沉船牺牲阳极保护数值模拟——以经远舰为例

摘要

对经远舰牺牲阳极保护进行研究,获得不同数量铝合金牺牲阳极对沉船基体的保护效果,为经远舰沉船保护提供科学依据。测试沉船基体及铝合金牺牲阳极在模拟海水中的极化曲线,得到模拟计算所需参数。运用Comsol软件建立物理模型,设置边界条件,模拟计算沉船在海水中的阴极保护效果。根据不同数量牺牲阳极的沉船表面电位分布、局部电流密度及电极腐蚀速度,分析基体和牺牲阳极的腐蚀行为,得到牺牲阳极的使用寿命。结果表明:随着牺牲阳极数量减少,基体表面电位分布最低和最高电位同时减小,局部电流密度增大,阳极的腐蚀速率增大。当布置24块牺牲阳极时,基体局部电流密度和电极腐蚀速度最小,但表面最低电位超出标准保护电位范围,基体发生过保护;牺牲阳极数量减少到14块和12块时,基体表面电位分布在标准保护电位范围内;布置10块牺牲阳极时,表面最高电位不在标准范围内,基体处于欠保护。依据国家保护电位范围标准-0.95~-0.75 V(vs.Ag/AgCl)及牺牲阳极最长使用寿命,选择14块铝合金牺牲阳极作为沉船保护的最佳方案。