陰極保護的基本原理是向被保護金屬卡上加一定數目的電子，使被保護金屬變成陰極而得到了保護。

2　海內外研究概況

    外加電流陰極保護法的特點是：跟著外界環(huán)境的變化如不同海區(qū)的溫度、鹽度、風浪及消息態(tài)等前提的變化，恒電位儀能根據參比電極的信號，自動調整保護電流，使船體始終處于良好的保護狀態(tài)，有利于縮短塢修日期，延上進塢的距離，節(jié)約燃料和涂料。

3.1　鉑／鈮復合陽極的研制

    現(xiàn)在外加電流陰極保護系統(tǒng)的設計有效使用期通常為5年，而國外已將系統(tǒng)的使用壽命設計成20年以上，幾乎和船的壽命相同，與此使用壽命相適應，必需要良好的輔助陽極，高機能的恒電位儀，參比電極和陽極屏材料。提供電流的方法可分為外加電流法與犧牲陽極法。

    在過去較長的一段時間里，潛艇艇體侵蝕嚴峻，這是由于早期我們的潛艇只采用犧牲陽極保護壓載艙中的耐壓殼體，而非耐壓艙外殼只采用油漆涂層防護，并不采用陰極保護措施，外殼產生嚴峻侵蝕。

    鉑是理想的陽極材料，但它很貴，不能把純鉑作為陽極材料，只能將薄薄的鉑附在基體材料上，基體材料有3種：鈦、鉭、鈮。

    海水中含氯化離子高，導電性高，是很強的電介質，因此船舶在海水中侵蝕比較嚴峻，潛艇猶如其它船舶一樣，處于海水侵蝕電介質中，若不采取適當的防蝕措施必定會受到嚴峻的侵蝕，特別是潛艇所處的前提更為苛刻，對防蝕的要求更高。關于用犧牲陽極的辦法保護潛艇，美國海軍提出過不同的觀點，他們以為，為減輕潛艇重量，裝大量的犧牲陽極受到很大的限制，反對在外殼上裝犧牲陽極，以為在外殼裝犧牲陽極以后，航行時會產生可測得的聲響，影響其隱蔽性，就外殼裝犧牲陽極對航行時所產生的阻力題目，曾進行過有關測試，以為潛艇在高速航行時(航速＞18kn)，有一定的影響，而在低速時影響不大。 70年代初接踵泛起多條潛艇在短短的1年時間內分別于水線以下的鋼板侵蝕穿孔多達十幾回，使進塢修理工程大大增加，嚴峻影響了潛艇的戰(zhàn)備練習。

3.2　高機能陽極屏材料的研究

    為了使薄的鉑(10μm左右)和基體有一定強度的結協(xié)力，形成冶金結合，通過真空沉積和拉拔等技術進行研制，研制設計出的陽極都可以達20年以上，單個陽極排流量在50A以上。

    這對常規(guī)潛艇是一個重要題目，由于用于保護的電能消耗是和艇的續(xù)航力相關的，假如最大保護電流(下潛航行)約為72A，輸出電壓可在8V左右，這樣當下潛時，其瞬時的最大功率消耗為600W左右，跟著下潛以后的時間的延長，艇體的電位不斷極化，所需的電流及輸出電壓都要降低，其降低的值與該艇的油漆狀況及航速有關，潛艇大部門時間是處在巡航狀態(tài)，此果浸水面積少，外加電流保護所需的電流約10A左右，電壓為5～8V，所需功率為60W左右。外加電流法就是外加一個直流電源，電源的正極接輔助陽極，負極接被保護的金屬。鈦最便宜，但其擊穿電壓低為8～12V，使用受到限制，鉭的擊穿電壓高＞100V，但也太貴，只有鈮的擊穿電壓在80V以上基本可以知足各種前提下的應用，也比較便宜，樞紐在制造工藝、鉑層和基體的復合方法，方法有電鍍、焊接、真空、沉積、軋制、拉撥、爆炸復合等。

