ОБОСНОВАНИЕ СНЯТИЯ ОГРАНИЧЕНИЙ НА ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ ЗАЩИТНОГО 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 7
по 12
Статус:
Опубликован
Получено:
20.05.2015
Одобрено:
25.05.2015
Опубликовано:
25.05.2015
Классификаторы:
УДК 620.19:629.5.023
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 кораблей и судов, электрохимическая защита корпуса судна от коррозии, измерения защитного потенциала корпуса судна, электрод сравнения, методика измерения потенциала стальных корпусов кораблей и судов
Аннотация (русский):
Согласно ГОСТ 9.056-75, при эксплуатации систем защиты судна (корабля) от коррозии необходимо периодически измерять потенциал корпуса судна. Однако экипажи судов и кораблей эту работу не выполняют. Одной из причин невыполнения экипажем своих должностных обязанностей является излишняя жесткость требований к продолжительности операции измерения потенциала корпуса в контрольной точке, установленной нормативными документами. Цель исследования - снять ограничения на продолжительность операции по измерению защитного потенциала стальных корпусов кораблей и судов в контрольных точках. Для достижения цели необходимо было исследовать влияние продолжительности операции по измерению потенциала корпуса судна в контрольной точке на точность результатов измерений. Поставленная цель была достигнута с помощью экспериментов и методов математической статистики. Показано, что уменьшение продолжительности операции по измерению потенциала корпуса судна в контрольной точке не влияет на точность результатов измерения. Установлено, что измерения потенциала корпуса судна (корабля) можно выполнять сразу же после погружения электрода сравнения в морскую воду. Точность результатов измерения потенциала корпуса при этом не снижается. Очевидно, что методику измерения потенциала стальных корпусов кораблей и судов можно упростить, отказавшись от излишне жестких требований нормативных документов. Это позволит повысить экспрессность данной методики и снизить ее трудоемкость. Экипажи судов и кораблей смогут легко осуществлять оперативный контроль систем защиты стальных корпусов кораблей и судов от коррозии. Результаты этого контроля позволят своевременно направлять суда и корабли в док, что приведет к снижению стоимости судоремонтных работ и сроков их выполнения.
Согласно ГОСТ 9.056-75, при эксплуатации систем защиты судна (корабля) от коррозии необходимо периодически измерять потенциал корпуса судна. Однако экипажи судов и кораблей эту работу не выполняют. Одной из причин невыполнения экипажем своих должностных обязанностей является излишняя жесткость требований к продолжительности операции измерения потенциала корпуса в контрольной точке, установленной нормативными документами. Цель исследования - снять ограничения на продолжительность операции по измерению защитного потенциала стальных корпусов кораблей и судов в контрольных точках. Для достижения цели необходимо было исследовать влияние продолжительности операции по измерению потенциала корпуса судна в контрольной точке на точность результатов измерений. Поставленная цель была достигнута с помощью экспериментов и методов математической статистики. Показано, что уменьшение продолжительности операции по измерению потенциала корпуса судна в контрольной точке не влияет на точность результатов измерения. Установлено, что измерения потенциала корпуса судна (корабля) можно выполнять сразу же после погружения электрода сравнения в морскую воду. Точность результатов измерения потенциала корпуса при этом не снижается. Очевидно, что методику измерения потенциала стальных корпусов кораблей и судов можно упростить, отказавшись от излишне жестких требований нормативных документов. Это позволит повысить экспрессность данной методики и снизить ее трудоемкость. Экипажи судов и кораблей смогут легко осуществлять оперативный контроль систем защиты стальных корпусов кораблей и судов от коррозии. Результаты этого контроля позволят своевременно направлять суда и корабли в док, что приведет к снижению стоимости судоремонтных работ и сроков их выполнения.
