חידוש אנטי קורוזיה פולימר מתווה עבור הנחתים ומחוץ למבני החוף

בורדן כלכלי ומבנה של חיל הנחתים קורוזיון

ההשפעה הגלובלית של קורוזיה היא מזעזעת, עם מחקרים כגון דו"ח NACE IMPACT המגביר את העלות של יותר מ-2.5 טריליון דולר בשנה, המייצג אחוז משמעותי של התמ"ג העולמי ומבנים ימיים ומים - כולל פלטפורמות נפט וגז, טורבינות רוח, אוניות מונעות, צינורות, ותשתיות נמל - זה הוא לעתים קרובות רכוש קבוע לא פרופורציונלי, אשר פועל בסביבה הטבעית ביותר:

מכניזם של דרדציה באזור הספלאש הימי

כדי להעריך את התפקיד של תוספי פולימרים מתקדמים, יש להבין תחילה את מנגנוני הכישלון הספציפיים שהם נועדו לפעול נגד.סביבה הימית מחולקת לאזורים נפרדים - אטמוספריים, מתיזים, טיטד וטבול - כל אחד מהם מציג אתגרים אלקטרוכימיים ייחודיים.

קורוזיה אלקטרו-כימית ותפקידו של Chloride

קורוזיה היא ביסודה תהליך אלקטרוכימי הכולל תגובות לאנודיות וקטודיות על פני השטח המתכת. במים הים, מוליכות גבוהה של אלקטרוליט מאיצה את התגובות האלה. צ'ורידיד הם תוקפניים במיוחד.הם חודרים ומערערים את הסרט תחמוצת החמצן הפסיבי להגיב באופן טבעי על מתכות כמו פלדה ואלומיניום, המוביל לקורוניזציה מקומית, מתפתלת, ושחיקה, יוצרת את תאי ברזל רציניים כל כך מקיפים.

המונחים: Microbily Induced Corrosion (MIC)

מעבר לאלקטרוכימיה טהורה, פעילות ביולוגית ממלאת תפקיד קריטי.מיקרוביות Induced Corrosion (MIC) מונע על ידי מיקרואורגניזמים כגון חיידקים ממריצים (SRB), חיידקים מחמצן ברזל (IOB), וחיידקים המייצרים חומצה.אורגניזמים אלה לדבוק משטחים וצורות ביו-סרטונים קשים, יצירת מיקרונואידים מקומיים עם ריכוזים מסורתיים של צינורות מים זורמים (Ricercrecerecereceret) או צינורות מים זורמים.

השפעות סינרגטיות של UV ומלח Spray

באזור אטמוספרי מעל קו התזזות, ציפויים חשופים לקרינת UV אינטנסיבית, אשר מדגמת את המרצת פולימר האורגנית של צבעים מסורתיים.ההשפלה הזו מובילה ל-chalking, micro-cracking, ואובדן תכונות מחסום. ברגע ש-micro-cracks טופס, הם פועלים כנתיבים להתקפה של לחות מלוחים, תוך קידוד תחת הציפוי (Frosing) או מכווץ (Flasting) של כלי סגסוגת אחורית) במיוחד עבור סגסוגת קירור או התפוצצות UVside).

מדוע חיפויים ארכיוניים מגיעים לגבולותיהם

התעשייה עובדת כורי הגנה על קורוזיה ימית היו ציפויים epoxy בבנות גבוהות התחזקו עם תחמוצת ברזל micaceous (MIO) או ראשי אבץ מתכתיים המשמשים בשילוב עם הגנה קטוודית. בעוד מערכות אלה הוכחו, יש להם מגבלות טבוניים כי תוספי פולימרים מתקדמים כבר מונדסים כדי להתגבר.

(FLT:0) אחריות ו- Water Uptake:FreaLT:1 ציפוי epoxy לא ניתן למניעה.לאורך זמן הם סופגים מים וחמצן, מה שמוביל לאובדן של דבקות בממשק הציפוי/מטאלי.תהליך זה, הידוע בשם Cathodic delamination, מואץ בנוכחות מערכות הגנה קטודיות.

(FLT:0)Brittleness and Impactנזק:FreaLT:1 epoxies סטנדרטיים הם נוקשים יחסית וגלויים.אפקט קרח, הריסות התנגשות, או טיפול מכני במהלך ההתקנה יכול לגרום נזק ציפוי שקשה לזהות ולתקן, יצירת אתרי חניכה עבור קורוזיה מקומית.

