도장에 관한 이야기 29 - 선체 전기 방식장치 (I.C.C.P SYSTEM)

선체 전기 방식 장치 

I.C.C.P SYSTEM (Impressed Current Cathodic Protection System )

 

● SYSTEM의 개요

부식방지(CORROSION PROTECTION)를 위해서는 일반적으로 COATING을 떠올리게 되고 나아가서

CATHODIC PROTECTION을 관련시키게 된다.

COATING이란 부식방지를 위한 가장 일반적인 방법으로 채택되고 있으며 실지 해수에 쉽게 침수되고 있는 선체 외판에는 우수한 품질의 TAR EPOXY와 ANTI-CORROSION PAINT를 수회 도장하고 있다.

그러나 아무리 우수한 도료라 할지라도 기간 경과에 따른 국부 손상은 불가피하며 또한 선미에 설치되는 PROPELLER 및 RUDDER 등의 장비에 사용되는 금속 재질이 선체 외판과는 서로 상이하여 바닷물에 노출되는 선체 외판의 부식 속도는 가속되고 따라서 관련 장비의 설치가 요구되게 되었다.

 

 

그리하여 이같은 COATING에 의한 부식방지 방법의 부족함을 보안하기 위한 장치로 희생 양극에 (SACRIFICIAL ANODE) 의한 CATHODIC PROTECTION을 고안하게 되었으며 선체 외판 주요 부위에 이런 희생 양극을 부착하게 됐다.

 

그러나 이 또한 일정기간 내 소모된 희생 양극(ZINC, ALUMINIUM, MAGNESIUM ANODE)을 매도크시 교체해 주어야 한다는 불편함과 비용 발생원인 해소 요구가 점증하게 되었으며 그에 따라 희생 양극 방식을 대체하기 위한 장비의 필요성이 대두 되게 되었다.

이같이 지속적 사용 가능한 CATHODIC PROTECTION EQUIPMENT가 절실히 요구받게 된 결과 I.C.C.P (IMPRESSED CURRENT CATHODIC PROTECTION) SYSTEM이 등장하게 된 것이다.

 

● SYSTEM의 특징

I.C.C.P SYSTEM의 자동 정류기(AUTOMATIC POWER SUPPLY UNIT)는 소형 컴퓨터 장치(COMPUTER CONTROLLER-PLC)가 내장되어 있고 이것이 액정화면 장치(DIGITAL DISPLAY)를 통해 동작된다. 따라서 초심자도 쉽게 작동상태를 알 수 있다.

 

특히, 주요 부품인 ANODE와 REFERENCE ELECTRODE CELL의 상태는 물론 OVER PROTECTION, UNDER

PROTECTION, POWER FAIL, SYSTEM FAIL(CIRCUITRY FAIL) 상태를 액정화면에 바로 뛰워 줌으로써 전문가가 아닌 일반인도 쉽게 이해할 수 있어서 국내외 선주사로부터 많은 각광을 받고 있다.

 

● SYSTEM의 구성품 및 주요 기능

1. 자동 정류기 (POWER SUPPLY UNIT)

본선 배전반으로부터 공급되는 전원(AC 440V 또는 220V)을 받아 SYSTEM에 필요한 DC 24V를 만들어 REF. ELECTRODE CELL에서 감지하는 전위차(POTENTIAL)를 자동으로 제어하기 위한 전류(Amp) 즉 방식 전류(PROTECTION CURRENT)를 생성한다.

◀Power Supply Unit

 

2. 양극(ANODE)

자동 정류기에서 보내는 전류(Amp)를 출력하는 양극으로 선체와 절연되어 선체 외판에 설치된다. 주로 가볍고 전도성이 뛰어난 티타늄을 재질로 사용한다.

◀앞면

 

◀뒷면

 

3. 기준전극(REFERENCE ELECTRODE CELL)

가장 이상적인 방식 전위차가 형성되도록 선체의 전위차(POTENTIAL)를 감지하여 자동 정류기에 보내는 역할을 한다. 주로 ZINC를 재질로 사용한다.

◀ZINC 기준전극

 

● SYSTEM의 작동원리

본선의 배전반으로부터 공급되는 전원 (AC 440V 또는 220V)은 자동 정류기(POWER SUPPLY UNIT)를 거쳐 시스템에 필요한 전원(DC 24V)으로 변형되어 선체 외판에 부착되어 있는 양극(ANODE)을 통해 흘려보내 진다.

 

이때 흐르는 전류의 양은 선체와 바닷물 간의 전위차(POTENTIAL)에 영향을 주게 되는데 설치된 감지전극 (REFERENCE ELECTRODE CELL)은 이를 잘 포착하여 선체 부식 방지를 위한 가장 이상적인 방식전위 수준을 유지하게끔 전류량을 끊임없이 계속 조정 유지시켜 준다. 즉 적정 방식전위 수준을 위한 적정 방식 전류를 흘리도록 전류량을 제어함으로써 선체의 부식방지를 도모한다는 원리이다.

 

언급된 방식전위는 감지전극으로 사용되는 금속의 종류에 따라 감지 결과치가 다르 나 거의 모든 선박에 통상 ZINC가 사용되고 있으며 220mV 가 감지될 때 최적의 방식 상태를 나타내고 있다. 과다 방식상태(OVER PROTECTION)는 -50mV를 벗어날 때이며 과소 방식상태(UNDER PROTECTION)는 400mV 이상 수치가 감지될 때이다.

 

측정되는 실방식 전위는 자동 정류기의 액정화면 표시기(DIGITAL DISPLAY UNIT)에 끊임없이 변화되어 나타난다.

 

이를 그림으로 도해하면 :

 

(1) CONTROLLER(A)는 REFERENCE ELECTRODE CELL(기준전극) 각각의 직류전압 신호치를 감지하여 POWER SUPPLY (B)로 보내준다. POWER SUPPLY는 수신된 신호치를 기준으로 하여 최적의 (+) 직류전류를 ANODE(C)와 해수(전해액의 역할)를 통해 선체로 흘려주어 선체를 보호하게 한다.

 

※참고:실제 'A'와 'B'는 자동 정류기 속에 포함되어 있음.

 

(2) ANODE(C)는 WATER LINE 아랫 부위의 HULL(D)을 뚫어 설치하고 선체와 전기적 절연이 되어야 한다. 이곳에서 실지 방식 전류(PROTECTIVE CURRENT)가 방출된다.

 

(3) REFERENCE ELECTRODE(E)도 WATER LINE 아랫 부위의 HULL(D)을 뚫어 설치하고 선체와 전기적 절연이 되어야 한다. 이 장치는 선체가 보호되고 있는지를 감지하는 기준전극으로 감지된 전위는 끊임없이 CONTROLLER로 이송되어 적정 방식 전류를 방출하게끔 해준다.

 

(4) ANODE와 REFERENCE ELECTRODE는 선체와 절연상태여야 하며 이를 위해 F.R.P RIGID PLATE 또는 EPOXY PUTTY 작업이 이행되어야 한다.

 

            <I.C.C.P 장비 장착 전>                             <I.C.C.P 장비 장착 후>

 

● 시스템 사양

· 초대형 원유운반선 (U.L.C.C.)

· F.P.S.O

· LNG

· 컨테이너

· 군함, 함정, 잠수함

· 예인선(Tugs), 수송선(Container Ships), 소형어선

 

용량 : 10 AMP ∼ 2,400 AMP 이상

수출국: 일본, 중국, 유럽, 미주, 남미 등 전 세계