LA PROTEZIONE CATODICA DELLO SCAFO E DELL'ELICA

LA PROTEZIONE CATODICA DELLO SCAFO  E DELL’ELICA

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.