.

Лакокрасочные материалы для защиты судов и кораблей

Лакокрасочные покрытия корпуса судна предназначены для защиты от коррозии и других дефектов в агрессивной морской среде. Суда и корабли, находящиеся в открытом море, подвергаются сильному коррозионному воздействию морской воды, ветра, тумана и других атмосферных факторов, а также биообрастанию, в результате чего происходит разрушение корпуса, отдельных конструкций судна и ухудшение мореходных качеств.

Назначение судовых покрытий

Наиболее распространенным и надежным методом защиты от коррозии и обрастания являются лакокрасочные покрытия, которые по сравнению с другими способами обладают рядом преимуществ.

Прежде всего, технологический процесс нанесения лакокрасочного покрытия менее сложен и допускает окраску изделий любых габаритов и практически в любых условиях. Ремонтопригодность лакокрасочных покрытий весьма высока. В случае частичного или полного разрушения они легко восстанавливаются подкрашиванием или полным перекрашиванием поверхности. Лакокрасочные материалы легко совмещаются с другими способами защиты от коррозии. Так, для защиты части судов применение лакокрасочных покрытий сочетают с электрохимической защитой. Наконец, применение лакокрасочных покрытий, как правило, более экономично по сравнению с другими видами коррозионной защиты. Поэтому в настоящее время это наиболее распространенный метод защиты корпусов судов и кораблей.

Корпус судна
Корпус судна, нуждающийся в свежем покрытии
Источник: Freeimages

Назначение судовых лакокрасочных покрытий не исчерпывается их способностью защищать от коррозии и биообрастания: покрытия для надводного борта и надстроек должны обеспечивать привлекательный декоративный вид судна; покрытия для наружных палуб — безопасность передвижения команды и грузов, в том числе в штормовых условиях; покрытия для внутренних помещений — необходимый комфорт и безопасность в случае возникновения пожара, возможность быстрой ориентации в приборах и коммуникациях.

Большой выбор пленкообразователей, пигментов, наполнителей и различных добавок, а также современные принципы разработки лакокрсочных материалов позволяют создавать покрытия с широким спектром свойств. Важнейшим из них является стойкость в определенных условиях эксплуатации, что дает возможность получать кислото- и бензостойкие, теплоотражающие, противоскользящие, противообрастающие, противообледенительные и другие покрытия специального назначения.

Расширение использования композитных материалов в последнее время, в том числе для конструкций корпуса, не исключает применения окраски, так как их поверхность также нуждается в защите от атмосферных воздействий, обрастания и в декоративной отделке.

Предлагается к прочтению: Восстановление лакокрасочных и других неметаллических защитных покрытий

От надежности защиты корпуса от коррозии и обрастания зависят частота ремонтов и длительность эксплуатации судна.

Развитие отечественного судостроения и судоремонта, появление новых лакокрасочных и конструкционных материалов обуславливают возросшие требования к современным покрытиям, их качеству и потребительским свойствам. Поэтому развитие производства судовых лакокрасочных материалов требует новых подходов в изучении и разработке перспективных видов продукции, а увеличение объемов перевозок морским транспортом, расширение района плавания в северных широтах требуют новых технологических решений для создания современных лакокрасочных покрытий с увеличенным сроком службы и специальными защитными свойствами, необходимыми для эксплуатации в различных условиях.

Особенности эксплуатации судов и кораблей в различных климатических условиях

Круизные лайнеры, контейнеровозыСамый большой контейнеровоз, танкеры, сухогрузы, военные корабли и суда других типов с неограниченным районом плавания в течение одного рейса проходят различные климатические зоны, подвергаясь воздействию резкой смены температур, различных уровней солнечного излучения, влажности воздуха, температуры и солености морской воды. В таблице приведены климатические факторы, отрицательно воздействующие на лакокрасочные покрытия судна.

Климатические факторы, разрушающие лакокрасочные покрытия судна
Климатические факторыМакроклиматический район
умеренно холодный,
морской
тропический,
морской
Тип атмосферыМорскойМорской
Эффективное суммарное солнечное УФ
излучение, (Дж/м2)/год
3,4·108(3,7-3,8)·108
Период эксплуатации при относительной
влажности более 80% и положительной
температуре воздуха, ч/год
5908 760
Температура воздуха, °C:
— максимальная4045
— минимальная-401
— средняя1027
Период эксплуатации со среднесуточной
температурой воздуха, сут/год
выше 0 °С175-262365
(-20)-(-40) °С1-5
Период эксплуатации с переходами
температуры воздуха через нулевое
значение, сут/год
≈68
Максимальное значение суточной
амплитуды температуры воздуха, °С
≈20
Содержание хлоридов на поверхности
в пересчете на С1, мг/м2 сут
2-2 000
Воздействие биологических факторовОтсутствуетСлабое

Из приведенных данных видно, что при эксплуатации в тропическом климате покрытие подвергается более сильному воздействию солнечного излучения, влаги и повышенных температур, в то время как в умеренно холодном климате наибольшее воздействие на покрытие оказывает перепад температур.