    海內一些老型號的潛艇已成功地采用了外加電流陰極保護技術，該項技術主要用于對潛艇的非耐壓殼及推進器的保護，而壓載艙及指揮臺圍壁內、上層建筑的透水部門仍用犧牲陽極保護。

3.3　保護系統(tǒng)所需的功率

    國外常用的環(huán)氧膩子陽極屏材料，被稱為“永久性”的陽極屏材料，它的壽命長，施工簡樸，可一次成型，對保護電位分布平均，安裝較少的陽極即可獲得理想的電位分布，有重要意義。

    通過系泊試驗及航行表明，采用自動控制外加電流陰極保護系統(tǒng)，可以根據潛艇的不同狀態(tài)(停泊、航行、下潛、上浮及不同的航速)，自動調節(jié)所需的保護電流，使?jié)撏冀K處于給定的保護電位。

    海內常用的陰極保護漆是綠環(huán)氧磁漆，耐陰極電位低，施工前提要求苛刻不便。

    目前美國海軍差未幾全部準備役及很多現(xiàn)役艦艇都采用外加電流保護系統(tǒng)來防侵蝕，日本建造的大型高速運輸船只相稱多數目是安裝外加電流保護系統(tǒng)的。從進塢檢查看防侵蝕效果理想，油漆脫落的地方也無黃斑，黝黑發(fā)亮，無銹蝕痕跡。

    國外關于對潛艇的防蝕研究，早在50年代就有報導，當時主要仍是采用犧牲陽極和涂料相配合的防蝕技術。

    50年代末期，美國海軍開始在潛艇長進行了外加電流陰極保護的試驗，從報導可知，美國海軍核潛艇“海狼號”、“漁號”采用了自動控制外加電流陰極裝置，數年之后，經由幾回進塢檢查證實防蝕效果明顯，水下部門無顯著銹層，鋼板未發(fā)現(xiàn)凹坑，焊縫基本上完好無蝕，殼板比較光滑，取得了良好的保護效果。犧牲陽極法是用一種電位比被保護的金屬還要負的金屬與被保護的金屬聯(lián)接在一起，依賴電位比較負的金屬不斷地侵蝕溶解而產生的電子來保護被保護金屬的方法，這種為了保護其它金屬而自身被侵蝕的金屬稱為犧牲陽極，常用的犧牲陽極金屬有鋅、鋁、鎂及其它合金。一些國家在修造船手冊規(guī)范中也載明裝有外加電流陰極保護裝置的船舶可以延上進塢距離為2.5年。

　　2) 提供信號及丈量艇體電位的參比電極；

　　1) 通電并與艇體嚴格絕緣的不溶性陽極；

    艇體外加電流陰極保護是根據電化原理用來防止船舶水下部門侵蝕的新技術，外加電流陰極保護裝置由3個部門組成。

    陽極屏材料的好壞，對系統(tǒng)的使用機能、保護效果有直接的影響，陽極屏材料的要求是耐海水和氯氣的作用，而陰極電位高，施工利便。

　　3) 自動控制的供電設備??恒電位儀。

3　研究內容和技術樞紐

    潛艇外加電流陰極保護系統(tǒng)，就現(xiàn)在研制的水平，其設計壽命可以和船舶(20年以上)相同，主要部件不需更換，延長了塢修距離期，大大節(jié)省了維修用度，減少了維修工作量，有一定的軍事意義及經濟效益。

    陰極保護已有悠久的歷史，1824年，英國人就把鋅板安裝在一艘船上作陰極保護。

潛艇外加電流陰極保護的應用和研究概述

    現(xiàn)在國外海軍潛艇的防蝕題目，已有了相應的規(guī)范，潛艇的防蝕采用陰極保護和涂料相配合，而陰極保護又是為犧牲陽極的外加電流相配合，用犧牲陽極重點保護壓載艙，指揮臺圍壁內的結構浸水區(qū)，用外加電流陰極保護著重保護整個艇的外殼浸水部門及推進器這種防蝕方法對潛艇來說是實用而有效的。