ICCP(Impressed Current Cathodic Protection,外加电流阴极保护)装置,核心作用是通过主动施加外部电流,抑制船舶水下金属结构(如船体、螺旋桨、舵)的电化学腐蚀,延长其使用寿命。
工作原理
通过“外部电流强制改变腐蚀电位”实现保护,具体流程为:
1. 系统由恒电位仪(核心控制单元) 、辅助阳极(释放保护电流) 、参比电极(监测船体电位) 和船体(被保护对象)组成回路。
2. 参比电极实时监测船体的腐蚀电位,并将信号反馈给恒电位仪。
3. 恒电位仪对比预设的“保护电位范围”,自动调节输出电流大小和方向。
4. 辅助阳极向船体释放保护电流,使船体整体处于“阴极极化”状态,阻止金属原子失去电子(即腐蚀反应),从而实现保护。
WARNING!!!
If the sea water temperature is below 8°C the system must be switched off and re-started only once the sea water temperature has risen above 8°C again. Doing so will ensure long anode life.
The following information should be remembered when any attempt to service the equipment is made:
1. If the anode current increases, the hull protection increases too while the reference potential diminishes .
2. The optimum level of protection is a range of potential between -0.75 to -0.85 V (vs. Ag/AgCl) corresponding to + 0.3 to +0.2 V (vs. Zn) .
3. Increasing anode current above the protection level doesn’t improve corrosion protection. It does waste power and can damage paint.
4. If the hull potential is over the set value (> +200mV to +250mV vs. Zn), the output of the power supply increases until the reference cell potential equals the set value whereupon the anode current should stabilize.
5. Under normal operating conditions the values of the potential vary slight with the salinity of the seawater, draft and vessel speed, but these variations should be not interpreted as system faults.
6. The output readings will increase with time due to possible paint damage or deterioration.
一.船舶ICCP阴极保护装置参比电极的调整(无输出电流或电流过小报警时可采取):
1)打开系统控制箱,通过按键调出人工模式“MANUAL”设定输出电流“CURRENT”为1 Amp;
2)关闭系统总电源;拆掉“阳极+”端的保险丝即熔断器(一般船艏的ICCP系统有2个,船尾的ICCP系统有4个);
3)从接线端子“RIF-1”上拆掉“(P)左舷参比电极”的2根接线转接到阳极铜棒的接线柱上固定好;
4)恢复系统电源供电;
5)然后系统会重启并释放电流至1 Amp;
如果60秒后电流输出不增加或者直流电压增加至大于10 V,停止操作(极少出现);
7)把接线端子“RIF-1”的左舷参比电极接线复位;
8)从接线端子“RIF-2”上拆掉“(S)右舷参比电极”的2根接线转接到阳极铜棒的接线柱上固定好;
9)重复步骤5)-8);
10)把接线端子“RIF-2”的右舷参比电极接线复位,保险丝复位;
11)恢复系统电源供电,系统将重启;
