Metod za određivanje efikasnosti sistema aktivne katodne zaštite plovnih objekata od korozije

Abstract

Korozija podvodnog dela trupa broda je jedan od izuzetno važnih problema u brodogradnji. Pored osnovnog načina zaštite dobijenog organskim premazima, postoji tendencija primene aktivne katodne zaštite pomoću spoljašnjeg izvora jednosmerne struje. Time se obezbeđuje znatno veći stepen zaštite čelika od korozije. U radu su navedeni faktori koji utiču na koroziju kao i njihovo međusobno dejstvo. Predstavljena je električne shema dvojnog električnog sloja i polarizacionih krivih, pri koroziji metala u morskoj i rečnoj vodi. Izvršeno je matematičko modelovanje anode, čelika koji se štiti, kao i sredine u kojoj se obavlja korozija. Prikazani su rezultati merenja oštećenja na brodu usled korozije a koji je proveo preko 20 godina u eksploataciji. Dati su osnovni podaci o sistemu aktivne katodne zaštite. Data su analitička rešenja nekih dvodimenzionalnih i trodimenzionalnih rešenja za idealizovane slučajeve. Prikazan je numerički metod za rešavanje eliptičkih parcijalnih diferencijalnih jednačina koji se koristi za računanje potencijalnog polja oko trupa broda, kao i numerički dobijeni rezultati raspodele potencijala na trupu broda sa jednom, ili obe elektrode. Navedeni su rezultati merenja zaštitnog potencijala na brodu dizalici koji se nalazi u bazenu brodogradilišta "Beograd". Prikazani su rezultati merenja prirodnog potencijala korozije, brzine porasta kao i pada zaštitnog potencijala. Na kraju je data mreža mernih tačaka sa izmerenim potencijalom trupa broda u ustaljenom stanju. Izvršeno je poređenje numeričkih i analitičkih rešenja sa eksperimentalno dobijenim podacima. Istaknut je praktičan značaj primene rezultata istraživanja datih u ovoj disertaciji. Posebno treba istaći činjenicu da je eksperiment izveden na realnom objektu i da su pri tome rešeni gotovo svi praktični problemi prilikom ugradnje i primene ovog sistema zaštite od korozije. Treba istaći anode i okoloanodne ekrane, referentne elektrode, ispravljače za ovu namenu, kablovske prolaze i drugo. Na osnovu ovog rada stvorena je podloga da se ovaj sistem može ugrađivati na realnim objektima i praktično koristiti.

The corrosion of the underwater part of the ship hull is one of the very important problems in shipbuilding. Beside the elementary way of protection, made by the organic paint, there is a tendency of applying the impressed current system (active cathodic protection) with help of exterior source of the direct current. There is a way to achieve the higher degree of protecting the steel from the corrosion. The factors that have an influence to the corrosion and their mutual action are presented in this paper. It is also presented an electric scheme of double electric layer an polar curve, by corrosion of the metal in sea and river water. It is made the mathematic model of the anode, the protecting steel and of the water. This paper includes also, the results of measuring the damages on the ship, which is more than 20 years in exploitation, caused by the corrosion. There are also given the elementary data about the impressed current system of cathodic protection. The analytical solutions of some two dimensional or three dimensional solutions for ideal cases are also presented. It is shown the numerical method for elliptical partial differential equations, which serves for calculating the potential field around the ship hull. The numerically received results of the potential distribution on the ship hill with one or both electrodes is also given. There are quoted also the results of measuring the protecting potential on the ship, located in the Shipyard "Beograd". The results of measuring the natural potential of the corrosion, the changing of the protecting potential are presented. It is shown the screen of the measuring potential of the ship hull in steady condition. The numerical and analytical solutions with experimentally received data are compared. It is emphasized the practical importance of the use of researching results, that are presented in this dissertation. The experiment is done on the real object and that way, almost all practical problems about the application of this system are solved. There are anodes, dielectric shield, reference electrode, rectifier for this use, cable coffer dam, etc. This paper shows that, based on the facts that are presented, this system could be built-in on the real objects and it could be practically used.