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Das System für den eingeprägten Strom (ICCP – Impressed Current Cathodic Protection) ist das entscheidende Schutzsystem für den Unterwasserschiffsrumpf. Es dient dazu, die Stahloberfläche bei ordnungsgemäßem Betrieb auf ein vorgegebenes Schutzpotential zu polarisieren und so galvanische Korrosion zu verhindern. Doch jedes noch so gut entwickelte System kann aus dem Gleichgewicht geraten. Notfall-Einsätze bei SME umfassen zu über 70 % Probleme durch Überprotektion, Beschädigung der Lackierung sowie falsche Alarme der Referenzelektroden – all diese Symptome treten wiederholt in diesen Logdateien auf. Diese Anzeichen treten meist einzeln auf, stehen aber in vielen Fällen in Zusammenhang. Die Kenntnis dieses Dreierkomplexes ist der erste Schritt bei der Fehlersuche.
Die Ursachen für Überprotektion und Anoden-Übersteuerung
Falls der Strom zu hoch ist, liefert das ICCP-System zu viel Strom, wodurch das Rumpfpotenzial den Wert von -900 mV (bezogen auf die Ag/AgCl-Referenzelektrode) überschreitet – ein Zustand, der als Überprotektion bekannt ist. Dies stellt normalerweise kein sofortiges Problem dar; vielmehr handelt es sich meist um ein fortschreitendes Problem, das durch Ausfall der Referenzelektrode (falsche Messwerte) oder durch fehlende Kalibrierung des Reglers im Hinblick auf die Rückkopplungsschleife verursacht wird. In vielen Fällen ist der Sollwert des Regler-Autopiloten auf einen falschen Wert festgelegt, weil die Erdungsverbindung zwischen Erde und Regler unzureichend ist oder weil die Isolierung des Kabels zwischen Referenzelement und Regler mangelhaft ist. Eine weitere mechanische Ursache ist die Anode selbst: Verliert sie infolge teilweiser Passivierung an aktiver Oberfläche, erhöht das System die Spannung – was wiederum dazu führen kann, dass die gesamte benetzte Oberfläche überprotegiert wird. Bei SME eliminieren wir stets zunächst die Möglichkeit einer Überprotektion, indem wir das Rumpfpotenzial physisch mit einer tragbaren Halbzelle direkt am Rumpf und außerhalb der Schalttafel messen.
Lackierungsschäden und kathodische Ablösung: Die Sekundärwirkung
Überprotektion verschwendet nicht nur Strom, sie zerstört tatsächlich die Schutzschichten. Eine kathodische Reaktion tritt an der Stahl-Beschichtungs-Grenzfläche auf, wenn das Rumpfpotential unter -1.000 mV fällt. Das alkalische Milieu führt zur Spaltung der Polymerbindungen von Epoxid- und Teer-Kohle-Lacken, was zu kathodischem Abblättern führen kann. Die ersten Anzeichen sind kleine Blasen oder eine kalkartige weiße Ablagerung entlang von Schweißnähten und Kanten, wo die Beschichtung naturgemäß dünner ist. Sobald die Farbe abblättert, zieht das freiliegende Metall mehr Strom an, wodurch wiederum weitere Farbschicht abblättert – und so weiter. Wir haben den Test an Beschichtungsproben von Schiffen mit Schäden über 5.000 m² in Nantong durchgeführt; das Ergebnis zeigt, dass die Haftfestigkeit der Beschichtung bei überprotektierten Rümpfen bereits innerhalb von nur drei Monaten um bis zu 60 % abnimmt. Die Lösung besteht nicht darin, den Strom zu reduzieren, sondern darin, die Beschichtung korrekt zu reparieren und gleichzeitig das System anzupassen – es funktioniert nicht, neue Farbe auf eine bereits stark polarisierte Oberfläche aufzutragen, ohne das System gleichzeitig anzupassen; andernfalls tritt der Ausfall bereits nach wenigen Wochen erneut ein.
