Principali fattori che influenzano le prestazioni del sistema ICCP

Per i proprietari e gli operatori di navi, il sistema ICCP è uno di quegli elementi fondamentali di cui non ci si accorge finché non smette di funzionare—il che può risultare molto costoso, poiché non solo non contrasta la corrosione elettrochimica dell’acqua di mare su scafo, timone ed elica, ma addirittura la accelera; con conseguenti costi aggiuntivi per riparazioni dello scafo effettuate fuori dai periodi programmati di carenaggio e con integrità strutturale compromessa dei componenti della nave.

SME è stata coinvolta nella risoluzione dei problemi, nelle riparazioni e nell’ottimizzazione dei sistemi ICCP presso quasi tutti i principali cantieri navali in Cina e all’estero, con oltre 500 installazioni e interventi di manutenzione annui negli ultimi 20 anni. Dalla nostra esperienza sappiamo che le prestazioni del sistema non vengono compromesse da un singolo motivo "catastrofico", bensì da un degrado combinato derivante dall’ambiente operativo, dall’invecchiamento dei componenti e da vari altri fattori. Di seguito esaminiamo i diversi elementi del vostro sistema ICCP e ne evidenziamo le cause più comuni di cattive prestazioni.

Condizione e consumo dell’anodo

Un componente chiave di qualsiasi sistema ICCP, gli anodi sono progettati per durare molti anni, a differenza dei loro omologhi sacrificali. Tuttavia, essi funzionano correttamente soltanto finché il loro rivestimento in ossido misto di metalli (MMO), applicato su un substrato di titanio, non si degrada o non si esaurisce a causa di un’elevata produzione di corrente. L’esaurimento provoca un aumento della resistenza dell’anodo, una distribuzione irregolare della corrente e, infine, un degrado accelerato delle prestazioni dell’anodo.

Nel nostro laboratorio di Nantong osserviamo spesso anodi rimossi da navi dopo 5-7 anni, con il rivestimento completamente perso in una sezione localizzata. Ciò avviene frequentemente perché un’unità di controllo automatica ha funzionato in sovraccarico in modo intermittente; il sistema aumenta la tensione per compensare, sottoponendo a stress eccessivo il rivestimento residuo e consumando le parti rimanenti. Un semplice test del potenziale dell’anodo, unito a controlli regolari dell’uscita di corrente e alla mappatura degli anodi per rilevare eventuali aumenti anomali, può determinare se il rivestimento del vostro anodo sta subendo degrado. Una volta ogni periodo di ispezione, è necessario eseguire un accurato test di impedenza elettrica, non solo un controllo visivo.

Sensibilità dell’unità di controllo (inclusa la calibrazione e l’incrostazione)

Il sistema funziona monitorando il potenziale dello scafo mediante elettrodi di riferimento in argento/cloruro di argento. Queste semicelle devono fornire una misurazione stabile e accurata, affinché il controllore sappia se deve aumentare o diminuire l’uscita in corrente continua per mantenere lo scafo protetto al potenziale negativo specificato (-800 mV ÷ -850 mV rispetto ad Ag/AgCl). Il principale problema degli elettrodi di riferimento è l’incrostazione: crescita marina, biofilm e calcificazione che isolano l’elemento sensore e possono rallentare il tempo di risposta, rendendo le misurazioni di tensione inaccurate.

Se un elettrodo di riferimento è intasato, potrebbe misurare una tensione meno negativa (ad esempio, -750 mV), causando una riduzione dell’ICCP; ciò può portare a una protezione insufficiente, accelerando la corrosione dello scafo. Se un elettrodo di riferimento è in cortocircuito elettrico, potrebbe indicare un valore estremamente negativo (ad esempio, -1000 mV), causando una sovraprotezione: il potenziale potrebbe danneggiare il rivestimento a causa dell’evoluzione di idrogeno e del rigonfiamento. Sono stati osservati entrambi i casi; la soluzione prevede l’uso di elettrodi di riferimento dotati di schermi anti-intasamento (a filo o protetti) e l’inserimento della pulizia degli elettrodi di riferimento nel programma di manutenzione. L’elettrodo di riferimento deve inoltre essere verificato periodicamente con una semicella portatile calibrata e sostituito qualora il potenziale si discosti di oltre 10 mV rispetto alla semicella di prova calibrata.

