劉廣利

一、引言

美國(guó)環(huán)保署（EPA）于2013年3月發(fā)布了新的船舶通用許可（Final 2013 VGP），根據(jù)美國(guó)環(huán)保署的規(guī)定，2013版VGP于2013年12月19日零時(shí)（美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間）起正式生效，并取代2008版VGP，有效期至2018年12月19日。但是，EPA至今仍未頒布更新版本VGP。前往美國(guó)港口船舶應(yīng)滿足VGP對(duì)陰極保護(hù)要求。美國(guó)海岸警備隊(duì)USCG可能會(huì)按照EPA要求檢查船舶持有的相關(guān)文件及現(xiàn)場(chǎng)檢查犧牲陽極狀況，對(duì)不符合VGP要求的船舶進(jìn)行處罰。本文擬介紹2013版VGP 2.2.7款對(duì)船上陰極保護(hù)系統(tǒng)的要求和一例船舶犧牲陽極脫落情況，分析船舶犧牲陽極脫落原因，提出船公司和船舶應(yīng)注意的事項(xiàng)，供行業(yè)參考。

二、VGP關(guān)于陰極保護(hù)的要求和一例船舶犧牲陽極脫落情況

中國(guó)船級(jí)社（2015年）第2號(hào)總第163號(hào)技術(shù)通告《2013版VGP對(duì)陰極保護(hù)的要求》提出了一系列要求：

（1） 船舶應(yīng)依照犧牲陽極布置圖安裝犧牲陽極，不得隨意增加陽極的數(shù)量，被更換的殘存的犧牲陽極應(yīng)予割除。

（2）因犧牲陽極的材質(zhì)、形狀和安裝方式都會(huì)影響到犧牲陽極的需要量，所以當(dāng)選用犧牲陽極的參數(shù)發(fā)生改變時(shí)，應(yīng)對(duì)犧牲陽極的需要量重新進(jìn)行計(jì)算。并需要重新向船級(jí)社審圖中心送審《陰極保護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算書》和《犧牲陽極布置圖》。

（3）船舶在維護(hù)期間應(yīng)對(duì)犧牲陽極和外加電流陰極保護(hù)（ICPP-Impressed Current Cathodic Protection）的絕緣屏蔽層進(jìn)行適當(dāng)?shù)那謇砗?或更換（如進(jìn)干塢時(shí)）；壓載艙內(nèi)的犧牲陽極也應(yīng)符合此要求，并應(yīng)將其腐蝕物清至艙外。上述維護(hù)工作應(yīng)做好相應(yīng)記錄。

（4）在選用犧牲陽極材質(zhì)時(shí)，可參考CCS鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范第2篇第2章1.6.3.6款鋁陽極、鎂陽極和鋅陽極的要求。

（5）2013年12月19日以后船舶第一次進(jìn)干塢時(shí)，如選用某種更低毒性的犧牲陽極不合適，船公司應(yīng)書面說明其理由。

船用犧牲陽極保護(hù)原理是在被保護(hù)的船殼、舵板、海底閥箱、壓載艙板、防漁網(wǎng)保護(hù)罩安裝比鐵活潑、電位更低的金屬塊使之成為陽極，被保護(hù)的船殼、舵板、海底閥箱、壓載艙板、防漁網(wǎng)保護(hù)罩成為陰極而不被腐蝕。船殼、舵板、海底閥箱、壓載艙板、防漁網(wǎng)保護(hù)罩焊接防腐鋅塊或鋁塊的作用，就是用犧牲鋅塊或鋁塊的方法保護(hù)船殼、舵板、海底閥箱、壓載艙板、防漁網(wǎng)保護(hù)罩，由于鋅或鋁的活性大于鐵，所以鋅或鋁先失去電子發(fā)生反應(yīng)。

船舶尾部犧牲陽極一般布置如圖1所示，船殼犧牲陽極一般焊接安裝方式如圖2所示，圖3為一艘船舶尾部犧牲陽極全部脫落狀況，圖4為舵葉犧牲陽極全部脫落情形。從圖3和圖4可以看到，船舶尾部犧牲陽極、舵葉犧牲陽極已全部脫落，只剩犧牲陽極的扁鐵鐵芯，船殼、舵板已失去防腐保護(hù)而開始銹蝕。作為五年常規(guī)進(jìn)塢兩次廠修的船舶呈現(xiàn)如此局面，背后原因令人深思。

