Bescherming van schepen: bescherming van de schroefas

Schroefasbescherming

Bescherming

Root server » TechTalk » Marine » Schroefasbescherming

Een van de beschermingssystemen voor schepen is de galvanische bescherming, die corrosie van de scheepsromp voorkomt. Deze bescherming was niet nodig bij oudere CMT-schepen met polyester rompen, maar is wel vereist voor schepen met een stalen romp. CMT-schepen hadden alleen plaatselijke bescherming nodig voor de (metalen) schroef, die werd geboden door zinkblokken die er vlakbij waren geplaatst.

Schematisch diagram van een actief schroefas aardingssysteem.
Eén borstel meet het potentiaalverschil tussen de romp en de schroefas, en een tweede borstel injecteert stroom om het spanningsverschil te compenseren.

In geval van systeemuitval wordt de injectieborstel eenvoudigweg geaard, net als bij een passieve aarding.

Een echte installatie met een borstel om de spanning te meten en een borstel om stroom toe te voeren (of om de as te aarden).

Een andere noodzakelijke bescherming is de bescherming van de schroefas. We zullen zien dat deze twee beschermingssystemen nauw met elkaar verbonden zijn. Wanneer de schroef draait, vormt zich een oliefilm tussen de lagers en de as, die daardoor geïsoleerd geraakt van de romp. Dit kan twee problemen veroorzaken:

De schroef, die niet langer met de romp verbonden is, is niet langer galvanisch beschermd tegen corrosie.
De stroom die van de schacht naar de romp loopt, kan uiteindelijk de lagers beschadigen.

De elektrische spanning wordt opgewekt door het galvanische effect, dat wordt veroorzaakt door het verschil in metalen die voor de schroef en de romp zijn gebruikt. De schroef en de romp vormen een gigantische electrische batterij. De opgewekte spanning is laag (minder dan één volt), maar de stroom is zeer hoog en kan in zeer grote schepen meer dan 100 A bedragen.

Passieve schachtaarding

Het meest voorkomende systeem is passieve aarding via borstels en een sleepring die op de motoras is gemonteerd. Om spanningsverlies te minimaliseren, is de sleepring vaak verzilverd en bevatten de borstels ook zilver. Het systeem is eenvoudig, maar vrij duur omdat de slijtageonderdelen regelmatig vervangen moeten worden. De maximale spanning tussen de schachtlijn en de romp mag niet hoger zijn dan 10mV; als deze spanning wordt overschreden, moeten de borstels en/of de sleepring worden vervangen. Veel systemen meten de verschilspanning en geven een alarm als die te hoog zou worden.

Actieve schachtaarding

Een geavanceerder systeem wordt nu gebruikt op alle commerciële schepen. Dit systeem elimineert de spanningsval tussen de borstels en de schachtlijn door een stroom door de borstels te sturen. Deze stroom compenseert de spanningsval en beperkt deze tot minder dan 10mV. Dit systeem maakt gebruik van twee onafhankelijke borstels: een injectiesysteem en een meetsysteem, dat het werkelijke spanningsverschil tussen de romp en de schachtlijn meet. Dit systeem compenseert de slijtage van de borstels (en de daaruit voortvloeiende toename van de weerstand) en maakt het gebruik van minder efficiënte mechanische aardingssystemen mogelijk, omdat de elektronica de hogere spanningsval kan compenseren.

De stroom wordt automatisch aangepast om de laagst mogelijke spanningsval te bereiken. Het systeem kan ook eventuele storingen detecteren: spanning hoger dan 10mV (de stroomsterkte moet te hoog zijn) of overmatige spanningsvariatie (versleten borstels maken slecht contact). In geval van een storing in het stroominjectiesysteem schakelt het apparaat automatisch over naar de passieve beveiligingsmodus, waarbij de borstels rechtstreeks met aarde worden verbonden.

Een andere benaming die soms wordt gebruikt is mamala: mise à la masse active de la ligne d'arbre.

Wanneer het schip stil ligt, is er weer contact met de romp via de lagers en schakelt het systeem over naar de standbymodus.

Antifouling-systemen

En tot slot, op deze pagina's over scheepsbeveiliging, willen we nog even de aanwezigheid van antifouling-systemen aan boord benadrukken. Deze systemen bevinden zich in de waterinlaten (voor motorkoeling, omgekeerde osmose-systemen, brandbluspompen, enz.).

Koper helpt de groei van zeeorganismen in de leidingen te verminderen. Daarom hebben sommige huizen een dikke koperdraad op het dak: ook hier voorkomt het koper de groei van mos en korstmossen. Regenwater (dat zuur is) lost een kleine hoeveelheid koper op, net genoeg om te voorkomen dat er begroeiing op het dak ontstaat. Vanaf de 18e eeuw werden koperen platen aan schepen (die toen nog van hout waren) bevestigd om de groei van weekdieren op de romp te beperken.

In een waterleiding van een schip lost echter te weinig koper op bij een grote waterstroom. Koper is een edelmetaal dat slechts licht wordt aangetast door zeewater. Maar door een elektrische stroom door een koperen elektrode te leiden, lost het koper sneller op. De stroomsterkte moet worden aangepast aan de doorstroomsnelheid in de leiding: ongeveer 0,2A voor een leiding zonder waterstroming, tot 1A voor een doorstroomsnelheid van 600m³/h. Het koper lost langzaam op en de koperen anode moet na een paar jaar worden vervangen.

Dit type beveiliging wordt ook gebruikt in kustinstallaties, bijvoorbeeld in energiecentrales die koelwater gebruiken.

Publicités - Reklame