(FLT:0)Volatile אורגני Compounds (VOCs): לחץ תגמול:1 (למשל, מהאיחוד האירופי, IMO ו-EPA) מגביל יותר ויותר את התוכן של VOC של ציפויים ימיים.זה מניע את התעשייה לעבר סולמות גבוהות ונוסחאות ללא פתרון, אשר לעתים קרובות יש יותר מולטי מולטי ומאפיינים מאתגרים יותר, תוך דרישה טובה יותר של היווצרות סרט רטובה וחיזוק.

תכונות: מכניזם של פעולה

תוספי פולימרים חדשניים אינם רק ממלאי; הם מרכיבים פונקציונליים שתורמים באופן פעיל למנגנון המגן של הציפוי.הם יכולים להיות מסווגים באופן רחב על ידי מצב הפעולה העיקרי שלהם: שיפור מכשולים, עיכוב קורוזיה פעיל, ותיקון אוטונומי.

הגדלת גדר עם High Aspect Ratio Nanomaterials

האסטרטגיה הישירה ביותר לשיפור ההגנה היא להפוך את הציפוי למחסום פיזי יעיל יותר.זה מושג על ידי שילוב של ננו-חומרים בעלי תכונות גבוהות שיוצרים "דרך מאומצת" עבור מינים קורוזיים.

(FLT:0Graphene ו Graphene Oxide:FLT) 1 A שכבת יחיד של גרפן הוא בלתי אפשרי לכל הגזים והצליחים.כאשר מופץ היטב במטריקס פולימרי, גרפן ננופליטיס (GNPs) וגרף גרפן גרף (GO) להפחית באופן דרמטי את הסיכון למים, חמצן, ו chlor סגסוגת מופחתת ב- 0.5% של ייצור גרף מתכתי של חומר נפץ.

(FLT:0) MXenes ו 2D ננוקליות:FLT ( 1 MXenes (למשל, Ti3C2Tx) הם שיעור של 2D מעבר מתכת carbides /nitrides המציעים הידרופיליות יוצאת דופן עבור פיזור קויאלי ו מוליכות חשמלית גבוהה, אשר מאפשר העברת אלקטרונים להגנה קטודית.

תיקון אוטונומי באמצעות מיקרו-capsules ורשתות דינמיות

היכולת לתקן נזקים באופן אוטומטי היא שינוי פרדיגמטי עבור ציפויים מבניים. תוספי פולימרים עצמיים יכול להיות מסווג לתוך מערכות אקסטנסיביות וטרינריות.

(FLT:0)Extrinsic Healing: Microencapsulated Agents ו Catalysts:FLT:1 זוהי הטכנולוגיה הבוגרת ביותר של מיקרוקוסולs (בדרך כלל 10-100 מיקרומטר) המכיל סוכן ריפוי נוזלי (למשל, dicycopentadiene, שמן linseed, או מוניל מחזירים) הם קפסולות עם ציפויים של מערכת ריפוי נוזלית.

(FLT:0) אינטגרטיבי מרפא: דינמי קוונדים וכימיה Supramolecular:cioFLT 1 Intrinsic מערכות מסתמכות על הטבע הבלתי הפיך של אג"ח כימי מסוים בתוך רשת פולימר. Diels-Alder (D-A) תגובות , החלפת finalide, וחיבור מימן הם מנגנונים משותפים. כאשר צורות סדק, האג"ח שבור יכול להיות יתרון משמעותי תחת חום או אפילו על פני השטח.

Inhibition פעיל באמצעות התנהגות ותפקוד של פולימרים

מעבר למחסום פסיבי והערכה עצמית, כמה תוספי פולימרים להפריע באופן פעיל אלקטרוכימיה קורוזיה על פני השטח המתכת.

(FLT:0) ,Conducing Polymers: Polyaniline (PANI) ופוליפיראטול (PPy): FLT:1 אלה פולימרים מחוסנים קיימים בחמצן (המוליכים) ו מופחת (לא מוליכים) מדינות (לא מוליכים) כאשר הוא חל על משטח פלדה בטופס epoxy, PANI פועל כמו זרז אדום זה מאפשר היווצרות של שכבת ברזל דחוסה,2 ⁇ ) כמו גם ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

(FLT:0) Smart Ion-Exchange Pigments:BuildFLT:1 [התוספים האלה, לעתים קרובות על בסיס LDHs או zeolites, עמוסים מעכבי קורוזיה אורגניים או אורגניים (למשל, ונדאנטים, molybdates, benzoazole) בציפוי נייטרלי, חסומים, בתוך המבנה הפעילוע (ה) של סלקציה, כגון: traregane) ragregreicer (Ric) ⁇ ).