Verständnis von Referenzzellenalarmen: Fehlsignale versus echte Ausfälle
Eines der am meisten missverstandenen Probleme ist die häufig auftretende Alarmmeldung der Referenz-Zelle. Eine Meldung über hohes Potential oder Zellausfall kann einfach bedeuten, dass Ihre Referenz-Zelle am Schaltpult abgezogen ist. Elektroden aus Silber/Silberchlorid neigen dazu, durch marine Bewuchs, Schlamm oder Ölfilme verschmutzt zu werden, wodurch das innere Elektrodenübergangspotential verändert wird und falsche mV-Messwerte entstehen. Ebenso häufig tritt Kabelleckage auf (wenn Feuchtigkeit in die Anschlussdose eindringt oder ein beschädigtes Kabel mit einer gestörten Verbindung durch den Seewassereinlass läuft), wodurch ein parallel geschalteter Widerstandspfad entsteht, der ein driftendes Referenzsignal simuliert. Um die Hardware auszutauschen, führen unsere technischen Support-Ingenieure bei SME eine dreistufige Diagnose durch: (1) Überprüfung des Gleichstromwiderstands der Zelle im Vergleich zu einer bekannten, sauberen Elektrode, (2) Messung des Isolationswiderstands zwischen Zelle und Erde (sollte >20 MΩ betragen) und (3) Durchführung eines dynamischen Stromunterbrechungstests, um zu ermitteln, ob der Alarm mit Stromunterbrechungen korreliert. Bei mehr als 40 % der von uns behandelten Alarmmeldungen lässt sich das Problem durch Reinigung der Zelloberfläche und erneutes Abdichten der Kabeleinführung beheben, statt die Zelle auszutauschen.
Praktische Feldfehlersuche und korrigierender Workflow
Die Fehlerbehebung sollte systematisch nach festgelegtem Verfahren und nicht durch bloßes Raten erfolgen. Als Erstes sollten Sie die Messwerte für Strom und Spannung der vergangenen 72 Stunden dokumentieren. In den meisten Fällen lässt die Drift von Strom und Spannung erkennen, ob es sich um eine langsame (Steuergerätedrift) oder plötzliche (Kabel- oder Zellstörung) Überprotektionsdrift handelt. Falls Sie nach diesen Schritten weiterhin eine Überprotektion vermuten, schalten Sie Ihr System in den manuellen Betriebsmodus. Verringern Sie den Strom und beobachten Sie einen tragbaren Referenzwert am Schiffsrumpf: Zeigt Ihr tragbares Messgerät normale Werte an, während das Panel eine Überprotektion anzeigt, ist wahrscheinlich Ihre bordeigene Referenzelektrode defekt. Zeigen beide Anzeigen negative Werte an, liegt vermutlich eine Übersteuerung des Anodenkreises vor – überprüfen Sie den Anodenwiderstand und ersetzen Sie alle Anoden, bei denen ein Gleichspannungsabfall von 8 V gemessen wurde. Prüfen Sie stets unmittelbar vor der Anode oder der Referenzelektrode auf Löcher oder Nadellöcher in der Beschichtung. Solche Löcher können auch ohne spezielle Holiday-Detection-Messung visuell identifiziert werden. Ein weiterer wichtiger Punkt zur eindeutigen Bestätigung eines Lochs ist die Holiday-Detection. SME gewährt für sämtliche korrektive Wartungsarbeiten eine Garantie von zwölf Monaten; selbstverständlich informieren wir unsere Kunden hierüber. Keine dieser Garantien ersetzt jedoch die proaktive wöchentliche Messung der Off-Potentialwerte der Referenzelektrode sowie die Reinigung bei jedem Dockaufenthalt. Prüfen Sie stets auf einen Anstieg des Stroms als Frühwarnsignal für eine bevorstehende Überprotektionsereignis. Die meisten Fälle von Überprotektion sind vermeidbar, wenn wir ein diszipliniertes und konsistentes Monitoring unserer Systeme betreiben; auf Grundlage dieser Analysen dokumentieren wir jährlich mehr als 500 Fälle. Lesen Sie nicht zu viel zwischen den Zeilen – wenden Sie stattdessen die richtigen, grundlegenden Prinzipien an, die für Ihre Schiffe dauerhaft funktionieren.