【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于腐蚀防护，具体涉及一种可调电位牺牲阳极保护系统。
技术介绍
1、牺牲阳极保护是舰船、海洋平台等构件最常用的腐蚀防护措施之一。牺牲阳极保护的原理是依靠铝、锌等活性金属不断溶解提供船体结构所需的保护电流。由于牺牲阳极不具有保护电位调节功能，实际使用中存在以下问题：使用初期，被保护结构表面涂层状态较好，所需保护电流极小，牺牲阳极保护电位偏负；使用后期，被保护结构表面涂层破损增加，所需保护电流较大，牺牲阳极消耗过多，保护不足。目前，牺牲阳极设计时通过增加牺牲阳极数量，来确保使用后期的防腐效果。但是随着舰船的发展，船体结构钢的强度越来越大，依靠增加牺牲阳极数量已不能满足使用要求。众所周知，钢的强度越高，发生氢脆等危险腐蚀风险越大，阴极保护电位控制要求越严。国外一些标准规范对高强钢的保护电位范围作出了明确的规定，以降低阴极保护引起的氢脆危险性，如hse(health and safetyexecutive)颁发设计准则推荐高强钢阴极保护电位不能负于-870mv，dnv offshorestandard(2000)推荐屈服强度大于550mpa的高强钢的保护电位范围是-770mv～850mv。传统的铝合金、锌合金牺牲阳极的工作电位负于-1.05v，远负于高强钢的氢脆敏感电位，若直接用于高强钢保护会增加氢脆的风险。为了实现对高强钢的有效保护，又不增加氢脆风险，国内外研究人员开展了大量研究工作，研发出al-ga、al-cd等低电位牺牲阳极材料。但是从目前应用情况来看，开发的低电位牺牲阳极材料不同程度地存在溶解不均匀、驱动电位太小、电容
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：提供一种可调电位牺牲阳极保护系统，用于对牺牲阳极保护电位进行动态调节。
2、本专利技术为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种可调电位牺牲阳极保护系统，包括控制模块、电位传感器、可变电阻和牺牲阳极；牺牲阳极通过绝缘标准件连接被保护结构；电位传感器布置在靠近牺牲阳极的位置，用于实时测量被保护结构的保护电位值；可变电阻串联在牺牲阳极的本体与被保护结构之间；控制模块通过输入端连接电位传感器的输出端，并通过控制端连接可变电阻的受控端，用于根据电位传感器反馈的保护电位值动态调整可变电阻的电阻值。
3、按上述方案，设rp为极化电阻，us为被保护结构的保护电位，ur为被保护结构的自腐蚀电位；则牺牲阳极工作时，驱动电位ut与阳极电流密度j的关系为：
4、ut＝(us-ur)-rpj (1)；
5、设sa为阳极电流密度，ra为阳极接地电阻，rc为阴极接地电阻；在牺牲阳极保护系统的回路中，驱动电位ut与阳极电流密度j还存在如下关系：
6、ut＝jsa(ra+rc) (2)；
7、由式(1)、式(2)分别得到牺牲阳极电流密度j(ut)与驱动电位ut的两种关系曲线，其中式(2)曲线与横坐标轴的夹角为α，则斜率为：
8、tanα＝1/sa(ra+rc)；
9、式(1)曲线与式(2)曲线的交点为牺牲阳极保护系统的工作点，当增加接地电阻时，tanα减小，牺牲阳极电流密度j减小，被保护结构的保护电位正向移动。
10、按上述方案，可变电阻的固定端连接牺牲阳极、滑动端接地。
11、按上述方案，对比ag/agcl参比电极，电位传感器9的测量范围为-2.5v～2.5v，精度为±5mv。
12、按上述方案，牺牲阳极8包括本体、铁芯、绝缘标准件和接线端；铁芯埋入本体，铁芯的马脚通过绝缘标准件固定安装在船体马脚上。
13、进一步的，本体选用的材料包括传统铝合金和锌合金。
14、进一步的，铁芯与本体的接触电阻小于0.01ω。
15、进一步的，绝缘标准件包括绝缘螺栓、绝缘螺母间、绝缘套筒和绝缘垫片；在铁芯的马脚与被保护结构的马脚间加装绝缘垫片，同时在绝缘螺栓、绝缘螺母间加装绝缘套筒和绝缘垫片，使牺牲阳极与被保护结构间的绝缘电阻不小于1mω。
16、进一步的，接线端焊接在铁芯上，使接线端与铁芯的接触电阻小于0.01ω。
17、本专利技术的有益效果为：
18、1.本专利技术的一种可调电位牺牲阳极保护系统，在不改变牺牲阳极材料的前提下，通过在牺牲阳极与被保护结构间串入电阻，改变阳极接地电阻，实现了对牺牲阳极保护电位的动态调节的功能。
19、2.本专利技术对传统锌、铝合金牺牲阳极进行简单改造，达到高强钢所需的合理阴极保护电位范围，实现了低电位阴极保护的功能；具有结构简单、保护电位可调、成本低的特点。
20、3.本专利技术既继承了传统成熟牺牲阳极材料溶解性好的优点，又能根据需要调节保护电位，避免了因电位过负给被保护的高强钢结构带来氢脆腐蚀风险。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种可调电位牺牲阳极保护系统，其特征在于：包括控制模块、电位传感器、可变电阻和牺牲阳极；牺牲阳极通过绝缘标准件连接被保护结构；电位传感器布置在靠近牺牲阳极的位置，用于实时测量被保护结构的保护电位值；可变电阻串联在牺牲阳极的本体与被保护结构之间；控制模块通过输入端连接电位传感器的输出端，并通过控制端连接可变电阻的受控端，用于根据电位传感器反馈的保护电位值动态调整可变电阻的电阻值。
2.根据权利要求1所述的一种可调电位牺牲阳极保护系统，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种可调电位牺牲阳极保护系统，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种可调电位牺牲阳极保护系统，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的一种可调电位牺牲阳极保护系统，其特征在于：
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9.根据权利要求5所述的一种可调电位
...【技术特征摘要】
1.一种可调电位牺牲阳极保护系统，其特征在于：包括控制模块、电位传感器、可变电阻和牺牲阳极；牺牲阳极通过绝缘标准件连接被保护结构；电位传感器布置在靠近牺牲阳极的位置，用于实时测量被保护结构的保护电位值；可变电阻串联在牺牲阳极的本体与被保护结构之间；控制模块通过输入端连接电位传感器的输出端，并通过控制端连接可变电阻的受控端，用于根据电位传感器反馈的保护电位值动态调整可变电阻的电阻值。
2.根据权利要求1所述的一种可调电位牺牲阳极保护系统，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种可调电...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨文平，张冰，何其健，张亮，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：
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