פורמולה ואינטגרטיבית של תוספות לתוך מערכות מקוטבות תעשייתיות

היישום המוצלח של תוספי פולימרים מתקדמים אלה תלוי לא רק בכימיה אלא גם בהנדסה של ניסוח הציפוי הסופי.

(FLT:0Dispersion Technology: FLT:1 Achieving את מלוא הפוטנציאל של תוספי nanoscale דורש פיזור אחיד. Agglomerated nanoparticles לפעול כמו ריכוזי מתח פגמים ולא מחסומים. High- Energy bead מילימטרים, שלושה מילימטרים, ו-Colleation הם טכניקות משותפות.

(FLT:0) אופטימיזציה וסינרגיה: ⁇ 1 יש רמת טעינה אופטימלית עבור כל תוספת, לעתים קרובות ליד סף ההנצחה, אין השפעה; יותר מדי יכול להתפשר על כפייה סרט, עלייה מולטי, או ליצור pos. Exposing עבודה נעשה על מערכות "מבריות" המשלבות מנגנונים מרובים.

(FLT:0) תאימות עם סטנדרטים קיימים: ההרחבה 1 (FLT:1) עבור תוספת לקבל קבלה בענף הימי והיבשה, זה חייב להוכיח תאימות עם שיטות יישומים קיימות (ריסוס ללא אוויר, מברשת, רולר) ולטפל לוחות זמנים.זה חייב גם לשרוד את הבדיקות החמירות שנקבעו על ידי סטנדרטים כגון ISO 12944 (ציורים וכותרות - הגנה על קורוזית של מבנים הגנה מפני ברזל ו- NOS50)

ביצועים מוגדרים: מבדיקת מעבדה ל-Creation

הביצועים של טכנולוגיות תוספים אלה חייבים להיות מאומתים בקפידה כדי להרוויח את האמון של ספקנים בענף offshore, שבו עלויות הכישלון נמדדות במיליוני דולרים ביום.

(FLT:0) בדיקה מעבדה מתקדמת: FLT:1 מבחן תרסיס מלח נייטרלי סטנדרטי (ASTM B117) הוא ביקורת נרחב על הקורלציה המסכן שלה עם סביבות ימיות בעולם האמיתי, זה חסר CBD רכיבה על אופניים, תקופות יבשה, וריאציות טמפרטורה. יותר מציאותיות corrosion בדיקות (למשל, ISO 14993, ASTM D58 מציג רטוב / מחזורי זיכרון כהה וחשיפה לטווח קצר) עבור בדיקות אלקטרו-טווח ארוך (CDC) מצופה לטווח ארוך טווח ציפויים לטווח ארוך (CDC) מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה קריטריונים לטווח ארוך טווח אלקטרו-טווח ארוך טווח אלקטרו-טווח ארוך טווח ציפוי לטווח ארוך (CDC) מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה קריטריונים לטווח ארוך מצופה קריטריונים לטווח ארוך מצופה מצופה קריטריונים לטווח ארוך טווח הראייה (Ric caciated אלקטרו-טווח ארוך מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה קריטריונים לטווח ארוך מצופה קריטריונים לטווח ארוך טווח הראייה (טווח ארוך מצופה מצופה מצופה קריטריונים (טווח ארוך מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה קריטריונים (

(FLT:0) ניסויים בסביבה קיצונית: ⁇ FLT:1 (המבחן האולטימטיבי עבור תוספי פולימרים אלה הוא חשיפה בסביבה ימית אמיתית. חברות מובילות בתחום זה לעתים קרובות ציפויים במבחן על צלקות באזור מתיז במתקנים כמו מרכז LaQue עבור Corrosion טכנולוגיה בצפון קרוליינה או תחנת המחקר Halley VI באנטארקטיקה עבור ביצועים קרים קיצוני.

יתרונות כלכליים וסביבתיים בסכום הכולל של בעלות

בעוד תוספי פולימרים מתקדמים גובים מחיר גבוה יותר לקילוגרם מאשר ממלאים מסורתיים כמו סידן פחמיט או MIO, הצעת הערך היא עלות הבעלות הכוללת (TCO).

(FLT:0) ,Extended יבש-Docking Intervals:FLT:1 עבור בעלי הספינה, מרחיב את המרווח היבש-doc מ 5 עד 10 שנים מייצג תשואה מסיבית על השקעות.מערכות מתקפלות, chalking, ותחת שיתוק של סרטניים כדי לאפשר הרחבה זו באופן ישיר.

