船舶與海洋工程領(lǐng)域中經(jīng)常出現(xiàn)腐蝕問題,其中一部分是雜散電流的腐蝕。雜散電流腐蝕是長期困擾國內(nèi)外造船企業(yè)的一個共性問題,無論是造船業(yè)比較先進的日本以及歐洲,還是比較落后的國家,都遭受雜散電流腐蝕問題,它所造成的經(jīng)濟損失是巨大的。
該問題已經(jīng)逐漸引起國內(nèi)外專家的高度重視,但是由于雜散電流腐蝕受到許多因素的影響,目前還沒有找到徹底的解決方法。因此,對雜散電流腐蝕問題進行深入的研究,找出合理解決該問題的方法,具有十分重要的意義。
本論文對外加電流陰極保護系統(tǒng)和犧牲陽極陰極保護系統(tǒng)進行了五方面的對比:工藝對比、安裝對比、系統(tǒng)維修對比、發(fā)展趨勢對比、經(jīng)濟性對比。最后確定鋼板樁碼頭采用外加電流陰極保護系統(tǒng)對碼頭進行腐蝕防護,在此過程中陰極保護系統(tǒng)產(chǎn)生的電場會對系泊船產(chǎn)生雜散電流腐蝕。針對這一具體工程問題,本論文從理論上對雜散電流的腐蝕機理進行了深入的研究,查明了雜散電流腐蝕的根本原因是電位梯度。
在數(shù)值模擬計算方面,首先,認(rèn)真學(xué)習(xí)了各種數(shù)值計算的方法,如邊界元計算方法和有限元計算方法,通過比較,采用邊界元計算方法來計算海區(qū)電場。采用4MsK嗽件分別建立海區(qū)電場計算模型和網(wǎng)格剖分模型。其次,通過邊界元數(shù)值計算求得海區(qū)電場的電位分布情況。最后,提出防止雜散電流腐蝕的方法。如將船體與碼頭用導(dǎo)線連接,變成一個整體,將靠泊船納入鋼板樁外加電流陰極保護系統(tǒng),使靠泊船成為臨時被保護對象。還可以通過在船體周圍懸掛犧牲陽極的方法來消除雜散電流腐蝕。因船體左側(cè)的電力線比較密集,電場強度較強,應(yīng)在船體左側(cè)多加犧牲陽極。陽極的數(shù)量可以通過計算得到。本文的計算結(jié)果為解決實際的工程問題提供了理論基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:外加電流陰極保護;雜散電流;數(shù)值計算;電場;電位梯度