圖1 船舶尾部犧牲陽極布置

圖2 船殼犧牲陽極安裝

圖3 船舶尾部犧牲陽極全部脫落

圖4 舵葉犧牲陽極全部脫落

船殼或舵板保護(hù)多使用“一”字形扁鐵鐵芯犧牲陽極，如圖5所示，扁鐵鐵芯一般置于距犧牲陽極腹部1/4厚度處。犧牲陽極出廠時(shí)腹部均未規(guī)范涂漆。塢修期間，如果船廠、公司、船舶疏忽，施工工人直接將犧牲陽極焊接在船殼上，船舶下水營(yíng)運(yùn)一段時(shí)間后，犧牲陽極表面均勻腐蝕，待犧牲陽極腹部腐蝕殆盡后，陽極金屬塊會(huì)脫落，出現(xiàn)圖3、圖4情形，導(dǎo)致船殼、舵板失去防腐保護(hù)，海生物積聚在扁鐵鐵芯與船殼、舵板形成的間隙內(nèi)而不滿足VGP要求。

圖5“一”字形鐵芯犧牲陽極

三、對(duì)船公司和船舶的建議

可能前往美國(guó)港口的船舶應(yīng)滿足美國(guó)2013版VGP對(duì)陰極保護(hù)的各項(xiàng)要求，船公司和船舶應(yīng)注意如下事項(xiàng)：

（1）造船時(shí)，防腐廠家提供的防腐設(shè)計(jì)一般是比較富余的，專業(yè)廠家生產(chǎn)的犧牲陽極合金配比方案是固定的，生產(chǎn)廠家經(jīng)船級(jí)社認(rèn)可。這些規(guī)格數(shù)量的犧牲陽極安裝在船殼、舵葉、壓載艙，設(shè)計(jì)使用壽命一般為5～7年，即兩個(gè)塢修期（5年左右）。2013版VGP要求，塢修期間，依照犧牲陽極布置圖更換安裝犧牲陽極，不隨意增加陽極數(shù)量，被更換的殘存犧牲陽極應(yīng)割除。

（2）船舶在塢修期間應(yīng)對(duì)犧牲陽極和外加電流陰極保護(hù)（ICPP）的絕緣屏蔽層進(jìn)行適當(dāng)?shù)那謇砗?或更換；壓載艙內(nèi)的犧牲陽極也應(yīng)符合此要求，并且應(yīng)將其腐蝕物清至艙外。船舶對(duì)上述維護(hù)工作應(yīng)做好相關(guān)記錄。每次塢修時(shí)船級(jí)社頒發(fā)的“STATEMENT OF DRYDOCK INSPECTION”證書或其他船級(jí)社頒發(fā)的“STATEMENT OF COMPLIANCE WITH VGP”證書內(nèi)容對(duì)此也有相應(yīng)的表述。

2013版VGP要求犧牲陽極緊貼船殼安裝，防止污損海生物聚集此間隙，否則須填滿犧牲陽極與船殼間的空隙。對(duì)犧牲陽極兩端扁鐵與船殼間的兩處間隙是否需要填滿無強(qiáng)制要求，考慮到船舶營(yíng)運(yùn)期間污損海生物會(huì)聚集此間隙，建議填充，普通水泥可作為填充物。如船舶在第二次塢檢發(fā)現(xiàn)犧牲陽極與船殼因腐蝕脫落形成間隙，應(yīng)填滿此間隙，普通水泥可作為填充物。

（3）根據(jù)2013版VGP要求，對(duì)于海船，若無技術(shù)上不可行等客觀因素，應(yīng)采用鋁和鋁合金作為犧牲陽極材料。當(dāng)選用的犧牲陽極的材質(zhì)發(fā)生改變時(shí)，船公司應(yīng)對(duì)犧牲陽極的所需量進(jìn)行重新計(jì)算，并需要重新向船級(jí)社審圖中心送審《陰極保護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算書》和《犧牲陽極布置圖》。

鋁的毒性比鋅小。如采用犧牲陽極，在技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)條件允許且可實(shí)現(xiàn)的范圍內(nèi)，應(yīng)選用毒性較小的金屬元素制作的電極設(shè)備。船公司、船舶必須在保存記錄的文件材料中說明使用鋁不合適的理由。

船殼、舵葉、壓載艙使用鋅塊的船舶在2013年12月19日后首次進(jìn)干塢之后應(yīng)持有上述文件。鑒于作為犧牲陽極使用的鋅塊更換為鋁塊需重新計(jì)算、審核，過程較為復(fù)雜，因此，船舶可暫時(shí)維持原造船時(shí)的設(shè)計(jì)不變。為滿足上述要求，公司、船舶應(yīng)編制相關(guān)說明文件，供船舶保存?zhèn)洳椤?/p>

2013年12月19日以后第一次進(jìn)干塢的船舶，建議編制The Documentation for Vessel’s Zinc Anode Selected。建議船長(zhǎng)將該文件放入船舶VGP文件夾內(nèi)。船殼、舵葉、壓載艙使用鋁塊的船舶無須持有這個(gè)說明文件。該文件內(nèi)容如下：

Our vessel named M/V XX was dry-docked from X X, 2014 to X X, 2014 in XX SHIPYARD CO., LTD.According to the Final 2013 VGP 2.2.7 Cathodic Protection, if vessel operators use sacrificial electrodes,they must select electrode devices with metals that are less toxic to the extent technologically feasible and economically practicable and achievable.