Под воздействием наиболее активного компонента солнечного излучения — ультрафиолетового (УФ) — теряется блеск, изменяется цвет, происходит меление и в целом ускоряется процесс окислительной деструкции покрытия, приводящий к его полному разрушению. Энергия УФ-излучения и его воздействие на процесс старения покрытия обычно резко возрастают с уменьшением длины волны, причем для различных полимеров длины волн, обладающие максимальным разрушающим действием, различны.

Рекомендуется к прочтению: Самоподъемные плавучие буровые установки

Инфракрасное (ИК) излучение также ускоряет процесс разрушения лакокрасочного покрытия. Под воздействием ИК-излучения покрытие нагревается, что ускоряет процесс окислительной деструкции.

Снижение температуры и особенно ее резкое колебание приводят к растрескиванию и отслаиванию покрытий под влиянием внутренних напряжений, возникающих из-за разности коэффициентов теплового расширения пленки и подложки. Пониженная отрицательная температура может приводить к образованию микрокристаллов льда под покрытием, что в свою очередь вызывает подпленочную коррозию поверхности металла.

Под воздействием влаги лакокрасочное покрытие набухает, размягчается и из него вымываются водорастворимые примеси, что приводит к изменению объема и внутренних напряжений. Кроме того, вода ускоряет процесс автоокислительной деструкции пленкообразователя.

Разрушение покрытий резко ускоряется при совместном воздействии всех вышеназванных климатических факторов.

Количество лакокрасочных материалов, необходимое для защиты судна или корабля

При постройке или ремонте корабля (судна) всегда возникает вопрос о необходимом количестве лакокрасочных материалов (ЛКМ) для его окраски. Этот вопрос весьма сложен и связан с трудными расчетами, которые должны учитывать множество параметров. Но можно попытаться определить приблизительное количество ЛКМ, необходимых для окраски судна. При ремонте судна также можно приблизительно посчитать, сколько потребуется материалов, исходя из площади поверхности, которую надо окрасить. Расход ЛКМ для окраски связан в первую очередь с геометрией корпуса, а также зависит от плотности ЛКМ, методов нанесения и других факторов.

Расход лакокрасочных материалов
Теоретический расход жидких ЛКМ, необходимых для окраски судна в зависимости от его длины. 1 — Противолодочный катер «Граченок» (пр. 21980); 2 — Сторожевой корабль «Рубин» (пр. 22460); 3 — Корвет «Стерегущий» (пр. 20380); 4 — Танкер «Aframax»; 5 — Авианосец «Queen Elizabeth»; 6 — Балкер типа «Panamax»; 7 — Авианосец типа «Nimitz»; 8 — Контейнеровоз типа «Triple E»

Мы попробовали усреднить картину и предложить универсальную формулу расчета количества ЛКМ. За основу было решено взять показатель водоизмещения (displacement), как наиболее полно отражающий массу судна. По сути, водоизмещение корабля (судна) — это количество воды, вытесненной подводной частью корпуса. Масса этой воды равна массе всего корабля независимо от его размера, материала и формы. Следовательно, у судов одинакового размера и формы водоизмещение может быть разным и, соответственно, наоборот, суда с одинаковым водоизмещением могут иметь различные размеры. Например, балкер и танкер одинакового размера имеют различное водоизмещение и грузоподъемность (deadweight) вследствие различной плотности грузов. Большинство современных грузовых и пассажирских судов имеет коэффициент полноты судна порядка 0,6-0,8.

Читайте также: Вопросы теории корабля и технические графики

Поэтому наиболее объективной информацией о расходе ЛКМ на окраску судна является его форма. В настоящее время большинство гражданских судов и военных кораблей имеют почти одинаковую форму и пропорции корпуса, поэтому в качестве определяющего показателя площади поверхности можно взять его длину.

На рисунке приведена зависимость количества необходимых ЛКМ от длины корабля (судна). Пользуясь этим графиком, можно с большой долей вероятности рассчитать количество ЛКМ, необходимое для окраски корабля (судна).

Сноски
Sea-Man

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Май, 26, 2020 98 0
Читайте также