(FLT:0) תחזוקת והערכה עלויות: איור: 1:1 ציפוי עצמי יכול באופן אוטומטי לאטום נזקים קטנים טיפול סדקים, צמצום הצורך בדיקות תת-קרקעיות יקרות ותיקוןים.

(FLT:0) קידוד וקיימות: (1) השינוי כלפי סולמות גבוהות, תוספי פולימרים המבוססים על ביו-בסיס מתיישר עם הפחתת תקנות ה-VOC הגלובליות.יתר על כן, הרחבת החיים של מערכת ציפוי מפחיתה את תדירות ההמראה, אשר מקטין את טביעת הרגל הסביבתית ארוכת הטווח (חומרית, צריכת שמן צמחייה), ושמן מכווץ יותר, ממין, ושמן חכם יותר.

כיוונים עתידיים וטכנולוגיות מתפתחות

השדה של תוספי פולימרים אנטי קורוזיה מתקדם במהירות, מונע על ידי חומרים מדע ודיגיטליזציה.

(FLT:0) מרבי-סנסולי חוזר על עצמו חכם מקודש: 1FreaLT: 1 ציפוי הדור הבא ישלבו חישה ותקשורת.לדוגמה, תוסף יכול להיות מתוכנן לשחרר מולקולה בצבע פלואורנסנט כאשר הוא נקשר לצליח ברזל, מה שהופך אתר קירור מוסתר בהיר תחת אור UV.

(FLT:0)Machine Learning for Fiting Design:FearLT:1) מספר המשתנים - סוג של חומר, סוג תוספת, טעינה, שיטת פיזור, מחזור הריפוי - הופך את האופטימיזציה אמפירית איטית.מודלים של למידת מכונות מאומן על נתונים גדולים (תוצאות דאעש, תרסיס שעות מלח, ניסוח נתונים) מתחילים לחזות את השילוב האופטימלי של תוספים עבור שירות נתון, ביצועים גבוהים של גילויים.

(FLT:0)Bio-inspired and Living Coatings:FLT) 1 מושגים מביולוגיה הם מניעים חדשנות רדיקלית.מחקר ל"ציפוי חיים" המשלבים חיידקים פעילים מטבוליים המסוגלים להחליש שכבת מינרלים מגן (למשל, מיקרוביבית המושרה למשקעים) או צריכת מטבוליזם קורוזיטיבי עובר מהוכחה-of-of-of-of-of-of-of-of-of-of-of-of-of-of-of-of-of-of-of-in-of-in-of-in-of-a-to-reative-of-to-a-a-of-to-reative-to-of-to-to-to-to-reative-to-to-to-to-to-to-to-of-of-of-of-of-of-of-of-to-to-of-to-to-to-to-to-to-of-of-to-of-of-of-of-of-of-a-of-of-of-to-to-to-of-to-to-to-to-to-to

מסקנה

הנחתים והיבשה היא אחריות מורכבת, רב מיליארד דולר הדורשת פתרונות מתוחכמים.מערכות ציפוי מסורתיות מגיעות לגבולות התפקודיים שלהן בפני חיי עיצוב מורחבים, סביבות הפעלה קשות יותר, ותקנות סביבתיות מחמירות. תוספי פולימרים חדשניים - החל מגרפן ומבצעים פולימרים חיוניים לשיפורים אוטונומיים של מערכות הגנה ומעכבות חכמות - כלי רב עוצמה להתגבר על מגבלות סביבתיות אלה, אשר מצפות באופן פעיל, הן יכולות לספק שיפורים מתקדמים מבחינה כלכלית, ומאובטחת, אשר מספקים שיפורים, ומאובטחת, ומאובטחת, לתקני אבטחה מתקדמות, ומאובטחת, ומאובטחת, אשר מספקים שיפורים, ומאובטחת, אשר מספקים שיפורים, ומאובטחת, לתקני אבטחה מתקדמות, ומאובטחת, ומאובטחת, ומאובטחת, ומאובטחת, ומאובטחת, לתקני אבטחה מתקדמות, ומאובטחת, לתקני אבטחה מתקדמות, ומאובטחת, ומאובטחת, אשר מספקים שיפורים, לתקני אבטחה מתקדמות באופן פעיל, ומאובטחת, לתקני אבטחה מתקדמים באופן פעיל, לתקני אבטחה מתקדמים, לתקני אבטחה מתקדמים, לתקני אבטחה מתקדמים, לתקני אבטחה מתקדמים, לתקני אבטחה מתקדמים, אשר מספקים שיפור עצמי, אשר מספקים שיפור עצמיים, ומאובטחת, ו