תפקידם של טיפולים על פני השטח בהתנגדות מעוררת כישלונות חומריים בסביבה הימית

סביבות הנחתים מייצגות את אחת ההגדרות הטבעיות האגרסיביות ביותר לחומרים הנדסיים.חשיפה מתמדת ללחות מלוחות, טמפרטורות מתחלפות, קרינה אולטרה סגולה, ואורגניזמים ביולוגיים יוצרת סערה מושלמת להשפלה חומרית.העלות העולמית של קורוזיה ביישומים ימיים בלבד מוערכת במאות מיליארדי דולרים מדי שנה, לא כולל הפסדים משעות השבתה, תיקונים, וכשלונות קטסטרופליים הופיעו כקו קריטי של הגנה, המאפשרים, ומפעילי אבטחה, כדי לשפר את איכות חיים חיצונית, ולהפחית את איכות חיים של אנרגיה חיצונית, ולאוראלית, רק כדי לשפר את איכות חיים של אנרגיה חיצונית, ולאוראלית, ולאוראלית, ולא רק כדי לשפר את רמת תחזוקה, ולאורבת חיים בלחץ, ולאוראלית של כלי רכבי חשמל, אלא גם ללא טיפול חיצוני, אלא גם את איכות חיים של כלי תחזוקה חיצונית, ולאור, ולאור, ולאורטיבית, באופן דרמטי, ללא טיפול חיצוני של מתקני אבטחה, ללא טיפול חיצוני, ללא טיפול בלחץ, אלא גם ממתחמיטיבית, באופן דרמטי, ללא טיפול חיצוני, ללא טיפול חיצוני, ללא טיפול חיצוני, ללא טיפול במתחמיטיביים, כדי לשפר את רמת אבטחה, ללא טיפול חיצוני, כדי לשפר את איכות חיים, אלא

הבנת כישלונות חומריים בהגדרות הנחתים

חומרים הפועלים בסביבות ימיות ניצבים בפני משולש של מנגנוני כישלונות: קורוזיה, עייפות מכנית, ו biofouling. Corrosion היא ההאטה הנרחבת והיקרה ביותר בנוכחות מי הים – שכבת אלקטרוליט מעולה – משטחים מגנטיים עוברים oxidation אלקטרוכימיים (Galvanic corrosion) ו-Galrosion) של מתחמי מתכתיבית גבוהה יותר, כאשר מתחמי מתכת מחמצן עשוי להפחתת כמותורידים מגנטיים.

קורוזיה מכניזם ספציפי לסביבה הימית

הסוכן העיקרי של מים ימיים הוא נתרן כלוריד, אבל מלחים אחרים מתמוססים, חמצן ופחמן דו תחמוצת הפחמן גם ממלאים תפקידים. מוליכות חשמלית גבוהה של מי הים מאפשרת זרמי קורוזיה לזרום מעל מרחקים ארוכים. מיקרוביאלי השפיעוריד (MIC) הוא גם דאגה נוספת: sulfate-reating לייצר sulfide מימן, אשר מאיץ התקפות על פני השטח מזיקים וסגסוגת מים רטובה, אפילו ממתכת, או מאיץ, כלומר, הם בדרך כלל, כלומר, חומרים מזיקים, או מאיץ, הם גורמים מזיקים, אשר מאיץ, אשר מאיץ, או מאיץ, אשר הם גורמים מזיקים של נוזל חיתיקים מזיקים, או מאיץ, או מאיץ, הם בדרך כלל, או מאיץ, או מאיץ, או מאיץ, הם גורמים מזיקים של נוזל חיזורים של נוזל חיזורים של נוזל חיזורים, או מאיץ, אשר עלולים, או מאיץ, או מאיץ, או מאיץ, הם בדרך כלל, הם גורמים מזיקים של נוזל חיזורמים רטובים, או מאיץ, או מאיץ, הם בדרך כלל, הם גורמים מזיקים של נוזל חיזוריצי מתכתיצי מתכתיצי מתכתיצי מתכתי

עייפות ולבוש במערכות הנחתים

מעבר לקורוזיון, חומרים חייבים לעמוד מולבש ממוח על ידי מים משקעים, קרח, או מגע עם משטחים אחרים. Fretting עייפות במערכות מבריחות בפלטפורמות offshore יכול לנקות סדקים. Cavitation שחיקה על מדחף ומשאבים מפגעים שנגרמו על ידי התמוטטות בועות ריקנות מסירים חומרים בקצב מדאיג.

המדע שמאחורי הגנת הפנים

טיפולים על פני השטח לעבוד על ידי אחד או יותר של שלושה מנגנונים בסיסיים: מתן מחסום מבודד את המצע מן הסביבה, מציג aode הקרבי כי קורטס מעדיף באופן מועדף, או שינוי התכונות אלקטרוכימיות או פיזיות של פני השטח ציפוי גדר - כגון משטח epoxy עבה - חסום חמצן, מים, וצינורות.

