Катодная защита судна. Что такое MGPS, ICCP, Shaft Earthing Device?

Катодная защита судна представляет собой метод предотвращения коррозии металлических поверхностей судна, особенно подводной части корпуса и погруженных металлических конструкций, таких как винты и рули. 

Существует два основных типа катодной защиты: протекторная защита и защита с использованием внешнего источника тока.

Основные элементы катодной защиты:

1. MGPS (Marine Growth Prevention System) - Система предотвращения роста морских организмов:

• Эта система предназначена для предотвращения обрастания корпуса судна, кингстонов, его подводных частей, а также забортной арматуры морскими организмами, такими как водоросли, ракушки и прочие.
• Работает путем подачи небольшого электрического тока или использования химических методов для создания среды, неблагоприятной для роста этих организмов.
• Одна из распространенных технологий в MGPS — использование медных и алюминиевых анодов, которые выделяют ионы, препятствующие росту обрастателей.

2. ICCP (Impressed Current Cathodic Protection) - Катодная защита с использованием внешнего источника тока:

• Эта система использует внешний источник постоянного тока, который подает электричество на погруженные в воду аноды.
• Аноды подключаются к положительному полюсу источника тока, а корпус судна — к отрицательному.
• Электрический ток, проходя через воду, создает на корпусе судна отрицательный потенциал, что предотвращает окисление и, следовательно, коррозию.
• Аноды, используемые в ICCP, не разрушаются, так как электрический ток поддерживается внешним источником.

3. Shaft Earthing Device - Устройство заземления вала:

• Это устройство предназначено для предотвращения коррозии вала судового двигателя и других связанных с ним металлических частей.
• В процессе эксплуатации судна вал может накапливать электрические потенциалы, которые могут вызывать электрохимическую коррозию.
• Устройство заземления вала создает путь для безопасного отвода этих потенциалов в воду, предотвращая тем самым коррозионные процессы.
• Чаще всего это достигается с помощью скользящего контакта или специального щеточного механизма, который соединяет вал с корпусом судна, а затем с заземлением.

Катодная защита судна является комплексной системой, направленной на предотвращение коррозии и обрастания подводной части судна. Она включает в себя использование систем MGPS для предотвращения роста морских организмов, ICCP для катодной защиты с использованием внешнего источника тока и устройств заземления вала для предотвращения коррозии вала двигателя. Все эти системы работают совместно, чтобы обеспечить долговечность и надежность металлических частей судна, погруженных в воду.

Что такое MGPS?

MGPS (Marine Growth Prevention System) на судне — это система предотвращения образования морских обрастаний на корпусе и подводных частях судна. Такие обрастания включают водоросли, ракушки, и другие морские организмы, которые могут прикрепляться к корпусу судна и его системам, снижая эффективность и увеличивая эксплуатационные расходы.

MGPS работает на один танк, через который забортная вода проходит к судовым системам

MGPS работает на бортовой и донный конгстоны

MGPS обычно включает в себя следующие компоненты:

1. Электрохимические аноды и катоды: Эти устройства устанавливаются на корпусе судна и в системах забортной воды. При пропускании электрического тока через них выделяется небольшое количество меди и хлора, которые предотвращают обрастание.

2. Управляющая система: Контролирует работу анодов и катодов, обеспечивая нужное количество ионов меди и хлора в воде.

3. Система подачи хлора: В некоторых системах используется генерация хлора с помощью электролиза морской воды для предотвращения обрастания.

Аноды и катоды MGPS (50% износ)

Основная цель MGPS — поддержание чистоты подводных частей судна и охлаждающих систем, что помогает сохранить его эксплуатационные характеристики, уменьшить расход топлива и повысить общую эффективность эксплуатации.

Замена анодов на MGPS CONHIRA HPGT-750NYP

Замена анодов на MGPS CONHIRA HPGT-750NYP

Замена анодов на MGPS CONHIRA HPGT-750NYP

Видео работы MGPS и ICCP

Что такое ICCP?

ICCP (Impressed Current Cathodic Protection) — это система защиты судов от коррозии путем наложения внешнего электрического тока на корпус судна. Коррозия возникает из-за электрохимических реакций, которые разрушают металл корпуса. Система ICCP предотвращает эти реакции, создавая и поддерживая электрическое поле, которое нейтрализует коррозионные процессы.

Панель управления ICCP

Цепь управления ICCP

Основные компоненты системы ICCP включают:

1. Аноды: Обычно выполнены из инертных материалов, таких как платиносодержащий титан или смешанные металлические оксиды, которые устанавливаются на корпусе судна.

