусов судов (кораблей). Показано, что вместо электродов сравнения можно использовать судовые электроугольные изделия, например щетки для электрических машин, у которых закончился срок эксплуатации. Из полученных экспериментальных и расчетных данных следует, что при использовании щеток для электрических машин вместо хлорсеребряного электрода сравнения прецизионность результатов измерения не ухудшается, и результаты измерений потенциала корпуса судна (корабля) легко привести к стандартному виду с помощью введения соответствующих поправок. При этом замена хлорсеребряного электрода сравнения на судовые электроугольные изделия позволит обеспечить надёжный контроль режима работы систем электрохимической защиты корпусов судов (кораблей). Это положение подтверждается практикой использования альтернативных электродов сравнения на рыбопромысловом сейнере «Чарымово».
Отмечается необходимость контролировать режим работы систем электрохимической защиты стальных корпусов судов (кораблей) от коррозии, которая является одной из основных причин снижения прочности корпуса судна. Необходимо измерять потенциал стальных корпусов судов (кораблей) с помощью переносного милливольтметра и хлорсеребряного электрода сравнения стандартным методом. Однако рекомендуемый для использования хлорсеребряный электрод сравнения характеризуется непостоянством потенциала, поэтому необходимо периодически проверять его работоспособность с помощью эталонного хлорсеребряного электрода. Приготовить эталонный хлорсеребряный электрод в судовых условиях невозможно. Обоснована необходимость отказа от использования стандартных электродов сравнения при измерении потенциала стальных корпусов судов (кораблей). Показано, что вместо электродов сравнения можно использовать судовые электроугольные изделия, например щетки для электрических машин, у которых закончился срок эксплуатации. Из полученных экспериментальных и расчетных данных следует, что при использовании щеток для электрических машин вместо хлорсеребряного электрода сравнения прецизионность результатов измерения не ухудшается, и результаты измерений потенциала корпуса судна (корабля) легко привести к стандартному виду с помощью введения соответствующих поправок. При этом замена хлорсеребряного электрода сравнения на судовые электроугольные изделия позволит обеспечить надёжный контроль режима работы систем электрохимической защиты корпусов судов (кораблей). Это положение подтверждается практикой использования альтернативных электродов сравнения на рыбопромысловом сейнере «Чарымово».
Ключевые слова:
коррозия стальных корпусов судов (кораблей), электрохимическая защита корпуса судна от коррозии, измерение потенциала корпуса судна, электроды сравнения, электроугольные изделия
коррозия стальных корпусов судов (кораблей), электрохимическая защита корпуса судна от коррозии, измерение потенциала корпуса судна, электроды сравнения, электроугольные изделия
Введение Коррозия стальных корпусов кораблей и судов - одна из главных причин износа судов, снижения их прочности и безопасности [1, 2]. Предупреждение преждевременного износа корпуса судна (корабля) является повседневной задачей экипажа [3, 4]. Для защиты от коррозии на кораблях и судах используют системы электрохимической защиты (катодные и протекторные), которые должны обеспечить необходимый (-0,85 В) защитный потенциал корпуса [5, 6]. Согласно нормативным документам [6], при эксплуатации систем электрохимической защиты необходимо периодически измерять потенциал корпуса судна с помощью переносного милливольтметра и хлорсеребряного электрода сравнения. Однако эти требования на кораблях и судах не выполняются. Причиной невыполнения экипажем своих обязанностей является несовершенство методики измерений потенциала корпуса и низкие эксплуатационные характеристики хлорсеребряных электродов [5, 7, 8]. Предложения по совершенствованию методики измерения защитного потенциала корпуса судна изложены в [7, 8]. Однако вопрос о замене хлорсеребряных электродов на альтернативные варианты до настоящего времени не решён. Для решения этой проблемы необходимы новые научные исследования, при выполнении которых следует учитывать реальные условия работы экипажей судов в море. Цель и задачи исследования Цель исследования - обосновать возможность использования судовых (корабельных) электроугольных изделий вместо электродов сравнения при измерении потенциала стальных корпусов кораблей и судов. Для этого необходимо было обосновать возможность использования в качестве электродов сравнения меднографитных, электрографитированных и угольнографитных щёток; оценить метрологические характеристики результатов измерений потенциала корпуса судна, полученные при использовании альтернативных электродов сравнения; определить поправки, которые необходимо добавить к результату измерений для приведения их к стандартным результатам. Эксперименты и их обсуждение Для достижения поставленной цели был выполнен следующий эксперимент. Измеряли потенциал стального корпуса судна рыбопромыслового сейнера «Чарымово». При измерении потенциала использовали различные по маркам и размерам щетки для электрических машин, у которых закончился срок эксплуатации [9]: меднографитные (двух размеров: 16 20 25 и 8 10 25); электрографитированные (двух размеров: 16 20 50 и 8 10 25); угольнографитные (двух размеров: 20 30 40 и 9 10 39). Кроме того, выполнили стандартные [3] измерения потенциала