1.3相关参数
船体外加电流阴极保护，通过调节保护电位和保护电流达到保护船体钢板的目的，所以其最基本的也是最重要的参数有两个：保护电位、保护电流密度。 （1）保护电位
保护电位，取决于金属性质和所处介质的性质，变化不大。通常最佳保护电位（船体钢板相对于银/氯化银参比电极的电位）-0.75~-1.00V，ICCP控制仪-恒电位仪的工作电压范围±2V。 （2）保护电流密度
保护电流密度，除金属和介质的性质外，还受环境影响，变化较大，可能包括： ·船舶在静止海水中，电流密度150mA/m2时，可以很快达到保护电位（-0.80V）；但若电流密度小于40mA/m2，则几乎无法达到保护电位。
·船体钢板表面有无复盖物、复盖物的种类、复盖物的完整性等，很大程度上影响最佳电流密度的大小。例如，涂有完整油漆的钢板所需的保护电流密度，比裸钢板小得多：在静止海水内，涂有三道聚二乙烯乙炔涂料的钢板，电流密度0.35mA/m2可即刻达到保护电位；而裸钢板却需154mA/m2，大400多倍。再如，同样在静止海水内：涂有三道聚二乙烯乙炔涂料的钢板，电流密度0.11mA/m2只要几小时就可达到保护电位；而裸钢板，电流密度高达45mA/m2也需要9天左右。
·海水是流动的而且海流和风浪时大时小，船舶也有时停泊有时航行且航速有快慢，都影响最佳保护电流密度。例如恶劣气象航行和破冰航行，所需要的保护电流密度显著增高。
·不同海域海水含盐量有差别，不同季节海水温差不同，都会影响最佳保护电流密度。
保护电流密度，需要综合考虑上述各种因素，而且主要靠大量的实践才能得到比较切实的数据。船体外加电流阴极保护装置的管理者，日常应针对这些环境因素不断调节、修整装置的相关参数，以确保其充分发挥作用。
相对于常用的银/氯化银参比电极，保护电流密度要保证保护电位-0.75~-1.00V，最佳保护电流密度30~60mA/m2，我国海船选用40~60mA/m2较为合适。 船体外加电流阴极保护装置的种类型号很多，工作参数也有差异，但工作原理大同小异。下面，以一款应用较普遍、效果较显著的ICCP船体外加电流阴极保护装置为例，提出船体外加电流阴极保护装置的使用和维护建议。
2某轮的船体外加电流阴极保护装置 2.1船体参数 船体长103.90m 垂线间长95.90m 型宽14.00m 设计吃水5.70m 轻载吃水3.376m 方形系数Cb0.62
2.2ICCP船体外加电流阴极保护装置概况 （1）保护面积
·船体浸水面积（估算）1814.32m2 ·螺旋桨表面积16.36m2 ·舵表面积20.04m2
（2）外加电流阴极保护装置设计参数
·保护区域：水线以下的船体表面（海底门内仍需按常规安装牺牲阳极，不包括在内）。
·保护电位：船体水下表面-0.75~-0.95V（相对于Ag/AgCl参比电极，下同）； ·总保护电流：94A
·保护电流密度：船体，45mA/m2；螺旋桨，600mA/m2；舵，150mA/m2。 2.3外加电流阴极保护系统主要部件（规格、数量）
·SF-300恒电位仪一台，输入380V/50Hz，输出100A/16V； ·B型钌－钛辅助阳极二只，每只最大输出50A，水密罩2只； ·银/氯化银参比电极二只，水密罩2只；
·阳极屏蔽层，8910涂料甲乙组份各3桶，总重量41.4kg（由上述设备制造商提供）。 3使用建议 （1）码头调试
安装ICCP系统设备安装施工结束后，尽快调试： ·装置全部线路，检查确认敷设正确无误；
·恒电位仪，通电，用模拟负载调试，确认正常（该设备出厂时已用模拟负载调试好）；
·辅助阳极，用测量电位或电阻方法，检查确认其与船体不短路； ·参比电极，用高阻抗的数字电压表测量电位的方法，确认正常。 码头调试完毕，一切正常后方可开航。 （2）安装后首次航行调试和航行使用 船舶海上航行时：
①测量船体安装之参比电极对船体的自然电位： ·使用高阻抗数字电压表；
·每1～2小时测一次，连续测试三次，正常船体自然电位－0.4～－0.6V； ·做好记录。
②船体自然电位测试完毕，按《SF-300恒电位仪使用说明书》要求启用“恒电位仪”。开机前应仔细阅读使用说明书，按说明书的规定使用。
