Risoluzione dei problemi relativi all'ICCP marino: cause di sovraprotezione, danni alle vernici e allarmi delle celle di riferimento

Il sistema di protezione catodica a corrente impressa (ICCP) è il sistema di protezione fondamentale per lo scafo sommerso di una nave. Esso viene utilizzato per polarizzare la superficie d’acciaio a un potenziale protettivo specifico, al fine di prevenire la corrosione galvanica quando funziona correttamente. Tuttavia, anche un sistema ben sviluppato può perdere equilibrio. Le chiamate di emergenza presso SME riguardano in oltre il 70% dei casi problemi di sovraprotezione, danni alla vernice e falsi allarmi della cella di riferimento, tutti ricorrenti in questi registri. Questi sintomi si verificano tipicamente singolarmente, ma in molti casi sono interconnessi. Riconoscere questa triade rappresenta il primo passo nella risoluzione dei problemi.

Le cause principali della sovraprotezione e dell’eccessiva attività degli anodi

Se la corrente è troppo elevata, il sistema ICCP erogherà una corrente eccessiva, provocando un potenziale dello scafo superiore al valore di -900 mV (rispetto al riferimento Ag/AgCl), fenomeno noto come sovraprotezione. Questo problema non si manifesta normalmente in modo istantaneo, ma piuttosto in modo progressivo, causato dal malfunzionamento dell’elettrodo di riferimento, che non fornisce una lettura accurata, oppure da un’errata taratura del regolatore rispetto al circuito di retroazione. In molti casi, il valore di setpoint dell’autopilota del regolatore rimane fissato erroneamente a causa di un collegamento difettoso tra massa e regolatore oppure di un’isolamento insufficiente del cavo che collega la cella di riferimento al regolatore. Un’altra causa meccanica è l’anodo stesso, che può perdere superficie attiva se parzialmente passivato, inducendo il sistema ad aumentare la tensione, con conseguente sovraprotezione su tutta la superficie bagnata. Presso SME eliminiamo sempre innanzitutto la possibilità di sovraprotezione misurando fisicamente il potenziale dello scafo mediante una semicella portatile, staccata dal pannello e distante dalla nave.

Danni alla vernice e distacco catodico: l'effetto secondario

La sovraprotezione non spreca soltanto corrente, ma danneggia effettivamente i rivestimenti protettivi. Se il potenziale dello scafo scende al di sotto di -1.000 mV, si verifica una reazione catodica all’interfaccia acciaio-rivestimento. L’ambiente alcalino degrada i legami polimerici delle vernici epossidiche e a base di catrame di carbone, causando il distacco catodico. I primi segni sono piccole bolle o un deposito bianco chalky lungo le saldature e ai bordi, dove lo spessore del rivestimento è naturalmente più sottile. Quando la vernice si stacca, il metallo nudo richiama ulteriore corrente, che a sua volta provoca il distacco di ulteriore vernice, e così via. Abbiamo condotto il test sui campioni di rivestimento di navi con danni superiori a 5.000 m² a Nantong, e il risultato mostra che l’adesione del rivestimento diminuisce fino al 60% in soli tre mesi negli scafi soggetti a sovraprotezione. La soluzione non consiste nel ridurre la corrente, bensì nel riparare correttamente il rivestimento e regolare contemporaneamente il sistema: non funzionerà se si applica nuova vernice su una superficie già fortemente polarizzata senza regolare contestualmente il sistema, altrimenti il fallimento ricorrerà entro poche settimane.

Comprensione degli allarmi della cella di riferimento: segnali falsi rispetto a guasti reali

Uno dei problemi più fraintesi è l’allarme comune della cella di riferimento. Un allarme di potenziale elevato o di guasto della cella può semplicemente indicare che la cella di riferimento è scollegata sul pannello. Gli elettrodi in argento/argento-cloruro tendono a sporcarsi a causa di organismi marini, limo o pellicole oleose, il che altera il potenziale della giunzione interna dell’elettrodo causando letture errate in mV. Con altrettanta frequenza si verifica una perdita nei cavi (ad esempio quando l’umidità penetra nella scatola di derivazione o un cavo con una giunzione danneggiata passa attraverso il pozzetto di aspirazione): in tal caso si crea un percorso di resistenza parallela che simula un segnale di riferimento instabile. Per sostituire l’hardware, i nostri ingegneri del supporto tecnico SME eseguono una diagnosi in tre fasi: (1) verifica della resistenza in corrente continua della cella confrontandola con un elettrodo pulito noto, (2) verifica della resistenza d’isolamento tra la cella e la terra (deve essere >20 MΩ), e (3) test dinamico di interruzione della corrente per verificare se l’allarme si attiva in corrispondenza delle interruzioni di corrente. Più del 40% degli allarmi su cui interveniamo viene risolto semplicemente pulendo la superficie della cella e risigillando il fissaggio del cavo, anziché sostituire la cella stessa.

Risoluzione pratica dei problemi sul campo e flusso di lavoro correttivo

La risoluzione dei problemi deve essere effettuata seguendo procedure precise, non basandosi su supposizioni. La prima azione da compiere è registrare i valori di corrente e tensione rilevati nelle ultime 72 ore. Nella maggior parte dei casi, le variazioni (drift) di corrente e tensione consentono di determinare se si sta verificando un fenomeno di sovraprotezione lento (drift del controller) oppure improvviso (guasto al cavo o alla cella). Se, dopo aver eseguito questi passaggi, il sospetto di sovraprotezione persiste, passare al controllo manuale del sistema. Ridurre la corrente e osservare un riferimento portatile applicato sulla carena della nave: se il riferimento portatile indica valori normali mentre il pannello segnala una condizione di sovraprotezione, è probabile che la cella di riferimento di bordo sia difettosa. Se entrambi i display indicano valori negativi, è molto probabile che il circuito dell’anodo stia subendo un sovraccarico; in tal caso, verificare la resistenza dell’anodo e sostituire qualsiasi anodo sul quale sia stata misurata una caduta di tensione continua di 8 V. Prima di ispezionare l’anodo o la cella di riferimento, verificare sempre la presenza di fori o microfori nel rivestimento protettivo. È possibile individuare tali difetti anche senza ricorrere al rilevamento di discontinuità (holiday detection). Un altro metodo per confermare la presenza di fori consiste proprio nell’effettuare un holiday detection. SME offre una garanzia di 12 mesi su tutti gli interventi di manutenzione correttiva; informiamo naturalmente i clienti, ma nessuna garanzia può sostituire le misurazioni proattive settimanali del potenziale a circuito aperto della cella di riferimento e la pulizia periodica in bacino. Controllare sempre un aumento della corrente come indicatore precoce di un imminente evento di sovraprotezione. La maggior parte dei casi di sovraprotezione è evitabile, purché si adotti un approccio disciplinato e coerente nel monitoraggio dei sistemi; sulla base di tale analisi, registriamo ogni anno oltre 500 casi. Non cercare significati nascosti: applicare i principi fondamentali corretti, che funzioneranno sempre per le vostre unità.