一种船舶牺牲阳极电位现场检测装置的制作方法

本技术涉及船舶电化学保护，更具体地说，涉及一种船舶牺牲阳极电位现场检测装置。

背景技术：

1、海洋船舶的船体和压载水舱受到海水的作用不可避免会发生腐蚀，船体结构的腐蚀不仅增大了维护维修的工作量和费用，增加运营成本，而且严重时会缩短船舶的使用寿命，甚至引发事故，严重影响船舶的安全。为了防止船体外板和压载水舱的海水腐蚀，常常都采用牺牲阳极和油漆涂层一起进行联合保护，油漆涂层可以阻隔海水介质对船舶钢结构的直接侵蚀作用，而牺牲阳极可以对涂层破损处裸露的钢基体以及油漆涂层老化后的钢基体提供电化学保护。牺牲阳极工作时，通过溶解消耗为被保护的船体钢结构提供阴极保护电流，使船体结构发生阴极极化，从而减轻和抑制金属的腐蚀。牺牲阳极的性能对船舶阴极保护效果起着至关重要的作用。

2、牺牲阳极在海水中的电位是评判牺牲阳极性能和质量的重要指标之一。当牺牲阳极在使用过程中发生钝化时，其电极电位会向正向偏移。例如，船舶压载舱的牺牲阳极经常处于周期性海水浸润状态，即在压载时，舱内充入海水，此时牺牲阳极工作并提供阴极保护，而在空舱或载货时牺牲阳极则处于干态，这种海水干湿交替的工况环境易导致牺牲阳极的电位逐渐正移，甚至发生钝化失效(黄振风等,海水干湿交替环境对铝合金牺牲阳极性能的影响，腐蚀与防护，2016，第37卷第2期，pp.160-164.)。因此，通过测量船舶上安装的牺牲阳极的电位可以评判牺牲阳极是否处于正常的工作状态以及是否能够继续为船体结构提供阴极保护。

3、牺牲阳极的电位测量通常都是在实验室进行，需在生产过程中同批次浇铸圆柱试样或者直接从牺牲阳极上截取试样，再机加工成要求的形状规格，然后按照标准规定的方法(gb/t17848-1999牺牲阳极电化学性能试验方法)在专门的盛装海水的容器中采用参比电极进行牺牲阳极的电位测量。申请公布号为cn 103388149 a的发明专利公开了一种牺牲阳极电化学性能测试装置，将隔板隔开的多个电解槽放置在恒温水槽中，其上横板上固定有牺牲阳极试样和参比电极以及阴极筒，通过工控机自动测量牺牲阳极的电位和发生电流，从而获得牺牲阳极的电化学性能。该装置尽管自动化程度和测试效率较高，但该方法只适用于实验室测量，且需要加工制作专门的牺牲阳极试样，不能够用于现场对船舶上安装的牺牲阳极进行直接测量。申请公布号为cn 112663068 a的发明专利公开了一种牺牲阳极电化学性能测试装置，申请公布号为cn 119307928 a的发明专利公开了一种牺牲阳极电化学性能试验装置，这些装置都是对实验室牺牲阳极性能常规测试方法的改进，简化了测试流程和准备工作，可提高牺牲阳极电化学性能的测试效率，但这些装置仍只适用于采用加工的小尺寸试样在实验室进行测试，无法用于船舶的现场测量。

4、通过测量被保护结构物的电极电位可以判断船体结构的保护效果，但不能确定牺牲阳极性能是否合格，尤其是当测得的结构物的电位不能满足要求时，这是因为影响船体结构阴极保护电位的因素有很多，而不仅仅是牺牲阳极的性能。例如，即便牺牲阳极性能合格，当牺牲阳极阴极保护设计和布置不当时，也会导致船体结构达不到要求的保护电位。另一种现场评判牺牲阳极性能的方法是原位安装牺牲阳极电位和电流监测装置。例如，申请公布号为cn 119506896a的发明专利公开了一种水下腐蚀电位检测装置，可用来检测或长期监测水下钢结构的腐蚀状况，但该装置结构较复杂，属于腐蚀电位探针，需要由潜水员或采用rov放置在水下待测点位进行检测，不能用于船舶处于干坞以及压载舱空舱时对牺牲阳极的电位进行测量和检验。授权公开号为cn 211972454 u的实用新型专利公开了一种水下电位检测装置，由电位检测部以及与电位检测部连接的控制部组成，该电位检测装置亦需要放置在水下待测点位进行检测，同样不能用于船舶处于干坞以及压载舱空舱时对牺牲阳极的电位进行测量和检验。