Regolazione dell’unità di controllo e impostazioni PID

I sistemi moderni utilizzano controllori con un algoritmo proporzionale-integrale-derivativo (PID) per mantenere l’uscita. Tuttavia, questi controllori non sono progettati per funzionare in modalità "imposta e dimentica": le condizioni dell’acqua variano a seconda della località; temperatura, salinità, contenuto di ossigeno e velocità della nave influenzano notevolmente la polarizzazione dello scafo. Se un controllore è impostato per una nave nelle acque tropicali e questa successivamente naviga in un’estuario baltico freddo e brackish, le oscillazioni o i ritardi nella risposta causeranno problemi.

Sappiamo per esperienza che è più comune riscontrare che fino al 30% dei reclami relativi alle prestazioni del sistema ICCP derivano da regolatori mal tarati. Gli indizi di un problema sono: fluttuazioni continue tra corrente alta/bassa; allarmi di potenziale elevato; funzionamento continuo alla potenza massima. Risolvere un problema relativo a un regolatore spesso non significa semplicemente sostituirlo, ma richiede la sua taratura manuale durante un intero viaggio, con registrazione dei dati a bordo per tenere conto di tutte le condizioni operative, comprese quelle di zavorra e carico. I nostri tecnici dispongono di data logger specifici per la taratura dei sistemi ICCP e possono stabilire se una modifica dei guadagni integrale e derivativo risolve il problema e ripristina una corrente di uscita stabile.

Condizione del rivestimento dello scafo

Molte persone trascurano il collegamento tra rivestimento dello scafo e ICCP; un rivestimento dello scafo integro riduce drasticamente la richiesta di corrente, fino al 60-70%. Tuttavia, non appena il rivestimento anticorrosivo inizia a staccarsi o a sviluppare microfessure, lo scafo presenta numerosi 'punti caldi' che richiedono grandi quantità di corrente dagli anodi. Questa maggiore richiesta provoca un consumo più rapido degli anodi e sottopone a ulteriore sollecitazione il trasformatore/rettificatore.

Inoltre, gli anodi non copriranno in modo uniforme tutta l'acciaio recentemente esposto, causando aree localizzate di protezione insufficiente, anche se l'intero sistema potrebbe apparire funzionante con una produzione normale.

Se nei registri si osserva, nel corso di successivi carenaggi, un aumento progressivo della richiesta di corrente senza alcun aggiornamento del rivestimento dello scafo, sarà necessario rinnovare tale rivestimento. Si tratta della soluzione più economica per ottenere un 'miglioramento delle prestazioni' di un sistema ICCP.

Conclusione

La nostra garanzia di 12 mesi su ciascuno dei nostri servizi progettuali non è una semplice strategia di marketing, ma si basa sulla consapevolezza della nostra capacità di diagnosticare correttamente il sistema ICCP. L’intero sistema—anodo, elettrodo di riferimento, regolatore, rivestimento e conducibilità elettrica dello scafo—è interconnesso: se un componente presenta un guasto, ciò porta infine al degrado dell’intero sistema. Se già riscontrate fluttuazioni inspiegabili—ad esempio allarmi di potenziale alto/basso, aumento della richiesta di corrente o danneggiamento del rivestimento—non aspettate la prossima manutenzione programmata.

I fattori più comuni non sono complessi e, nel caso in cui le prestazioni del vostro sistema stiano calando, avete bisogno del supporto del nostro team per comprenderne appieno le cause. SME è in grado di fornire tale supporto in qualsiasi cantiere navale del mondo, per soddisfare le vostre esigenze ICCP.