סוגים של טיפולים על פני השטח עבור חומרים ימיים

מגוון רחב של טיפולים פני השטח זמין, כל אחד מתאים חומרים ספציפיים, תנאי שירות, ומגבלות עלות.הסעיפים הבאים מפורטים את הטכנולוגיות הנפוצות והמתעוררות ביותר.

אלקטרו-כימיקלים וגלוואניק מתקפלים

גלבינג - הציפוי אבץ באמצעות דימפציה חמה או אלקטרו-פלינג - הוא שיטת הגנה קלאסית עבור פלדה פחמן. Zinc פועל להקריב באופן מקרי, כלומר זה קורטרודס מעדיף באופן זמני פלדה. באזורי מתיז ימיים, ציפוי גלווי מוכח עם עובי טיפוסי של 85-100 מיקרומטר עשוי לספק 5-10 שנים של הגנה לפני הדורש תחזוקה ארוכה יותר, תרמי או מסגסוגת מתאימה (לעתים קרובות) עם מינרלים (A) מינרלים (ממים) עם מינרלים ארוכים) יכול לספק 5- 300) יעיל יותר) שלהם).

הגנה קטודית, בעוד לא רק ציפוי, משמש לעתים קרובות בשילוב עם ציפויים. מערכות נוכחיות מדוכאות או aodes הקרבי (למשל, אבץ, אלומיניום או מגנזיום) להגן על תת-התחסין בחגים ציפוי (מפרקים) מערכות הן סטנדרטיות עבור משחות ספינות, צינורות תת-ימיים, ורגליים פלטפורמה offshore.

Polymer and Barrier Coatings

ציפוי אפיקסי שולט בתעשייה הימית בשל מתחנן מעולה, התנגדות כימית, ואת היכולת להיות מיושם בסרטים עבים. ציפויים epoxy לבנות גבוהה (300–500 עובי סרט יבש) משמשים על מיכלי הבלאסט, bilges, ואת הציפוי החיצוני Sagcing hulls. Polyurethane העליון של ציפויים הם לעתים קרובות להוסיף יציבות והתנגדות abra.

קידוד והסכמה

Anodizing הוא תהליך העברת אלקטרוליטי המשמש אלומיניום, טיטניום ומגנזיום.It עבה את שכבת תחמוצת טבעית, יצירת מבנה קשיח, ⁇ שניתן לחתום או צבע. ביישומים ימיים, aodizing קשה (Type III) מספק התנגדות והגנה על קורוזיה עבור רכיבים כמו מכ"ם, חלקי נצחון הידראולי, ו cinders.

Biofouling-Resistant Coatings

בקרה ביולוגית היא חיונית לשמירה על ביצועי הידרודינמיקה ולמנוע את ההובלה של מינים פולשניים. ציפויים מסורתיים נגד ייצוב לשחרר ביוצידס (למשל, נחושת, פיגיזון אבץ) להרוג אורגניזמים.עם זאת, חששות סביבתיים הובילו לאיסור על טריאבללטין (TBT) והגבלות על שיעורי שחרור נחושת.

(FLT:0) ציפוי פולימר (SPC): אנדרט 1 אלה מתפוגג בהדרגה במי הים, שחרור ביוצידה באופן מבוקר ומציג משטח חלק המקטין את גרר.
(FLT:0) ציפויי שחרור-החל: אבולוציה 1:1) אטומים מבוססי הסיליקון עם אנרגיה על פני השטח נמוכה למנוע דבקות מוצקה של אורגניזמים.הם אינם דורשים ביוצידות ונקיים על ידי זרימת מים או שטיפה עדינה, אך הם פחות יעילים בתנאים סטטיים.
(ב) מוצרים מסוימים משלבים את הציפוי המחוספסים ללא תשלום ביוציפל עם מעיל עניבה המספק הגנה על דבקות ושחיתות.

ארגון הים הבינלאומי (IMO) וסוכנויות לאומיות שונות מווססות מערכות נגד למערכות נגד אספקת ספינות.בעלים על אוניות לבחור ציפויים שעומדים באמנת AFS תוך עמידה בדרישות התפעוליות (למשל, מהירות, תקופות של idle, נתיבי מסחר רגולטוריים).

לייזר ו-Thermal Spray

עבור יישומים בעלי ביצועים גבוהים, תרסיס תרמי וקליד לייזר חל ציפוי עבה, צפוף של מתכות, קרמיקה, או צווארי מים. גבוה velocity חמצן דלק (HVOF) ריסס של tungsten carbide cobalt (WC-Co) מייצרת ציפויים עם קשיחות מעל 1000 HV, אידיאלי עבור פירים יקרים, שסתום, משאבות, וכואבות כפופות לסגסוגת מתכתית (R) או מתכתב) הם יותר מאשר לחץ על פני השטח.