Ключевые слова:
коррозия стальных корпусов кораблей и судов, электрохимическая защита корпуса судна от коррозии, измерения защитного потенциала корпуса судна, электрод сравнения, методика измерения потенциала стальных корпусов кораблей и судов
коррозия стальных корпусов кораблей и судов, электрохимическая защита корпуса судна от коррозии, измерения защитного потенциала корпуса судна, электрод сравнения, методика измерения потенциала стальных корпусов кораблей и судов
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 (от -0,75 до -1,05 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 переносного хлорсеребряного электрода сравнения (ХСЭ). Однако эти требования на кораблях и судах не выполняются [7, 8]. Одной из причин невыполнения экипажем своих обязанностей является несовершенство методики измерений потенциала корпуса [6]. Эту методику необходимо усовершенствовать, т. е. сделать ее удобной для практического использования. Отдельные способы совершенствования методики измерений потенциала корпуса изложены в [7, 8]. Однако до настоящего времени сохраняется ограничение на продолжительность операции по измерению потенциала стальных корпусов кораблей и судов. В соответствии с рекомендациями [9, 10] измерения потенциала стального корпуса должны производиться через 5-10 минут после погружения ХСЭ в морскую воду. Для обоснования этого положения или отказа от него необходимы новые исследования. Цель нашего исследования - снять ограничения на продолжительность операции измерения потенциала стальных корпусов кораблей и судов в контрольных точках. Для достижения цели необходимо было исследовать зависимость результатов измерений потенциала корпуса судна от времени нахождения электрода сравнения в морской воде. Эксперименты и их обсуждение Для достижения поставленной цели был проведен ряд экспериментов. Величину потенциала стального корпуса пассажирского судна «Василий Завойко» измеряли в контрольной точке № 5, расположенной в районе кормы. Измерения выполняли с помощью цифрового мультиметра UT203 (милливольтметра), ХСЭ типа ЭСО-01 и графитового электрода сравнения (ГЭС) [11]. Потенциал корпуса сначала измеряли с помощью ХСЭ типа ЭСО-01. Измерения проводили в следующем порядке: - подключили ХСЭ к положительной клемме милливольтметра, а отрицательную клемму соединили с зачищенным до металла фальшбортом судна; - опустили ХСЭ в морскую воду на расстояние менее 1 метра от борта судна; - измерили потенциал корпуса судна в контрольной точке; - зафиксировали в журнале результат измерения. Получив первый результат измерений потенциала корпуса судна, милливольтметр отсоединили от фальшборта. При этом ХСЭ продолжал находиться в морской воде. Через 30 секунд после отсоединения милливольтметра его вновь соединили с фальшбортом, измерили потенциал корпуса судна и зафиксировали второй результат измерения в журнале. Вновь отсоединили милливольтметр от фальшборта на 30 секунд, затем снова присоединили его к фальшборту, измерили потенциал корпуса и зафиксировали третий результат измерения в журнале. Таким способом было получено 60 результатов измерений потенциала корпуса судна в контрольной точке, при этом ХСЭ постоянно находился в морской воде (в течение 30 минут). Затем такой же эксперимент провели с использованием ГЭС. Результаты экспериментов и необходимых расчетов [12] приведены в табл. 1. Таблица 1 Результаты измерений защитного потенциала стального корпуса пассажирского судна «Василий Завойко» в контрольной точке № 5 № измерения Результаты измерений потенциала, мВ, с помощью № измерения Результаты измерений потенциала, мВ, с помощью ХСЭ, Сi ГЭС, Сi ХСЭ, Сi ГЭС, Сi 1 818 688 31 818 688 2 818 688 32 818 688 3 818 688 33 818 688 4 818 688 34 818 688 5 818 688 35 818 688 6 818 688 36 818 688 7 818 688 37 818 688 8 818 688 38 818 688 9 818 688 39 818 688 10 818 688 40 818 688 11 818 688 41 818 688 12 818 688 42 818 688 13 818 688 43 818 688 14 818 688 44 818 688 15 818 688 45 818 688 16 818 688 46 818 688 17 818 688 47 818 688 18 818 688 48 818 688 19 818 688 49 818 688 Продолжение табл. 1 Результаты измерений защитного потенциала стального корпуса пассажирского судна «Василий Завойко» в контрольной точке № 5 № измерения Результаты измерений потенциала, мВ, с помощью № измерения Результаты измерений потенциала, мВ, с помощью ХСЭ, Сi ГЭС, Сi ХСЭ, Сi ГЭС, Сi 20 818 688 50 818 688 21 818 689 51 817 688 22 818 689 52 817 688 23 818 689 53 817 688 24 818 689 54 817 688 25 818 689 55 817 688 26 818 689 56 817 688 27 818 689 57 817 688 28 818 689 58 817 688 29 818 689 59 817 688 30 818 689 60 818 688 Среднее значение Сср 817,8 688,2 Дисперсия S2 0,14 0,14 Стандартное отклонение S 0,37 0,37 Коэффициент вариации V, % 0,05 0,05 С помощью критерия Стьюдента [13] установили, что между средним значением первых трех результатов измерений и средним значением всех результатов измерений нет значимых систематических расхождений, т. к. tХСЭ = 0,913, tтабл (0,05; 61) = 2,00; tГЭС = 0,913, tтабл (0,05; 61) = 2,00. Следовательно, можно выполнять единичные измерения потенциала корпуса судна сразу же после погружения электрода сравнения в воду. Для подтверждения этого положения был выполнен следующий дополнительный эксперимент. Потенциал корпуса судна измеряли в той же контрольной точке с помощью переносного милливольтметра и ХСЭ. Результаты эксперимента разделили на 6 серий. Каждая серия экспериментов включает 10 результатов измерений потенциала корпуса судна, выполненных в течение 5 минут. Результаты дополнительных измерений потенциала корпуса судна и необходимых расчетов приведены в табл. 2. Таблица 2 Результаты дополнительных измерений защитного потенциала стального корпуса судна «Василий Завойко» в контрольной точке № 5 № измерения Серия экспериментов Период времени 1 10 ч 00 мин - 10 ч 05 мин 2 10 ч 05 мин - 10 ч 10 мин 3 10 ч 10 мин - 10 ч 15 мин 4 10 ч 15 мин - 10 ч 20 мин 5 10 ч 20 мин - 10 ч 25 мин 6 10 ч 25 мин - 10 ч 30 мин 1 818 818 818 818 818 817 2 818 818 819 818 818 818 3 818 818 818 819 818 818 4 818 818 818 818 818 819 5 818 818 818 817 819 818 6 818 819 817 818 817 818 7 818 818 818 818 818 818 8 818 817 818 818 818 818 9 818 818 817 818 817 818 10 819 818 817 819 818 818 Среднее значение Сср 818,1 818 817,8 818,1 817,9 818 Дисперсия S2 0,10 0,22 0,40 0,32 0,32 0,22 Стандартное отклонение S 0,32 0,47 0,63 0,57 0,57 0,47 Коэффициент вариации V, % 0,04 0,06 0,08 0,07 0,07 0,06 С помощью критерия Кохрена [13] установили, что дисперсии результатов измерений однородны, т. к. Следовательно, прецизионность результатов измерений защитного потенциала корпуса судна не зависит от времени нахождения электрода сравнения в воде. С помощью критерия Стьюдента [13] было установлено, что между средними значениями результатов измерений в различных сериях эксперимента значимых расхождений нет. Результаты соответствующих расчетов приведены в табл. 3. Таблица 3 Оценка значимости расхождений средних значений результатов измерений в различных сериях экспериментов Серии результатов измерений, в которых оценивалось расхождение ΔС = = С1 - Сi Стандартное отклонение Значение критерия Стьюдента Расчетное Табличное Уровень значимости 0,05 t (0,05; 18) 0,01 t (0,01; 18) 1 и 2 0,1 0,31 0,52 2,1 2,88 1 и 3 0,3 0,93 0,27 1 и 4 0 0 0 1 и 5 0,2 0,44 0,92 1 и 6 0,1 0,31 0,52 Из результатов дополнительного эксперимента также следует, что продолжительность нахождения электрода сравнения в морской воде не влияет на точность результатов измерения защитного потенциала корпуса судна. Заключение Согласно результатам экспериментов, жестких требований к времени нахождения электрода сравнения в воде при измерении защитного потенциала корпуса судна можно не придерживаться, что позволит повысить экспрессность данной методики и снизить ее трудоемкость. Отказ от ограничения по времени позволит сократить продолжительность периодических контрольных измерений потенциала корпуса рыбопромысловых судов примерно на 1 час. Благодаря этому экипажи судов и кораблей смогут оперативно осуществлять контроль систем защиты корпусов морских судов и кораблей от коррозии. Результаты этого контроля позволят своевременно направлять суда и корабли в док, что приведет к снижению стоимости судоремонтных работ и сроков их выполнения.
1. Марткович А. М. Борьба с коррозией корпуса судна / А. М. Марткович. М.: Морской транспорт, 1955. 170 с.
2. Зобочев Ю. Е. Защита судов от коррозии и обрастания / Ю. Е. Зобочев, Э. В. Солинская. М.: Транспорт, 1984. 174 с.
3. Максимаджи А. И. Оценка технического состояния корпусов морских судов / А. И. Максимаджи, Л. М. Беленький, А. С. Бринер. Л.: Судостроение, 1982. 156 с.
4. Коробцов И. М. Техническое обслуживание и ремонт флота / И. М. Коробцов. М.: Транспорт, 1975. 195 с.
5. Улиг Г. Т. Коррозия и борьба с ней / Г. Т. Улиг, Р. У. Реви. Л.: Химия, 1989. 454 с.
6. 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.
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. Баранов А. Н. Исследование коррозионной стойкости сталей, применяемых для изготовления дражного оборудования для добычи золота / А. Н. Баранов, Е. А. Гусева, Е. Н. Комова // Системы. Методы. Технологии. 2014. № 1 (21). С. 102-106.
10. Руководство по защите корпусов надводных кораблей ВМФ от коррозии и обрастания. М.: Воениздат, 1984. 351 с.
11. Устройство дл измерения защитного потенциала стальных корпусов кораблей и судов: заявка на полезную модель № 2014142289 / Швецов В. А., Белозеров П. А., Шунькин Д. В., Диденко А. А., Луценко А. А., Коростылёв Д. В., Белавина О. А.; заявл. 20.10.2014.
12. Смагунова А. Н. Алгоритмы оперативного и статического контроля качества работы аналитической лаборатории / А. Н. Смагунова, Е. И. Шмелева, В. А. Швецов. Новосибирск: Наука, 2008. 60 с.
13. Смагунова А. Н. Методы математической статистики в аналитической химии / А. Н. Смагунова, О. М. Карпукова. Ростов н/Д: Феникс, 2012. 346 с.
