CC BY
2СЕКЦИЯ 1. СУДОСТРОЕНИЕ И СУДОРЕМОНТ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ
УДК 620.19:629.5.023
О.А. Белов, Д.П. Ястребов, В.А. Швецов, Б.В. Рыбалка
Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003 e-mail: [email protected]
К ВОПРОСУ ПРОВЕРКИ ПОТЕНЦИАЛА СУДОВЫХ ХЛОРСЕРЕБРЯНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ СРАВНЕНИЯ
Применение коррозионной защиты на судах имеет одно из первостепенных значений, т. к. ущерб от преждевременного коррозионного износа металлоконструкций может быть огромным и напрямую снижает безопасность мореплавания и повышает объем ремонтных работ. Производят оценку работоспособности систем коррозионной защиты экипажи морских судов с помощью хлорсеребряного электрода сравнения согласно нормативной документации. Для обеспечения достоверности результатов контроля необходимо проверять потенциал хлорсеребряных электродов сравнения по существующим методикам, которые приведены в руководящих документах и ГОСТ. Авторы провели серию экспериментов при помощи автоматизированного измерительного устройства в лабораторных условиях, измеряя разность потенциалов двух хлорсеребряных электродов сравнения, где электрод № 1 выступил в качестве контрольного, а электрод № 2 в качестве рабочего. В процессе лабораторных исследований авторы подтвердили обоснованность методики проверки хлорсеребряного электрода сравнения, приведенной в РЗК-НК-01. Показано, что вопрос проверки судовых хлорсеребряных электродов сравнения требует дальнейшего изучения.
Ключевые слова: коррозионная защита, измерение потенциала, эффективность работы защиты от коррозии, защитный потенциал, разница потенциалов.
O.A. Belov, D.P. Yastrebov, V.A. Shvetsov, B.V. Rybalka
Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatskу, 683003 e-mail: [email protected]
ON THE ISSUE OF TESTING SHIPBOARD SILVER CHLORIDE COMPARISON ELECTRODES POTENTIAL
The use of corrosion protection on ships is of paramount importance, because the damage from premature corrosion wear of metal structures can be huge and directly reduces the safety of navigation and increases the amount of repair work. The crews of marine vessels evaluate the performance of corrosion protection systems using a silver chloride comparison electrode in accordance with regulatory documentation. To ensure the reliability of the control results, it is necessary to check the potential of silver chloride comparison electrodes according to existing methods, which are given in the guidance documents and state standard. The authors conducted a series of experiments using an automated measuring device in the laboratory, measuring the potential difference of two silver chloride comparison electrodes, where electrode No. 1 acted as a control, and electrode No. 2 - as a working one. In the course of laboratory studies, the authors confirmed the validity of the methodology for checking the silver chloride comparison electrode, given in RZK-NK-01. It is shown that the issue of checking shipboard silver chloride comparison electrodes requires further study.
Key words: corrosion protection, potential measurement, corrosion protection performance, protective potential, potential difference.
Согласно нормативным документам [1, 2] экипажи морских судов должны контролировать работоспособность систем электрохимической защиты судов от коррозии с помощью хлорсе-
ребряного электрода сравнения (ХСЭ). Для обеспечения достоверности результатов контроля необходимо проверять потенциал ХСЭ по методике, приведенной в нормативном документе [1]. При этом интервал допустимых значений для результатов контрольных измерений в [1] не указан. Авторы нормативного документа [3] установили следующий интервал допустимых значений для разности потенциалов между испытываемым ХСЭ (И) и контрольным ХСЭ (К): Ди < ±20 мВ. В то же время авторы патента [4] утверждают, что допустимая разность потенциалов между ХСЭ (И) и ХСЭ (К) в морских условиях составляет: ±4 мВ. Такое расхождение в результатах научных исследований, полученных разными авторами, говорит о том, что вопрос проверки потенциала судовых ХСЭ полностью не решен. Необходимо провести дополнительные экспериментальные исследования и снабдить экипажи судов необходимой информацией.
Цель статьи - обмен опытом в области проверки потенциала судовых ХСЭ.
Для достижения поставленной цели был выполнен следующий эксперимент. Измеряли разность потенциалов между ХСЭ (К) № 1 и ХСЭ № 2 (И) в период времени с 1.08.2023 по 7.08.2023 в лабораторных условиях. Для выполнения измерений использовали автоматизированную лабораторную установку, приведенную на рис. 1.
и
Рис. 1. Лабораторная установка для проверки судовых ХСЭ: 1 - сосуд, выполненный из диэлектрического материала; 2 - 3%-ный раствор хлористого натрия или морская вода;
3 - поплавок, выполненный из пенопласта; 4 - фиксирующее устройство;
5 - контрольный электрод; 6,8 - выключатели;
7 автоматизированное измерительное устройство (АИУ); 9 - проверяемый (рабочий) ХСЭ
Контрольные измерения разности потенциалов между ХСЭ (К) и ХСЭ (И) выполнялись на лабораторной установке в автоматизированном режиме, согласно рекомендациям [5-9]. Измерения выполняли круглосуточно. Интервал времени между единичными измерениями составлял около 30 минут. Температура морской воды, в которую погружали ХСЭ № 1 и № 2, составляла 21-22°С. Для математической обработки результатов измерений использовали программное обеспечение Microsoft Office Excel 365.
