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船舶オーナーや運航会社にとって、ICCPシステムは、正常に稼働している限り意識されない「働き者」の一つです。しかし、このシステムが停止すると、非常に高額な損失を招く可能性があります。なぜなら、船体、舵、プロペラに対する海水による電気化学的腐食を防ぐことができなくなるばかりか、むしろ腐食を加速させてしまうからです。その結果、予定外の入渠期間中に追加の船体修理が必要となり、維持管理コストが増加するほか、船の構造部品の強度や信頼性が損なわれるおそれがあります。
SMEは、過去20年間にわたり、中国および海外のほぼすべての主要造船所において、ICCPシステムのトラブルシューティング、修理、最適化に携わってきました。年間500件以上のプロジェクト導入および保守作業を実施しています。当社の経験から、ICCPシステムの性能低下は、単一の「重大な」原因によるものではなく、運用環境、部品の経年劣化、その他のさまざまな要因が複合的に作用して徐々に進行するものであることが分かっています。以下では、お客様のICCPシステムを構成する各要素について検討し、性能低下の最も一般的な原因を明らかにします。
アノードの状態と消耗
ICCPシステムの主要な構成要素であるアノードは、犠牲陽極とは異なり、長期間にわたって使用できるよう設計されています。ただし、その機能は、チタン基材上に形成された混合金属酸化物（MMO）被膜が劣化したり、高出力により消耗したりしない限り維持されます。被膜の消耗はアノードの抵抗増加や電流分布の不均一を引き起こし、最終的にはアノード性能の急激な劣化につながります。
当社の南通工場では、船体から取り外されたアノードをよく見ますが、5～7年経過したアノードの一部に完全にコーティングが剥離している事例が頻繁に見られます。これは、自動制御装置が intermittent（断続的）に過駆動していたことが原因である場合が多く、システムが電圧を上げて補償しようとするため、残存するコーティングに過負荷がかかり、その部分が急速に消耗してしまうのです。アノードの電位を簡易測定し、定期的に電流出力を確認し、アノードの配置マップを用いて異常な電流増加を検出するといった基本的な点検を行うことで、コーティングの劣化の有無を判断できます。また、法定検査期間ごとに、目視検査だけでなく、電気インピーダンス試験を十分に実施することが重要です。
制御装置の感度（キャリブレーションおよび汚損を含む）
このシステムは、銀／塩化銀参照電極を用いて船体の電位を監視することにより動作します。これらの半電池は、安定かつ正確な測定値を提供する必要があります。そうすることで、コントローラーは船体を指定された負電位（Ag／AgCl対電極基準で－800 mV～－850 mV）に保つために、直流出力を増加または減少させる必要があるかどうかを判断できます。参照電極の主な問題は汚損です。つまり、海洋生物の付着、粘液、および炭酸カルシウムなどの堆積物が感知素子を絶縁し、応答速度を遅くしてしまうため、電圧測定が不正確になることがあります。
参照電極が汚染されると、より正の電位（例：-750mV）を示す場合があり、その結果、ICCPの出力が低下し、船体の防食が不十分になることがあります。これは腐食の進行を加速させます。また、参照電極が電気的にショートすると、極端に負の電位（例：-1000mV）を示すことがあります。これにより過保護状態となり、水素発生や塗膜の盛り上がり（ブリスタリング）によって塗膜が損傷する可能性があります。当社では、このような汚染およびショートによる事例を両方とも確認しています。対策としては、防汚用スクリーン（フラッシュ型またはガード型）を備えた参照電極の採用、および定期的な参照電極清掃を保守計画に組み込むことが推奨されます。さらに、携帯型の校正済み半電池を用いて参照電極の電位を定期的に検証し、校正済み試験用半電池との電位差が10mVを超える場合は、参照電極を交換してください。
制御装置のチューニングおよびPID設定
現代のシステムでは、出力を維持するために比例積分微分（PID）制御アルゴリズムを用いたコントローラーが使われています。ただし、こうしたコントローラーは「設定して放置する」タイプのものではありません。海水の状態は場所によって異なり、水温、塩分濃度、溶存酸素量、さらに船速なども船体の極化に大きな影響を与えます。例えば、熱帯海域向けに設定されたコントローラーが、汽水域で低温となるバルト海の河口部へ航行すると、振動や応答遅延により問題が生じます。
経験上、ICCPシステムの性能に関する苦情のうち最大30％が、制御器の調整不良に起因することが多いことが分かっています。問題の兆候としては、高／低電流間での継続的な振動、高電位アラームの発生、および最大出力での連続運転などが挙げられます。制御器の修理は、単に交換するだけではなく、航海全体を通じて船上で手動で調整し、バラスト状態から荷役状態に至るまであらゆる運用条件を考慮した上でログを記録する必要があります。当社の技術者は、ICCPシステムの調整専用データロガーを備えており、積分ゲインおよび微分ゲインの調整によって問題を解消し、安定した電流出力を回復させられるかどうかを特定できます。
船体塗装の状態
船体コーティングとICCP（インプレッドラ・カソード保護）の関係を軽視する人が多くいます。良好な状態の船体コーティングは、必要な電流を最大60～70％も削減します。しかし、防食コーティングが剥離したり微小亀裂が生じたりすると、船体表面に多数の「ホットスポット」が発生し、アノードから大量の電流を必要とするようになります。この電流需要の増加は、アノードの消耗を早め、トランスフォーマー／レクチファイアに過度な負荷をかけます。
さらに、アノードは新たに露出した鋼板全体を均一にカバーできないため、システム全体としては通常通り動作しているように見えても、局所的に保護が不十分となる領域が生じます。
ドック入り時の記録を確認した際、船体コーティングの更新を行っていないにもかかわらず、連続して電流需要が増加する傾向が見られる場合は、船体コーティングの更新が必要です。これは、ICCPシステムに対して実施できる最もコスト効率の高い「性能向上」措置です。
結論
当社が各プロジェクトサービスに対して提供する12か月保証は、単なるマーケティング戦略ではなく、ICCPシステムを正確に診断できるという当社の確かな技術力を基にしています。ICCPシステム全体——アノード、参照電極、コントローラー、コーティング、船体の電気伝導性——はすべて密接に連動しており、いずれか1つの構成要素に不具合が生じると、やがてシステム全体の劣化を招きます。すでに電位の異常な変動（高／低電位警報の発生、電流需要の増加、コーティングの損傷など）をお感じになっている場合は、次回の定期点検を待たず、今すぐご相談ください。
システムの性能低下を招く要因の多くは複雑なものではなく、万が一そのような状況に陥った場合、当社の専門チームが原因を的確に特定し、包括的にご説明いたします。SMEは、世界中のあらゆる造船所において、お客様のICCP関連ニーズに対応可能です。