③控制电位值设在高于自然电位值的50mV，再逐渐提高，直至船体电位在保护范围之内（对于使用银/氯化银参比电极的仪器，所显示的参比电位应在-0.75V～-0.95V）
④建立该装置运行日志，坚持记录日常工况。ICCP船体外加电流阴极保护装置记录表格式见表1。
表1 ICCP外加电流阴极保护装置日常运行记录（格式）
船名：———— ——年——月 航次：———From———To———
⑤船到淡水水域，及时停止装置工作。再次航行到海水水域，重复本节第①、②、③、④各项。 ⑥每周一次：
·检查螺旋桨轴接地装置的滑环、碳刷，确认外表清洁、接触良好、接线紧固。 ·检查舵柱联结电缆结合处，确认没有磨损。
⑦一旦装置故障，转为“手控”通电，但必须注意随情况不同（如航行与停泊）及时调整输出电流，以免欠保护或过保护，尤其防止过保护。若装置无法工作，及时通知主管部门设法修复。 4维护建议
ICCP船体外加电流阴极保护装置，辅助阳极电流密度不超出设计电流密度范围可使用10年，Ag/AgCl参比电极使用寿命6年，阳极屏蔽层涂料使用寿命大于6年，基本不需维护保养。 为确保装置有效运行，建议：
（1）定期（一年一次）安排生产厂家实船检测。 （2）船舶坞修时：
·更新老化的ICCP辅助阳极； ·更新寿命到期的参比电极；
·每两或三次坞修重新涂刷辅助阳极周围的阳极屏蔽层。最好每两次坞修重新涂刷一次，虽然阳极屏蔽层涂料使用寿命大于6年，但第三次坞修可能在第7或第8年。
（3）“恒电位仪”，按说明书维护，遇有下列情况之一需及时更新： ·恒电位仪自控失效，
·给定电位范围内不能连续自动调节， ·电位控制误差大于0.02V，或 ·使用寿命到期，等。
潜艇外加电流阴极保护系统，就现在研制的水平，其设计寿命可以和船舶(20年以上)相同，主要部件不需更换，延长了坞修间隔期，大大节省了维修费用，减少了维修工作量，有一定的军事意义及经济效益。 3 研究内容和技术关键
现在外加电流阴极保护系统的设计有效使用期通常为5年，而国外已将系统的使用寿命设计成20年以上，几乎和船的寿命相同，与此使用寿命相适应，必须要良好的辅助阳极，高性能的恒电位仪，参比电极和阳极屏材料。 3.1 铂／铌复合阳极的研制
铂是理想的阳极材料，但它很贵，不能把纯铂作为阳极材料，只能将薄薄的铂附在基体材料上，基体材料有3种：钛、钽、铌。钛最便宜，但其击穿电压低为8～12V，使用受到限制，钽的击穿电压高＞100V，但也太贵，只有铌的击穿电压在80V以上基本可以满足各种条件下的应用，也比较便宜，关键在制造工艺、铂层和基体的复合方法，方法有电镀、焊接、真空、沉积、轧制、拉拨、爆炸复合等。
为了使薄的铂(10μm左右)和基体有一定强度的结合力，形成冶金结合，通过真空沉积和拉拔等技术进行研制，研制设计出的阳极都可以达20年以上，单个阳极排流量在50A以上。 3.2 高性能阳极屏材料的研究
阳极屏材料的好坏，对系统的使用性能、保护效果有直接的影响，阳极屏材料的要求是耐海水和氯气的作用，而阴极电位高，施工方便。
国内常用的阴极保护漆是绿环氧磁漆，耐阴极电位低，施工条件要求苛刻不便。
国外常用的环氧腻子阳极屏材料，被称为“永久性”的阳极屏材料，它的寿命长，施工简单，可一次成型，对保护电位分布均匀，安装较少的阳极即可获得理想的电位分布 ，有重要意义。 3.3 保护系统所需的功率
这对常规潜艇是一个重要问题，因为用于保护的电能消耗是和艇的续航力相关的，如果最大保护电流(下潜航行)约为72A，输出电压可在8V左右，这样当下潜时，其瞬时的最大功率消耗为600W左右，随着下潜以后的时间的延长，艇体的电位不断极化，所需的电流及输出电压都要降低，其降低的值与该艇的油
漆状况及航速有关，潜艇大部分时间是处在巡航状态，此果浸水面积少，外加电流保护所需的电流约10A左右，电压为5～8V，所需功率为60W左右。 国外大型军舰和潜艇用外加电流保护的很多，但还没有发表过关于外加电流阴极保护系统对艇上电子设备产生明显干扰和对导弹系统有影响的报道。
