Защита металлических судов от обрастания с помощью лакокрасочных покрытий
Защита от обрастания. Борьба с обрастанием подводной части корпусов судов представляет сложную задачу, не решенную окончательно и в настоящее время. Хотя теперь существует несколько способов борьбы с обрастанием, наиболее простым и чаще применяемым является окрашивание поверхностей специальными противообрастающими красками.
Противообрастающие краски могут быть жидкими (содержащими достаточно большое количество растворителей), пастообразными (с малым содержанием растворителя и даже без него) и твердыми.
Токсичные вещества противообрастающих красок растворяются в морской воде. В результате этого на окрашенной поверхности образуется слой воды, содержащий ядовитые компоненты, которые отпугивают личинки обрастателей, пытающихся прикрепиться к корпусу судна, сооружениям, конструкциям, или, если прикрепление произошло, вызывают их быструю гибель. Известно два типа таких красок. В красках первого типа пленкообразующая основа вместе с пигментами и инертными наполнителями остается в первоначальном виде, из пленки выделяются ядовитые компоненты (рис. 2.4, а и б), в красках второго типа пленка краски вследствие трения о воду постепенно разрушается, в результате чего обнаруживаются новые участки покрытия, также содержащие растворимые ядовитые компоненты (рис. 2.5, а и б). Такие краски, нанесенные даже сравнительно тонким слоем, защищают от обрастания в течение 20—24 мес.
Рис. 2.4. Выделение ядовитых компонентов из противообрастающей краски с нерастворимой основой: а — краска до эксплуатации; б — краска после года эксплуатации. 1 — морская вода; 2 — основа краски; 3 — ядовитые компоненты; 4 — противокоррозионное покрытие.
Для противообрастающих красок, содержащих полимерную основу, химически связанную с оловоорганическими производными, характерны высокая токсичность и хорошие защитные свойства. При контакте с водой происходит гидролиз пленкообразующей основы с выделением ядовитых соединений, насыщающих ламинарный слой. Схематическое строение пленки краски с полимерной основой до испытаний (а) и изменение ее при эксплуатации (б) показаны на рис. 2.6.
Рис. 2.5. Выделение ядовитых компонентов из противообрастающей краски с растворимом основой. Обозначения аналогичны принятым на рис. 2.4.
Рис. 2.6. Выделение ядовитых компонентов из противообрастающей краски с полимерной основой: а — краска до эксплуатации; б — краска после года эксплуатации. 1 — морская вода; 2 — сополимерная основа с ядовитыми компонентами; 3 — противокоррозионное покрытие.
Недостаток существующих противообрастающих красок заключается в том, что их пленки, приобретая шероховатость при нанесении, сохраняют и даже увеличивают ее при эксплуатации. Судно теряет скорость, повышается расход топлива.
Появление экономичных самополирующихся красок СПЦ (фирмы «Интернейшнл», Англия),«Сигмаплан» (фирмы «Сигма», Голландия), «Симастер» (фирмы «Иотун», Норвегия) и других позволило устранить указанный недостаток. Рис. 2.7 хорошо иллюстрирует характер изменения поверхности обычной (а) и самополирующейся (б) красок при эксплуатации. Благодаря сглаживанию пиков при стабильном расходе топлива сохраняется высокая скорость судна в течение длительного времени.
Рис. 2.7. Изменение при эксплуатации шероховатости и защитных свойств противообрастающих красок: а — краска обычного типа; б — краска самополирующаяся (по горизонтали указаны годы эксплуатации). 1 — места завихрения воды; 2 — начало обрастания балянусами; 3 — выделение ядовитых компонентов; 4 — участки с истощившимися ядовитыми компонентами.
Рис. 2.8. Контроль состояния самополирующегося покрытия в процессе эксплуатации; а — покрытие до эксплуатации; б — после эксплуатации в течение 18—22 мес.; в — необходима постановка в док.
На рис. 2.8 показано покрытие в начале эксплуатации (а), после 18—22 мес. плавания судна (б) и в период, когда подводную часть (после 32—36 мес. плавания) необходимо перекрашивать (в). Причинами уменьшения срока службы противообрастающего покрытия могут быть:
плохое смешивание всех компонентов краски перед нанесением; чрезмерно длительная сушка поверхностей, окрашенных противообрастающей краской (в результате верхний слой краски сильно высыхает, плохо растворяется и выделяет ядовитые компоненты в недостаточном для защиты количестве);
спуск судна с неокрепшей, недосушенной, легко размывающейся водой пленкой краски;
использование красок несоответствующих марок (например, суда, эксплуатирующиеся в холодных водах, окрашивают красками, предназначенными для тропиков).
Если противообрастающую краску нанести непосредственно на металл, то находящиеся в ней соединения меди, ртути и других металлов могут явиться причиной интенсивной коррозии корпуса судна. Поэтому такие краски можно наносить только на металлические поверхности, имеющие слой хорошего противокоррозионного покрытия.
Обтекатели защищают от обрастания снаружи, окрашивая их по схеме, принятой для подводной части корпуса.
Корпуса промысловых судов, находящихся длительное время вдали от баз и проходящих докование один раз в два-три года, лучше окрашивать противообрастающими красками термопластичного типа.