2. Контроллер: Электронное устройство, которое регулирует силу и напряжение тока, подаваемого на аноды, чтобы обеспечить оптимальную защиту корпуса.

3. Референтные электроды: Эти электроды измеряют потенциал корпуса судна относительно воды и передают данные на контроллер, который регулирует подачу тока на аноды.

4. Энергетический источник: Обычно это бортовая электросеть судна, которая питает систему ICCP.

Система ICCP действует следующим образом:

• Электрический ток подается от анодов через воду к корпусу судна, создавая защитное электрическое поле.
• Это поле снижает разность потенциалов между металлическим корпусом и окружающей средой, предотвращая электрохимические реакции, вызывающие коррозию.

Таким образом, ICCP обеспечивает долговременную защиту металлических конструкций судна, снижая необходимость в частых ремонтах и покрасках, а также увеличивая срок службы судна.

Что такое Shaft Earthing Device?

Shaft earthing device (устройство заземления вала) — это устройство, используемое на судах для предотвращения электрохимической коррозии гребного вала и связанных с ним компонентов. 

Оно обеспечивает заземление вращающегося гребного вала, чтобы предотвратить накопление электрических зарядов, которые могут привести к коррозии подшипников и других металлических частей.

Щеточный аппарат устройства заземления вала

Основные функции и компоненты shaft earthing device включают:

1. Заземляющий контакт: Это проводящий материал, который устанавливается так, чтобы касаться поверхности вала. Он обеспечивает электрическое соединение между валом и корпусом судна.

2. Щеточный узел: Обычно это угольные или графитовые щетки, которые прижимаются к валу с помощью пружин. Щетки проводят электрический ток от вала к заземляющему проводнику.

3. Заземляющий проводник: Провод, соединяющий щеточный узел с корпусом судна, обеспечивая путь для электрического тока к земле.

Shaft Earthing Device

Показатели работы устройства заземления вала:

1. 5 - 50 мВ: Отличное заземление вала;
2. Больше 50 мВ: Необходимо почистить кольцо и щётки;
3. 0 - 5 мВ: Требуется дополнительная проверка. В процессе вращения вала главного двигателя необходимо поднять две щетки и отделить их от кольца. Если при этом милливольтметр покажет напряжение больше чем 50 милливольт, то прибор исправен. Если показания не меняются, то он неисправен.

Основные поломки Shaft earthing device, как правило, связаны с плохим контактом между валом и корпусом судна. Очень важно чтобы цепочка "Вал - Кольцо - Щёточный аппарат - Кабель к корпусу" имела сопротивление 0 Ом. Иначе, будут завышенные показания на милливольтметре. Чтобы достичь минимального сопротивления между валом и корпусом судна необходимо тщательно чистить все составляющие этой цепочки и проверять все соединения. Проверить сопротивление этой цепи очень просто, достаточно сделать прозвонку гребного вала на заземляющий контакт корпуса судна.

Видео работы Shaft Earthing Device

Видео чистки кольца (лучше всего использовать тряпочку и чистящее средство, не используйте наждачную бумагу) 

Принцип работы shaft earthing device:

• Во время работы судна, гребной вал вращается и может накапливать электрические заряды из-за трения и других факторов.
• Без заземления эти заряды могут вызвать электрохимическую коррозию вала и подшипников, что может привести к повреждениям и необходимости в дорогостоящем ремонте.
• Заземляющий контакт и щеточный узел передает накопленные заряды от вала к корпусу судна, предотвращая их накопление и, соответственно, коррозию.

Рекомендуется использовать оригинальное кольцо из серебра и щётки Ag-C, которые имеют в своём составе серебро.

Щетки Ag-C brushes изготавливаются из композиционного материала на основе серебра (Ag) и углерода (C). Такой материал объединяет в себе высокую электропроводность серебра и износостойкость углерода, что делает их идеальными для применения в условиях высоких токов и значительных скоростей.

Основные свойства материала:

1. Высокая электропроводность: благодаря серебру.
2. Устойчивость к износу: углеродная основа обеспечивает долговечность в эксплуатации.
3. Низкий коэффициент трения: что снижает нагрев и уменьшает износ как щеток, так и контактного кольца.
4. Коррозионная стойкость: серебро хорошо сопротивляется окислению, что увеличивает срок службы.

Shaft earthing device играет важную роль в защите гребного вала и подшипников от повреждений, продлевая срок их службы и обеспечивая надежную эксплуатацию судна.