Итоговые результаты эксперимента приведены в таблице (иср - среднее арифметическое, мВ; R - размах вариации; d - среднее линейное отклонение; D - дисперсия; g - среднее квадратичное отклонение; Kd - линейный коэффициент вариации, %; Kr - коэффициент осцилляции, %; V - коэффициент вариации, %).
Результаты измерений разности потенциалов в автоматизированном режиме в период времени с 25.07.2023 по 31.07.2023 (в течение одной недели)
Результаты измерений разности потенциалов между ХСЭ (К) и ХСЭ (И) (ДU, мВ) в день:
№ п/п
и наименова- 25.07.2023 26.07.2023 27.07.2023 28.07.2023 29.07.2023 30.07.2023 31.07.2023
ние
1 22 20 21 20 15 20 18
2 17 22 16 18 21 20 20
3 17 16 21 20 20 21 15
4 16 18 20 21 20 21 14
5 17 17 17 18 20 20 20
6 18 18 17 18 19 20 20
7 18 21 18 21 20 17 20
8 16 21 21 21 20 18 20
9 19 21 15 15 21 20 16
10 16 21 21 21 19 21 15
11 21 19 20 20 21 14 15
12 16 16 15 21 14 15 15
13 21 16 20 20 18 21 17
14 19 22 21 16 16 19 17
15 21 20 21 18 15 15 20
16 17 21 19 16 17 15 20
17 21 22 20 21 20 15 20
18 16 21 16 16 15 21 20
19 21 22 18 21 20 19 17
20 16 21 20 18 20 18 15
21 21 22 17 15 21 17 17
22 21 20 16 20 16 20 16
23 22 21 21 19 18 20 20
24 21 21 19 21 20 19 19
25 17 17 20 19 15 21 20
26 21 20 21 21 20 15 18
27 21 16 18 17 16 15 20
28 22 22 20 20 17 15 20
29 20 21 16 21 19 20 15
30 21 20 21 21 19 19 14
31 21 21 17 21 21 21 15
32 18 16 21 19 18 15 20
33 22 21 19 21 17 20 20
34 16 21 16 17 19 19 17
35 21 21 16 21 15 18 15
36 16 21 19 20 20 17 15
37 22 21 21 17 19 18 17
38 20 16 19 21 19 16 19
39 21 19 22 21 15 20 17
40 21 21 22 20 20 20 14
41 19 21 16 15 20 16 16
42 21 21 21 17 21 21 19
43 20 22 19 19 20 20 14
44 21 16 16 21 19 20 19
45 21 21 20 21 20 20 20
46 20 16 16 21 18 16 20
47 21 21 21 20 21 15 14
48 18 20 21 18 19
U сред, мВ 19,40 19,81 18,87 19,29 18,65 18,35 17,56
R 6,00 6,00 7,00 6,00 7,00 7,00 6,00
d 1,91 1,76 1,86 1,65 1,75 1,98 2,06
D 4,45 4,33 4,45 3,71 4,27 4,98 5,08
а 2,13 2,10 2,13 1,95 2,09 2,25 2,28
9,86 8,88 9,85 8,54 9,38 10,77 11,74
% 30,93 30,29 37,09 31,10 37,54 38,14 34,16
V%% 10,99 10,61 11,30 10,09 11,20 12,29 12,97
Из представленных результатов (табл.) можно сделать вывод о точности и повторяемости результатов измерений электродов сравнения, поскольку У,% < 30%, то полученные совокупности однородны, а вариация их слабая. Полученным результатам эксперимента можно доверять [10].
Динамика изменений результатов потенциала электродов сравнения проиллюстрирована на рис. 2.
Электрод № 1
03
20,00
Л II а
5 X
5
я
со <ц
<ц
Я
<ц
а
и
и о
5 Я
I
<ц
н о я
19,00
18,00
17,00
16,00
15,00
25.07.2023 26.07.2023 27.07.2023 28.07.2023 29.07.2023 30.07.2023 31.07.2023
Дата контроля
Рис. 2. Динамика результатов измерений разности потенциалов между ХСЭ (К) и ХСЭ (И)
в период времени 25.07.23-31.07.23
Из рис. 2 видно, что все результаты измерений находятся в интервале значения: Ди < 20 мВ. Таким образом, рекомендации разработчиков руководства [3] научно обоснованы. Тема требует дальнейшего исследования с опорой на опыт научных работ [11-17].
Выводы:
1. Экипажи морских судов и кораблей могут по-прежнему использовать методику проверки ХСЭ, предложенную авторами работы [3].
2. Метод проверки потенциала судовых хлорсеребряных электродов сравнения нуждается в дополнительных исследованиях.
Литература
1. ГОСТ 9.056-75. Стальные корпуса кораблей и судов. Общие требования к электрохимической защите. Введ. 1976-07-01. - М.: Изд-во стандартов, 1986. - 20 с.