Unfortunately, as per the ship maker’s original design, the sacrificial electrodes in the ballast tanks and hull of our vessel are of zinc metals. The maker gave one perfect set of the zinc anode quantity, duration and anode arrangement after complicated calculation. It will be need a long time if we change the zinc anode plan into aluminum anode plan. We had to obey the ship maker’s original design this time, our vessel zinc is selected. Our vessel will be selected aluminum if the sacrificial electrodes material changing experience will have matured in the future.

2013年12月19日以后第二次進(jìn)干塢的船舶，船公司應(yīng)考慮對(duì)使用鋅塊保護(hù)船舶換用犧牲鋁塊陽極的所需量進(jìn)行重新計(jì)算，安排將鋅塊更換為鋁塊，重新向船級(jí)社審圖中心送審《陰極保護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算書》和《犧牲陽極布置圖》。建議船長(zhǎng)將上述文件放入船舶VGP專用文件夾內(nèi)。

圖5 為“一”字形鐵芯犧牲陽極實(shí)物圖，圖6為“一”字形鐵芯陽極結(jié)構(gòu)示意圖。這種類型的犧牲陽極，緊貼船殼鋼板的一面是非工作面。犧牲陽極安裝前應(yīng)注意在陽極腹部涂?jī)啥确冷P漆，確保犧牲陽極腹部緊貼船殼焊接扁鐵，保證陽極和船體的良好電氣接觸，避免犧牲陽極與船殼、舵板因腐蝕形成間隙或脫落，以滿足VGP要求。

圖6 “一”字形鐵芯陽極結(jié)構(gòu)示意圖

船舶壓載艙內(nèi)的犧牲陽極若選用合適“幾”字形扁/圓鐵鐵芯鋅塊或鋁塊，應(yīng)妥善焊接在壓載艙內(nèi)部鋼構(gòu)上，進(jìn)塢后將其腐蝕物清至艙外并做好記錄，犧牲陽極脫落等問題不突出。外加電流陰極保護(hù)（ICPP）的絕緣屏蔽層環(huán)氧膩?zhàn)舆M(jìn)塢需適當(dāng)清理和/或修補(bǔ)，ICPP除由專業(yè)人員檢修外，鈦電極陽極和純鋅參比電極在出塢前必須由輪機(jī)長(zhǎng)、電機(jī)員現(xiàn)場(chǎng)對(duì)照?qǐng)D紙逐只認(rèn)真檢查表面是否被膠帶、油漆或污物覆蓋，必要時(shí)用調(diào)漆水擦凈電極表面。出塢后，因船殼新做防護(hù)漆及換新犧牲陽極原因，ICPP電流由幾百安培降低為幾安培，甚至過電流報(bào)警燈亮均屬正常現(xiàn)象。新造巴拿馬型、好望角型船舶及大型礦砂船（VLOC）會(huì)在船舶首部加裝一臺(tái)ICPP。2009年1月1日及以后安放龍骨的船舶適用《所有類型船舶專用海水壓載艙及散貨船雙舷側(cè)處所的保護(hù)涂層性能標(biāo)準(zhǔn)》（PSPC標(biāo)準(zhǔn)），壓載艙內(nèi)多不再安裝犧牲陽極，而只在船舶尾部、舵葉安裝犧牲鋁塊，保護(hù)螺旋槳尾部船板、舵板，從硬件上符合美國(guó)2013版VGP要求。

四、結(jié)束語

對(duì)于船旗國(guó)和港口國(guó)批準(zhǔn)或制定的海事公約或法規(guī)，營(yíng)運(yùn)船舶必須不折不扣履行。細(xì)節(jié)決定成敗，小事成就大事。中遠(yuǎn)海運(yùn)集團(tuán)董事長(zhǎng)、黨組書記許立榮說過：“安全工作并不復(fù)雜和深?yuàn)W，但把簡(jiǎn)單的事情做好就不簡(jiǎn)單。安全工作并不需要更高更深?yuàn)W的學(xué)問，也不復(fù)雜，安全工作就是一個(gè)持之以恒、年復(fù)一年、每天每刻都要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)匕凑找?guī)則去做的事情?！贝鞍踩芾砉ぷ餍枰小鞍研∈伦龀删贰钡睦砟睿筇幹?，小處著手，把一件件小事做細(xì)做實(shí)。也只有如此，才能順利通過各項(xiàng)檢查、防止船舶各類險(xiǎn)情或事故發(fā)生，才能保障船舶安全營(yíng)運(yùn)和船舶機(jī)械設(shè)備可靠運(yùn)行。