1.3相关参数
船体外加电流阴极保护，通过调节保护电位和保护电流达到保护船体钢板的目的，所以其最基本的也是最重要的参数有两个：保护电位、保护电流密度。 （1）保护电位
保护电位，取决于金属性质和所处介质的性质，变化不大。通常最佳保护电位（船体钢板相对于银/氯化银参比电极的电位）-0.75~-1.00V，ICCP控制仪-恒电位仪的工作电压范围±2V。 （2）保护电流密度
保护电流密度，除金属和介质的性质外，还受环境影响，变化较大，可能包括： ·船舶在静止海水中，电流密度150mA/m2时，可以很快达到保护电位（-0.80V）；但若电流密度小于40mA/m2，则几乎无法达到保护电位。
·船体钢板表面有无复盖物、复盖物的种类、复盖物的完整性等，很大程度上影响最佳电流密度的大小。例如，涂有完整油漆的钢板所需的保护电流密度，比裸钢板小得多：在静止海水内，涂有三道聚二乙烯乙炔涂料的钢板，电流密度0.35mA/m2可即刻达到保护电位；而裸钢板却需154mA/m2，大400多倍。再如，同样在静止海水内：涂有三道聚二乙烯乙炔涂料的钢板，电流密度0.11mA/m2只要几小时就可达到保护电位；而裸钢板，电流密度高达45mA/m2也需要9天左右。
·海水是流动的而且海流和风浪时大时小，船舶也有时停泊有时航行且航速有快慢，都影响最佳保护电流密度。例如恶劣气象航行和破冰航行，所需要的保护电流密度显著增高。
·不同海域海水含盐量有差别，不同季节海水温差不同，都会影响最佳保护电流密度。
保护电流密度，需要综合考虑上述各种因素，而且主要靠大量的实践才能得到比较切实的数据。船体外加电流阴极保护装置的管理者，日常应针对这些环境因素不断调节、修整装置的相关参数，以确保其充分发挥作用。
相对于常用的银/氯化银参比电极，保护电流密度要保证保护电位-0.75~-1.00V，最佳保护电流密度30~60mA/m2，我国海船选用40~60mA/m2较为合适。 船体外加电流阴极保护装置的种类型号很多，工作参数也有差异，但工作原理大同小异。下面，以一款应用较普遍、效果较显著的ICCP船体外加电流阴极保护装置为例，提出船体外加电流阴极保护装置的使用和维护建议。
2某轮的船体外加电流阴极保护装置 2.1船体参数 船体长103.90m 垂线间长95.90m 型宽14.00m 设计吃水5.70m 轻载吃水3.376m 方形系数Cb0.62
2.2ICCP船体外加电流阴极保护装置概况 （1）保护面积
·船体浸水面积（估算）1814.32m2 ·螺旋桨表面积16.36m2 ·舵表面积20.04m2
（2）外加电流阴极保护装置设计参数
·保护区域：水线以下的船体表面（海底门内仍需按常规安装牺牲阳极，不包括在内）。
·保护电位：船体水下表面-0.75~-0.95V（相对于Ag/AgCl参比电极，下同）； ·总保护电流：94A
·保护电流密度：船体，45mA/m2；螺旋桨，600mA/m2；舵，150mA/m2。 2.3外加电流阴极保护系统主要部件（规格、数量）
·SF-300恒电位仪一台，输入380V/50Hz，输出100A/16V； ·B型钌－钛辅助阳极二只，每只最大输出50A，水密罩2只； ·银/氯化银参比电极二只，水密罩2只；
·阳极屏蔽层，8910涂料甲乙组份各3桶，总重量41.4kg（由上述设备制造商提供）。 3使用建议 （1）码头调试
安装ICCP系统设备安装施工结束后，尽快调试： ·装置全部线路，检查确认敷设正确无误；
·恒电位仪，通电，用模拟负载调试，确认正常（该设备出厂时已用模拟负载调试好）；
·辅助阳极，用测量电位或电阻方法，检查确认其与船体不短路； ·参比电极，用高阻抗的数字电压表测量电位的方法，确认正常。 码头调试完毕，一切正常后方可开航。 （2）安装后首次航行调试和航行使用 船舶海上航行时：
①测量船体安装之参比电极对船体的自然电位： ·使用高阻抗数字电压表；
·每1～2小时测一次，连续测试三次，正常船体自然电位－0.4～－0.6V； ·做好记录。
②船体自然电位测试完毕，按《SF-300恒电位仪使用说明书》要求启用“恒电位仪”。开机前应仔细阅读使用说明书，按说明书的规定使用。