2. ГОСТ 26501-85. Корпуса морских судов. Общие требования к электрохимической защите. - М.: Изд-во стандартов, 1985. - 7 с.
3. РЗК-НК-01. Руководство по защите корпусов наводных кораблей ВМФ от коррозии и обрастания. - М.: Военное изд-во, 2001. - 258 с.
4. Установка для испытаний электродов сравнения в морских условиях: Патент 2685459 Российская Федерация, МПК в0Ш 17/02, С23Б 13/16. № 2017136074; заяв. 11.10.20217; опубл. 18.04.2018 / А.Ю. Копысов, В.Ю. Корзинин, А.В. Гончаров, А.В. Валюшок, А.В. Замятин; заявитель и патентообладатель Публичное акционерное общество «Транснефть» (ПАО «Транснефть») (Ии); Общество с ограниченной ответственностью «Научно-исследовательский институт трубопроводного транспорта» (ООО «НИИ Транснефть») (Ии).
5. Белов О.А., Швецов В.А., Ястребов Д.П. Обоснование оптимальной периодичности контроля работы протекторной защиты стальных корпусов судов // Эксплуатация морского транспорта. - Новороссийск, 2017. - № 1(82). - С. 41-48.
6. Внедрение усовершенствованного способа контроля систем протекторной защиты стальных корпусов судов камчатского флота / О.А. Белов, В.А. Швецов, Д.П. Ястребов, О.А. Белавина,
Д.В. Шунькин // Вестник Камчатского государственного технического университета. - 2017. -Вып. 39. - С. 6-11.
7. Обоснование возможности исключения внешнего осмотра систем протекторной защиты стальных корпусов судов / В.А. Швецов, О.А. Белов, О.А. Белавина, Д.П. Ястребов // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. - 2017. - Вып. 1. - С. 29-38.
8. Обоснование способа выбора контрольных точек для измерения защитного потенциала стальных корпусов кораблей и судов / П.А. Белозеров, В.А. Швецов, О.А. Белавина, Д.В. Шунькин, Д.В. Коростылёв, В.А. Пахомов, С.А. Малиновский // Вестник Камчатского государственного технического университета. - 2014. - Вып. 28. - С. 6-11.
9. Обоснование выбора необходимого числа параллельных измерений защитного потенциала стальных корпусов кораблей и судов в контрольной точке / В.А. Швецов, П.А. Белозеров, О.А. Белавина, Д.В. Шунькин, С.А. Малиновский // Вестник Камчатского государственного технического университета. - 2016. - Вып. 35. - С. 40-46.
10. ГОСТ Р 8.736-2011 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200089016 (дата обращения: 28.07.2023).
11. О выборе электродов для контроля систем протекторной защиты стальных судов и кораблей / Д.П. Ястребов, О.А. Белов, В.А. Швецов, О.А. Белавина // Вестник Астраханского государственного технического университета. - 2019. - Вып. 4. - С. 39-45.
12. О целесообразности использования хлорсеребряных электродов для контроля систем протекторной защиты стального корпуса судна / Д.П. Ястребов, О.А. Белов, В.А. Швецов, А.П. Ушакевич, Г.В. Кузнецов // Техническая эксплуатация водного транспорта: проблемы и пути развития: Материалы Второй междунар. науч.-практ. конф. - Петропавловск-Камчатский: Кам-чатГТУ, 2020. - С. 121-124.
13. К вопросу использования цинковых электродов для контроля протекторной защиты судов и кораблей / Д.П. Ястребов, Д.В. Шунькин, А.О. Рогожников, Г.В. Кузнецов // Вестник Астраханского государственного технического университета. - 2021. - Вып. 2. - С. 16-23.
14. К вопросу использования стальных пластин для контроля протекторной защиты корпусов судов и кораблей / Д.П. Ястребов, О.А. Белов, В.А. Швецов, О.А. Белавина, С.А. Зайцев // Техническая эксплуатация водного транспорта: проблемы и пути развития: Материалы Второй междунар. науч.-практ. конф. - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2020. - С. 125-129.
15. К вопросу использования электродов из судокорпусной стали для контроля защищенности от коррозии корпусов судов и кораблей / Д.П. Ястребов, О.А. Белов, В.А. Швецов, Б.В. Тара-банов, С.А. Зайцев // Вестник Астраханского государственного технического университета. -2020.- С. 15-21.
16. К вопросу использования алюминиевых электродов для контроля защищенности от коррозии стальных корпусов судов и кораблей / Д.П. Ястребов, О.А. Белов, В.А. Швецов, А.П. Уша-кевич, Г.В. Кузнецов, Б.В. Тарабанов // Вестник Астраханского государственного технического университета. - 2021. - Вып. 3. - С. 23-32.
17. Ястребов Д.П. К вопросу использования медных электродов для контроля защищенности от коррозии стальных корпусов судов и кораблей // Вестник Астраханского государственного технического университета. - 2021. - Вып. 4. - С. 43-51.
