EN
System aktywnej ochrony katodowej prądem z zewnętrznego źródła (ICCP) jest kluczowym systemem ochrony podwodnej części kadłuba statku. Służy do spolaryzowania powierzchni stali do określonego potencjału ochronnego, aby zapobiec korozji galwanicznej w przypadku prawidłowego działania. Jednak każdy dobrze zaprojektowany system może stracić równowagę. W sytuacjach nagłych interwencji w firmach SME ponad 70% problemów dotyczy nadochrony, uszkodzenia farby oraz fałszywych alarmów komórek odniesienia – wszystkie te usterki pojawiają się wielokrotnie w tych dziennikach. Te objawy zwykle występują pojedynczo, ale w wielu przypadkach są ze sobą powiązane. Poznanie tej trójki objawów stanowi pierwszy krok w diagnozowaniu problemów.
Główne przyczyny nadochrony i nadmiernego obciążenia anody
Jeśli prąd jest zbyt wysoki, system ICCP dostarczy zbyt dużo prądu, co spowoduje przekroczenie przez potencjał kadłuba wartości -900 mV (względem elektrody odniesienia Ag/AgCl), zjawisko to nazywane jest nadchronieniem. Zazwyczaj nie jest to problem natychmiastowy, lecz raczej postępujący, wynikający z uszkodzenia elektrody odniesienia, która przestaje podawać prawidłowe odczyty, lub z braku kalibracji regulatora w pętli sprzężenia zwrotnego. W wielu przypadkach wartość zadana autopilota regulatora pozostaje stała na błędnej wartości z powodu słabego połączenia między uziemieniem a regulatorem albo z powodu niewystarczającej izolacji kabla łączącego komórkę odniesienia z regulatorem. Inną przyczyną mechaniczną może być sam anoda, która może tracić powierzchnię czynną w przypadku częściowej pasywacji, co powoduje, że system zwiększa napięcie, a to z kolei może spowodować nadchronienie całej zwilżonej powierzchni kadłuba. W firmie SME zawsze najpierw wykluczamy możliwość nadchronienia poprzez fizyczne pomiar potencjału kadłuba za pomocą przenośnej półkomórki, wykonany poza panelem i w odległości od statku.
Uszkodzenia farby i odłączenie katodowe: efekt wtórny
Nadmierna ochrona nie tylko marnuje prąd, ale faktycznie niszczy powłoki ochronne. Reakcja katodowa zachodzi na granicy stal–powłoka, jeśli potencjał kadłuba spadnie poniżej −1000 mV. Środowisko zasadowe powoduje rozkład wiązań polimerowych farb epoksydowych i smołowo-węglowych, co może prowadzić do odwarstwiania katodowego. Pierwsze objawy to małe pęcherzyki lub szarobiały, kredopodobny osad wokół szwów spawanych oraz wokół krawędzi, gdzie grubość powłoki jest naturalnie mniejsza. Gdy farba zaczyna się łuszczyć, odsłonięty metal pobiera większy prąd, co z kolei powoduje dalsze łuszczenie się farby i tak dalej. Przeprowadziliśmy badania na próbkach powłok statków z uszkodzeniami przekraczającymi 5000 m² w Nantong; wyniki wykazały, że przyczepność powłoki maleje nawet o 60% już po trzech miesiącach w przypadku nadmiernie chronionych kadłubów. Rozwiązaniem nie jest zmniejszenie prądu, lecz prawidłowa naprawa powłoki i jednoczesna regulacja systemu – nie zadziała, jeśli nową farbę naniesie się na już silnie spolaryzowaną powierzchnię bez jednoczesnej regulacji systemu, ponieważ w takim przypadku awaria nastąpi ponownie już po kilku tygodniach.
Zrozumienie alarmów komórki odniesienia: fałszywe sygnały kontra rzeczywiste awarie
Jednym z najczęściej niezrozumianych problemów jest częsta sygnalizacja alarmu komórki odniesienia. Alarm wysokiego potencjału lub awarii komórki może oznaczać po prostu odłączenie komórki od pulpitu sterowania. Elektrody wykonane ze srebra i chlorku srebra mają tendencję do zanieczyszczenia się osadami morskim, mułem lub warstwą oleju, co zmienia potencjał wewnętrznego połączenia elektrodowego i powoduje błędne odczyty w mV. Nie rzadziej przyczyną są upływy w kablu (np. gdy wilgoć przedostaje się do skrzynki łączeniowej lub uszkodzony kabel przechodzi przez komorę ssawną – wówczas powstaje równoległa ścieżka oporu, która naśladuje dryfujący sygnał odniesienia). Aby wymienić sprzęt, inżynierowie technicznego wsparcia SME przeprowadzają trzystopniową diagnostykę: (1) sprawdzają opór stały komórki w porównaniu do znanej, czystej elektrody, (2) sprawdzają opór izolacji między komórką a uziemieniem (powinien wynosić ponad 20 MΩ), oraz (3) wykonują test dynamicznego przerywania prądu, aby określić, czy alarm występuje wraz z przerywaniem przepływu prądu. Ponad 40 % alarmów, które obsługujemy, rozwiązuje się poprzez oczyszczenie powierzchni komórki i ponowne uszczelnienie złącza kabla, a nie wymianę komórki.
Praktyczne rozwiązywanie problemów w terenie i korekcyjny przepływ pracy
Rozwiązywanie problemów powinno odbywać się zgodnie z ustaloną procedurą, a nie metodą prób i błędów. Pierwszym krokiem jest dokumentacja odczytów prądu i napięcia z ostatnich 72 godzin. W większości przypadków odchylenia wartości prądu i napięcia wskazują, czy występuje powolne (przesunięcie kontrolera) lub nagłe (uszkodzenie kabla lub ogniwa) przesycenie ochrony systemu. Jeśli po wykonaniu tych czynności nadal podejrzewasz przesycenie ochrony, przełącz system na sterowanie ręczne. Zmniejsz wartość prądu i obserwuj przenośny element odniesienia umieszczony na kadłubie statku: jeśli przenośny element odniesienia działa prawidłowo, a panel wskazuje przesycenie ochrony, to podejrzany jest pokładowy element odniesienia. Jeśli oba wyświetlacze wskazują wartości ujemne, najprawdopodobniej nadmiernie obciążasz obwód anodowy – sprawdź opór anod i wymień każdą anodę, na której zmierzono spadek napięcia równy 8 V prądu stałego. Zawsze przed anodą lub elementem odniesienia sprawdzaj obecność otworów lub mikrootworów w powłoce ochronnej. Możesz szukać takich otworów również bez użycia detekcji uszkodzeń powłoki. Innym sposobem potwierdzenia ich obecności jest właśnie detekcja uszkodzeń powłoki. SME gwarantuje 12 miesięcy na wszystkie naprawy korekcyjne; oczywiście informujemy klientów, że żadna z tych gwarancji nie zastępuje proaktywnych pomiarów potencjału off (po wyłączeniu prądu) przy elemencie odniesienia raz w tygodniu oraz czyszczenia kadłuba podczas postoju w dokach. Zawsze monitoruj wzrost wartości prądu jako wczesne ostrzeżenie przed nadchodzącym przesyceniem ochrony. Większość przypadków przesycenia ochrony można uniknąć – wystarczy dyscyplinowane i spójne monitorowanie systemów; na tej podstawie analizujemy ponad 500 przypadków rocznie. Nie szukaj ukrytych znaczeń – stosuj podstawowe zasady, które zawsze będą skuteczne dla Twoich jednostek.