③控制电位值设在高于自然电位值的50mV，再逐渐提高，直至船体电位在保护范围之内（对于使用银/氯化银参比电极的仪器，所显示的参比电位应在-0.75V～-0.95V）
④建立该装置运行日志，坚持记录日常工况。ICCP船体外加电流阴极保护装置记录表格式见表1。
表1 ICCP外加电流阴极保护装置日常运行记录（格式）
船名：———— ——年——月 航次：———From———To———
⑤船到淡水水域，及时停止装置工作。再次航行到海水水域，重复本节第①、②、③、④各项。 ⑥每周一次：
·检查螺旋桨轴接地装置的滑环、碳刷，确认外表清洁、接触良好、接线紧固。 ·检查舵柱联结电缆结合处，确认没有磨损。
⑦一旦装置故障，转为“手控”通电，但必须注意随情况不同（如航行与停泊）及时调整输出电流，以免欠保护或过保护，尤其防止过保护。若装置无法工作，及时通知主管部门设法修复。 4维护建议
ICCP船体外加电流阴极保护装置，辅助阳极电流密度不超出设计电流密度范围可使用10年，Ag/AgCl参比电极使用寿命6年，阳极屏蔽层涂料使用寿命大于6年，基本不需维护保养。 为确保装置有效运行，建议：
（1）定期（一年一次）安排生产厂家实船检测。 （2）船舶坞修时：
·更新老化的ICCP辅助阳极； ·更新寿命到期的参比电极；
·每两或三次坞修重新涂刷辅助阳极周围的阳极屏蔽层。最好每两次坞修重新涂刷一次，虽然阳极屏蔽层涂料使用寿命大于6年，但第三次坞修可能在第7或第8年。
（3）“恒电位仪”，按说明书维护，遇有下列情况之一需及时更新： ·恒电位仪自控失效，
·给定电位范围内不能连续自动调节， ·电位控制误差大于0.02V，或 ·使用寿命到期，等。
潜艇外加电流阴极保护系统，就现在研制的水平，其设计寿命可以和船舶(20年以上)相同，主要部件不需更换，延长了坞修间隔期，大大节省了维修费用，减少了维修工作量，有一定的军事意义及经济效益。 3 研究内容和技术关键
现在外加电流阴极保护系统的设计有效使用期通常为5年，而国外已将系统的使用寿命设计成20年以上，几乎和船的寿命相同，与此使用寿命相适应，必须要良好的辅助阳极，高性能的恒电位仪，参比电极和阳极屏材料。 3.1 铂／铌复合阳极的研制
铂是理想的阳极材料，但它很贵，不能把纯铂作为阳极材料，只能将薄薄的铂附在基体材料上，基体材料有3种：钛、钽、铌。钛最便宜，但其击穿电压低为8～12V，使用受到限制，钽的击穿电压高＞100V，但也太贵，只有铌的击穿电压在80V以上基本可以满足各种条件下的应用，也比较便宜，关键在制造工艺、铂层和基体的复合方法，方法有电镀、焊接、真空、沉积、轧制、拉拨、爆炸复合等。
为了使薄的铂(10μm左右)和基体有一定强度的结合力，形成冶金结合，通过真空沉积和拉拔等技术进行研制，研制设计出的阳极都可以达20年以上，单个阳极排流量在50A以上。 3.2 高性能阳极屏材料的研究
阳极屏材料的好坏，对系统的使用性能、保护效果有直接的影响，阳极屏材料的要求是耐海水和氯气的作用，而阴极电位高，施工方便。
国内常用的阴极保护漆是绿环氧磁漆，耐阴极电位低，施工条件要求苛刻不便。
国外常用的环氧腻子阳极屏材料，被称为“永久性”的阳极屏材料，它的寿命长，施工简单，可一次成型，对保护电位分布均匀，安装较少的阳极即可获得理想的电位分布 ，有重要意义。 3.3 保护系统所需的功率
这对常规潜艇是一个重要问题，因为用于保护的电能消耗是和艇的续航力相关的，如果最大保护电流(下潜航行)约为72A，输出电压可在8V左右，这样当下潜时，其瞬时的最大功率消耗为600W左右，随着下潜以后的时间的延长，艇体的电位不断极化，所需的电流及输出电压都要降低，其降低的值与该艇的油
漆状况及航速有关，潜艇大部分时间是处在巡航状态，此果浸水面积少，外加电流保护所需的电流约10A左右，电压为5～8V，所需功率为60W左右。 国外大型军舰和潜艇用外加电流保护的很多，但还没有发表过关于外加电流阴极保护系统对艇上电子设备产生明显干扰和对导弹系统有影响的报道。