12)系统重启后通过按键调出自动控制模式“AUTOMATIC”;
13)通过以上操作系统恢复正常。
二、使用注意事项
定期校准参比电极:确保其监测的电位信号准确,避免因信号偏差导致保护过度或不足。
清洁辅助阳极:防止海生物附着(如贝类、藻类)堵塞阳极表面,影响电流释放效率。
避免与其他金属直接接触:船体与码头设施、其他船舶的金属部件接触时,可能形成杂散电流,需做好绝缘隔离。

定期检查电缆连接:确保恒电位仪、阳极、参比电极的电缆无破损、松动,避免电路故障。
三、常见故障
1. 无输出电流:可能是恒电位仪电源故障、电缆断路,或辅助阳极因海生物堵塞完全失效。
2. 输出电流异常偏大:多为参比电极损坏(无法正常反馈电位),或船体与其他金属形成短路,导致系统过度输出。
3. 保护电位不稳定:通常是参比电极表面污染(如油污、海泥),或海水盐度、温度剧烈变化影响电位监测精度。
4. 辅助阳极损耗过快:可能是恒电位仪长期超额定电流运行,或阳极材质选择不符合船舶使用环境(如高流速海域)。
四、工作模式与工作参数
1. 工作模式
自动模式(常用):恒电位仪根据参比电极反馈的电位,自动调节输出电流/电压,使船体电位稳定在预设保护范围(通常为-0.85V~-1.10V,相对于Ag/AgCl参比电极)。
手动模式(应急):当自动模式故障时,人工设定固定的输出电流或电压,临时维持保护功能(需频繁监测电位,避免偏差)。
2. 核心工作参数
保护电位:衡量保护效果的核心指标,需控制在-0.85V~-1.10V(Ag/AgCl参比),低于-1.10V易导致船体过度极化(氢脆风险),高于-0.85V则保护不足。
输出电流:根据船体水下面积、海水电阻率动态变化(通常为几安培至几十安培),反映系统当前的保护强度。
输出电压:辅助阳极与船体之间的电位差,通常随海水电阻率升高而增大(一般不超过30V),用于推动电流通过海水回路。
五、输出电流/电压异常的影响
1. 输出电流/电压过大
船体过度极化:可能引发“氢脆”(金属内部产生氢气,导致结构脆化),尤其对高强度钢船体风险较高。
辅助阳极损耗加速:超出额定电流会导致阳极材料快速溶解,缩短其使用寿命(正常阳极寿命约2-5年,过度使用可能1年内失效)。
能耗增加:不必要的大电流输出会浪费电能,同时可能导致恒电位仪过热,影响其自身寿命。
2. 输出电流/电压过小
保护不足:船体电位无法达到预设范围,金属腐蚀反应无法被有效抑制,船体、螺旋桨等部件会出现明显锈蚀,缩短检修周期。
六、使用寿命相关因素
1. 延长使用寿命的方法
严格控制工作参数:确保恒电位仪在额定电流/电压范围内运行,避免长期超载。
定期维护:每3-6个月清洁参比电极和辅助阳极,每年校准恒电位仪精度,每2年检查阳极损耗情况。
选择适配配件:辅助阳极选用耐腐蚀材质(如铂铌合金、混合金属氧化物阳极),电缆选用耐海水、抗老化的专用线缆。
避免杂散电流干扰:停靠码头时,检查码头接地系统,防止岸电系统的杂散电流流入船体,加重ICCP负担。
2. 缩短使用寿命的因素
长期超参数运行:恒电位仪频繁超额定电流/电压工作,会加速内部元器件老化和辅助阳极损耗。
维护不及时:海生物长期附着阳极、参比电极污染未清理,导致系统长期处于“低效运行”状态,间接缩短整体寿命。
电路故障未及时修复:如电缆破损、接头松动导致的漏电、短路,会频繁触发恒电位仪保护机制,加速其损坏。
恶劣环境下未调整参数:在高污染海域(如近岸工业区)、高流速海域未及时优化保护电位,导致保护不足或过度,间接影响船体和装置寿命。
海水温度过高或者过低都会对船舶ICCP阴极保护系统产生影响,海水和淡水由于电导率等性质不同,对ICCP系统的影响也存在差异。具体如下:
海水温度的影响:
过高温度:海水中氧溶解量会随温度升高而降低,同时海水电导率会升高 。这会导致腐蚀电场峰值减小,船体和舵等部位可能处于欠保护状态 。根据能斯特方程,海水温度每升高10℃,保护电位需负移50mV,否则可能无法达到理想的保护效果。
过低温度 :低温时海水电导率降低,氧溶解量增加,船体和舵在低温下可能处于过保护状态,可能会对船体表面的涂层等造成一定损害。
海水和淡水的影响:
海水:海水中含有大量盐分,电导率较高,有利于电流的传导,ICCP系统能较好地发挥作用,通过外加电流使船体表面电位负移至免蚀区,有效抑制阳极溶解反应。
淡水:淡水的电导率比海水低很多,ICCP系统在淡水中电流传导效率降低,可能无法将受保护结构的电势保持在可接受的区间内,导致保护效果下降。传统的ICCP系统在淡水中可能会将这种情况解释为内部错误或故障,从而关闭并切换到无源后备牺牲阳极,但牺牲阳极在淡水中提供的腐蚀保护很少或没有。