La corrosione dei propulsori
provoca la butteratura delle superfici delle pale(da non confondersi con
l’erosione dovuta a cavitazione) e quindi un abbassamento del rendimento del propulsore.Il
continuo evolversi del fenomeno provoca squilibri al propulsore con vibrazioni
allo scafo,usure irregolari alle boccole dell’astuccio portaeliche,comparsa
della cavitazione e della relativa erosione della superfice palare.Appare
evidente che il persistere di tale fenomeno mette fuori uso il propulsore e ne
impone la sua sostituzione.L’aumento dei costi dei propulsori ha imposto lo
studio della corrosione e i rimedi per prevenirla.Appare evidente l’importanza
del problema e la ricerca di sistemi per la protezione catodica dello
scafo,delle eliche e del timone.
IL MECCANISMO DELLA CORROSIONE ELETTROCHIMICA DELLO SCAFO
Il propulsore costituito da
materiale (bronzo) diverso da quello dello scafo(acciaio),è immerso insieme
allo scafo nell’acqua di mare che é un conduttore di seconda
classe(elettrolita) pertanto fra propulsore e scafo nasce una f.e.m.(forza
elettromotrice) ΔE che farà circolare corrente dallo scafo verso il propulsore
quando viene chiuso il circuito tra l’asse portaelica e lo scafo.L’acciaio
dello scafo fungerà da anodo,perché è meno nobile del bronzo,ed andrà in
soluzione.La corrosione elettrochimica si manifesterà con vaiolature sulle
superfici interessate al processo e ciò provocherà tutta una serie di piccoli
fori che indeboliscono lo scafo.La verniciatura isola lo scafo(elettrodo) ed
impedisce il verificarsi della corrosione di natura elettrochimica.Tale tipo di
corrosione è l’unico che si verifica se il propulsore è fermo.
IL MECCANISMO DELLA CORROSIONE ELETTROCHIMICA DEL PROPULSORE.
Se il propulsore è in rotazione
si verifica inoltre un altro tipo di corrosione cioè quella dovuta
all’aereazione differenziale per effetto della rotazione del propulsore.Infatti
fra l’apice ed il mozzo delle pale esiste una differenza di aerazione per
effetto delle differenti velocità periferiche e per effetto della turbolenza
dell’acqua di mare generata dal movimento del propulsore.Ciò fa assumere
differenti potenziali elettrochimici all’apice ed al mozzo della pala.Il mozzo
fungerà da catodo e l’apice della pala da anodo;pertanto l’apice della pala in
continuazione andrà in soluzione provocando la corrosione della pala del
propulsore.La corrente invece circolerà dall’apice al mozzo attraverso la pala.
SISTEMI DI PREVENZIONE DELLA CORROSIONE ELETTROCHIMICA NEI
PROPULSORI NAVALI.
I propulsori navali sono in
generale in bronzo e per natura resistenti alla corrosione dell’acqua di mare
se non sono in rotazione.Il movimento di rotazione però può generare corrosioni
elettrochimiche.La soluzione del problema è quindi quella di neutralizzare il
trasporto di elettroni dall’apice al mozzo della pala fornendo una corrente
opposta con una sorgente esterna.Una sorgente naturale di corrente è
disponibile su ogni nave,infatti tra lo scafo(acciaio) ed il propulsore(bronzo)
immersi nell’acqua di mare esiste una
f.e.m.,ciò significa che lo scafo può fornire la corrente richiesta per
neutralizzare la corrosione del propulsore , si tratterà di effettuare un
corretto collegamento tra asse portaelica e scafo con un circuito a bassissima
resistenza.L’asse portaelica durante il funzionamento,per effetto della sua
rotazione,galleggia su una pellicola di lubrificante nelle boccole
dell’astuccio portaelica e ciò impedisce di stabilire un buon contatto
elettrico con lo scafo.Si ovvia il tutto munendo l’asse portaelica all’uscita
dell’astuccio di collettori ad anelli su cui poggiano delle spazzole di grafite
a loro volta collegate con cavi elettrici(di grossa sezione)allo scafo,così
avremo creato un buon collegamento elettrico che darà luogo ad una differenza
di potenziale fra lo scafo e l’asse.
Questo collegamento dovrà
continuamente essere controllate perché se la tensione scende al disotto dei 60
mV la corrosione prende il sopravvento . Precedentemente abbiamo esaminato come
la parte immersa dello scafo è soggetta a corrosione elettrochimica e per
impedire ciò si ricorre alla protezione dello scafo con un idoneo strato di
pittura.Ciò,evidentemente produce quella differenza di potenziale sufficiente a
fornire la corrente richiesta per impedire la corrosione del propulsore.Comunque lo scafo va protetto
con la sistemazione in opportune zone di
anodi di zinco(Zn).Infatti gli anodi di zinco andando in soluzione,faranno
circolare gli elettroni dagli anodi verso lo scafo e quindi verso l’asse
portaelica ed infine verso il mozzo del propulsore;in definitiva gli anodi ridurranno il flusso elettronico
dal propulsore nallo scafo.Si ridurrà la corrosione dello scafo e del
propulsore a danno di quella degli anodi di zinco.Gli anodi vanno rinnovati
periodicamente a causa della loro corrosione e le loro superfici attive non
vanno pitturate ne protette;solo le saldature di collegamento con lo scafo
possono essere pitturate.La corrosione allo scafo in zone lontane dalla poppa é dovuta a disomogeneità nelle lamiere,nelle
saldature,nelle chiodature etc.,infatti queste disomogeneità fanno nascere una
f.e.m. che fa andare in soluzione quella parte di scafo meno nobile.Anche la
zona prodiera va protetta particolarmente ove i fenomeni di corrosione sono più
elevati per effetto anche di aerazione generata dalla prora durante il suo
moto.
PROTEZIONE CATODICA A CORRENTE IMPRESSA.
Con tale sistema invece si legge
in continuazione,tramite apposita cella di riferimento(zinco-acqua di
mare-scafo),la tensione esistente.Questo valore viene confrontato con un set
point e la loro differenza viene utilizzata per modulare la corrente allo
scafo.In tal modo attraverso appositi anodi posti sullo scafo circolerà
corrente continua verso tutto lo scafo eliminando totalmente la corrosione
dovuta a fenomeni elettrochimici.Con tale sistema l’azione protettiva oltre
allo scafo può essere estesa all’elica ed al timone a condizione che sia
stabilito un contatto elettrico con lo scafo.L’acciao nell’acqua di mare presenta
normalmente un potenziale di circa 600 mV,misurato rispetto ad un elettrodo di
riferimento:argento-cloruro d’argento.La corrosione è impedita
quando il potenziale è portato a 800 mV con l’applicazione della
protezione catodica a corrente impressa,cioè l’aumento del potenziale richiesto
non è superiore a 200 mV.Qualsiasi maggiore variazione è inutile,anzi può
essere dannosa per la pellicola protettiva della pittura.
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