корпуса с использованием хлорсеребряного электрода сравнения. Контрольная точка для измерений потенциала была выбрана в районе миделя судна [7]. Измерения выполняли по методике [3]. При использовании каждой отдельной щетки для электрических машин, а также хлорсеребряного электрода выполнили 30 измерений потенциала корпуса судна. Измерения проводили в условиях стоянки судна у причала при минимальном волнении моря. Результаты измерений и расчётов [10, 11] приведены в таблице. Результаты измерений потенциала стального корпуса судна при использовании различных марок щеток и хлорсеребряного электрода, мВ № измерения Щётки, с размерами, мм Меднографитные Электрографитированные Угольнографитные Хлорсеребряный электрод 16 20 25, С1 8 10 25, С2 16 20 50, С3 8 10 25, С4 20 30 40, С5 9 10 39, С6 С7 1 650 650 647 647 647 647 780 2 650 649 648 647 648 646 780 3 650 649 647 648 647 646 779 4 649 650 647 647 647 647 780 5 650 650 646 648 648 647 781 6 649 651 647 648 647 648 781 7 649 649 647 649 648 648 780 8 648 650 647 648 647 647 778 9 649 650 648 647 646 647 780 10 650 650 648 648 647 648 779 11 650 651 647 648 648 647 780 12 649 651 647 648 647 646 780 13 650 651 648 649 647 646 780 14 650 650 649 648 647 647 779 15 650 650 647 648 646 647 781 16 650 650 647 649 646 646 780 17 650 649 648 648 647 647 780 18 650 650 647 647 647 647 780 19 648 650 647 647 647 647 781 20 649 650 646 648 647 647 779 21 650 649 647 646 647 646 780 22 650 648 647 647 647 647 780 23 650 650 646 647 648 647 780 24 650 650 647 647 646 648 781 25 649 650 648 647 648 647 781 26 649 649 647 647 647 647 780 27 649 650 647 648 647 647 780 28 649 650 648 647 647 647 780 29 650 649 647 648 647 647 781 30 650 650 647 647 646 647 780 Среднее значение Ci 649,53 649,83 647,20 647,60 647,03 646,93 780,03 Дисперсия S2 0,39 0,48 0,44 0,52 0,34 0,34 0,51 Стандартное отклонение S 0,62 0,69 0,66 0,72 0,58 0,58 0,71 Коэффициент вариации V 0,09 0,11 0,10 0,11 0,09 0,09 0,09 Критерий Фишера F = 1,23 < Fкр = 3,00 F = 1,18 < Fкр = 3,00 F = 1,02 < Fкр = 3,00 - Критерий Стьюдента t = 1,76 < tкр = 2,66 t = 2,25 < tкр = 2,66 t = 0,67 < tкр = 2,66 - Величина поправки Ci - C7 130,5 130,2 132,83 132,43 133,00 133,10 - Примечание. Все выборочные дисперсии однородны, т. к., по критерию Кохрена [11], Gmax = 0,52/(0,39 + + 0,48 + 0,44 + 0,52 + 0,34 + 0,34 + 0,51) = 0,1722 < Gmax (0,05; m = 7; f = 29) = 0,2445. Результаты исследования показывают, что при использовании щеток для электрических машин вместо хлорсеребряного электрода сравнения прецизионность результатов измерения не ухудшается. При этом размеры щеток не влияют на результаты измерения потенциала корпуса судна. Результаты измерений потенциала, полученные при использовании щеток для электрических машин, легко привести к стандартному виду [3]. Для этого в результаты измерения необходимо ввести соответствующую поправку. Заключение Для измерения потенциала стальных корпусов кораблей и судов можно использовать бывшие в эксплуатации судовые (корабельные) электроугольные изделия, что позволит обеспечить надёжный контроль режима работы систем электрохимической защиты корпусов кораблей и судов. Применение электроугольных изделий позволит решить проблему отсутствия хлорсеребряных электродов сравнения на судах и кораблях и необходимость их приобретения, тем самым значительно сократить финансовые затраты судовладельца. Кроме того, бывшие в употреблении электроугольные изделия являются конструктивно более прочными и приспособленными к измерениям в судовых условиях, чем хрупкие хлорсеребряные электроды.
1. Тихонов М. К. Коррозия и защита морских сооружений из бетона и железобетона / М. К. Тихонов. М.: Изд-во Академии наук СССР, 1962. 119 с.
2. Улиг Г. Т. Коррозия и борьба с ней / Г. Т. Улиг, Р. У. Реви. Л.: Химия, 1989. 454 с.
3. ГОСТ 9.056-75. Стальные корпуса кораблей и судов. Общие требования к электрохимической защите при долговременном стояночном режиме // URL: http://docs.cntd.ru/document/1200015017.
4. Марткович А. М. Борьба с коррозией корпуса судна / А. М. Марткович. М.: Морской транспорт, 1955. 170 с.
5. Зобочев Ю. Е. Защита судов от коррозии и обрастания / Ю. Е. Зобочев, Э. В. Солинская. М.: Транспорт, 1984. 174 с.
6. Максимаджи А. И. Оценка технического состояния корпусов морских судов / А. И. Максимаджи, Л. М. Беленький, А. С. Бринер. Л.: Судостроение, 1982. 156 с.
7. Белозёров П. А. Обоснование способа выбора контрольных точек для измерения защитного потенциала стальных корпусов кораблей и судов / П. А. Белозёров, В. А. Швецов, О. А. Белавина, Д. В. Шунькин, Д. В. Коростылёв, В. А. Пахомов, С. А. Малиновский // Вестн. Камчат. гос. техн. ун-та. 2014. № 28. С. 6-11.
8. Белозёров П. А. Совершенствование методики измерения защитного потенциала стальных корпусов кораблей и судов / П. А. Белозёров, В. А. Швецов, А. А. Луценко, О. А. Белавина // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. Сер.: Морская техника и технология. 2014. № 4. С. 7-12.
9. Готман П. Е. Электротехнические материалы / П. Е. Готман, В. Б. Березин, А. М. Хайкин. М.: Энергия, 1969. 544 с.
10. Смагунова А. Н. Алгоритмы оперативного и статистического контроля качества работы аналитической лаборатории / А. Н. Смагунова, Е. И. Шмелёва, В. А. Швецов. Новосибирск: Наука, 2008. 60 с.
11. Смагунова А. Н. Методы математической статистики в аналитической химии / А. Н. Смагунова, О. М. Карпукова. Ростов н/Д: Феникс, 2012. 346 с.