技术实现思路

1、针对上述现有技术所存在的不足，本实用新型的目的是提供一种用于船舶处于干坞以及压载舱空舱时，对所安装的牺牲阳极进行现场电位检测的装置，通过实测电位以检验牺牲阳极的性能和状态。该装置不需要对牺牲阳极切割取样，可在现场对船舶牺牲阳极的电位进行无损、快速检测。

2、为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

3、本实用新型提供了一种船舶牺牲阳极电位现场检测装置，包括：安装在船体结构上的牺牲阳极、电位检测传感器、电位检测传感器固定支架和电位测量单元。通过电位测量单元测量电位检测传感器与牺牲阳极之间的电位差可以获得牺牲阳极相对于参比电极的电位。该检测装置可在船舶处于干坞以及压载舱空舱时对牺牲阳极进行电位检测。

4、作为本方案更进一步的，所述牺牲阳极通过钢芯焊接或者采用螺钉固定在船体结构上。

5、作为本方案更进一步的，所述电位检测传感器由参比电极探头和泡沫吸水层构成。其特征在于，参比电极探头为银/氯化银/海水电极，由银/氯化银电极体、圆柱状壳体、半透膜、海水、密封结构以及连接电缆所组成；电极体与连接电缆的接头采用填料函、密封填料和压盖进行密封；填料函和壳体之间采用螺纹连接，并采用密封垫圈进行密封；参比电极探头的测量端设置有凸台结构的半透膜，镶嵌在端盖上，端盖与壳体采用螺纹连接，并在半透膜与壳体的端头处设置密封垫圈进行密封；所述壳体中灌注有海水，使银/氯化银电极体浸没在海水中；所述圆柱状壳体、填料函、压盖和端盖均采用不透明的塑料制造，具有良好的机械性能和绝缘性能并能防止银/氯化银电极体受到光照而发生分解，从而保证了参比电极探头的测量稳定性，延长参比电极探头的寿命。

6、作为本方案更进一步的，所述泡沫吸水层为多孔性吸水材料，优选多孔泡沫海绵或高分子超强吸水棉毡；所述泡沫吸水层包裹并固定在参比电极探头带有半透膜的一端，并与半透膜紧密接触，经海水充分浸透后可起到离子通路的作用。

7、作为本方案更进一步的，所述电位测量单元为数字电压表或电位数据采集器，其设置有两个接线端子，一端通过电缆连接到参比电极探头，另一端用电缆连接到牺牲阳极钢芯，优选电位数据采集器，其可根据设定的采样频率测量并自动记录牺牲阳极电位数值及其随时间的变化，从而获得更稳态的牺牲阳极电位值。

8、作为本方案更进一步的，所述电位检测传感器固定支架，包括底座、立杆、横杆和固定十字夹。电位检测传感器固定在横杆上。采用十字夹使横杆固定在立杆上。通过调节横杆位置可使电位检测传感器的泡沫吸水层抵在牺牲阳极待测表面上，使牺牲阳极待测表面被海水所浸湿。所述立杆和横杆采用中空的管子，以减轻重量。

9、作为本方案更进一步的，所述固定支架的底座中镶嵌有磁铁，使得底座能吸在船体钢结构上，从而不仅便于对安装在船体结构水平面上的阳极进行检测，而且也便于对安装在垂直壁面上的阳极进行检测。

10、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种牺牲阳极电位检测装置，可实现船舶处于干坞状态或压载舱空舱时在现场对牺牲阳极的电位进行无损、快速检测与评估。该装置为便携式，操作简便，适于现场使用。除了可用于对安装在船舶上的牺牲阳极进行检测外，还可用于牺牲阳极制造厂对生产的牺牲阳极产品直接进行检验。

11、本实用新型设置有电位检测传感器，其参比电极探头为银/氯化银/海水参比电极，具有结构紧凑、电位稳定性高、环保的优点。所设置的泡沫吸水层具有良好的吸收和保持海水的能力，不仅提供了测量的离子通路，而且由于为柔软的弹性材料，可以更好与溶解过的牺牲阳极粗糙表面贴合，从而保证了测量的准确性和有效性。

12、本实用新型设置有电位检测传感器固定支架，通过横杆的上下移动和转动，可以方便地调节在牺牲阳极上的测量点位。通过在固定支架的底座中设置磁铁，可以使固定支架方便地安装在船体壁板上，实现对安装在垂直壁面上的牺牲阳极电位的检测，提高了牺牲阳极电位检测装置的便捷性和实用性。