כוונון מתקדם וחכם

המחקר דוחף את הגבולות של הגנה על פני השטח עם ציפויים חכמים להגיב נזק או שינויים סביבתיים. ציפויים עצמיים כוללים מיקרו-capsules מלאים סוכני ריפוי אשר משחררים כאשר טפסים סדק, חותם הפגם. ציפויים סופריופוביים, בהשראת עלון הלוטוס, ליצור כיסים אוויר על פני השטח כי להפחית מגע ומניעה של biouling.composite עם ציפויים מוקדמים או ציפויים חשמליים אלה הם נשארים מכשפים מסחריים.

בחירת קריטריה לטיפולי פני השטח

בחירת הטיפול הנכון על פני השטח עבור יישום ימי דורש איזון גורמים מרובים:

(ב) סביבת השירות: ⁇ FLT:1 הוא המרכיב שקוע במלואו, באזור התזזזות, או מעל קו המים? - תנאי אזור Splash הם האגרסיביים ביותר, הדורשים ציפויים עבים, חזקים או קלדה.
חומר:0 (ב)1,51, פלדה, אלומיניום, טיטניום, ומדורגים לכל אחד יש הכנה משטח שונה דרישות תאימות ציפוי.
(FLT:0) טעינה מכנית: 1FLT:1 Components כפופים ללחץ מחזורי גבוה או ללבוש השפעה עשוי להיות צורך בציפוי גילוח, ציפויי תרסיס תרמיים, או קלדת לייזר במקום צבע.
(FLT:0Lifetime and Maintenance:FLT:1 מתקפלים הדורשים ייבוש מעוגן כל 5 שנים עשויים להיות פחות יעילים עלות על פני חיים של 30 שנה מאשר מערכת תרסיסי תרמית יקרה יותר אך ארוכה יותר.
(ב) ציות לרישום:0) ,(FLT:1) ציפויים נגד נטיות חייבים לעמוד בתקנות ביו-צידה; פליטות VOC מצבעים המבוססים על קודר מוגבלות יותר ויותר.
(FLT:0) שכפול ותיקון: 1FLT) כמה ציפויים דורשים ציוד מיוחד (למשל, HVOF, רסס פלזמה) ותנאי המפעל, הגבלת השימוש שלהם כדי לבנות חדשים או להעלמות גדולות.

מהנדסים משתמשים לעתים קרובות בגישה שיטתית, כגון מתודולוגיה מבוססת סיכון (RBI) או ניתוח עלות מחזור חיים (LCCA), כדי להשוות אפשרויות.לדוגמה, יישום ציפוי TSA על פירעון פלדה offshore יכול להגדיל את העלות הראשונית ב -30% אבל להפחית את התחזוקה מעל 20 שנים על ידי 70%, מניבה ערך נוכחי נטו.

מחקרים ויישומים

Offshore Wind Turbine Foundations

בחוות רוח Offshore להתמודד עם קורוזיה חמורה באזור מתיז, שבו קרנות מונופיל פלדה נחשפים מחזורים רטובים / שרי, כלור גבוה, ואפקט גל. 3 מערכות מסורתיות אט אט אט epoxy מוחלות באזור tidal ו מוגן עוד יותר על ידי הגנה קטודית.עם זאת, בדיקה ותיקון באזור זה הם קשים ויקרים. כמה עכשיו להשתמש אלומיניום תרמי (ATS) עם תוספת של מים עם תוספת של פחמן משולב עם ביצועים מצוינים.

אוניות ההולס והמפיקים

ציפוי האנייה המודרנית הם מערכות מתוחכמות: פריץ עשיר אבץ להגנה על קורוזיה, מעיל עניבה epoxy, ופולי-פומביציה עצמית נגד מיפוי העליון. propellers, לעתים קרובות עשוי ניקל-aluminum-bronze (NAB), הם בדרך כלל מצופים עם סיום פוליטי גבוה או אנטי-מדחף נגד חיטוי, כדי להפחית את הציפוי לציפוי על ידי סיליקון יבש ולהפחית את הציפוי, לציפוי למניעת סיליקון יבש.

צנרת תת-קרקעית ועלייה

צינורות שמן וגז צוללות מוגנים על ידי שילוב של fusion-bonded epoxy (FBE) או שלושה שכבות פוליאתילן (3LPE) ציפויים והגנה קטודית. עלייה גמישה, אשר ניסיון צ'יק צ'יקייף, לנצל גישה אחרת: הם לעתים קרובות מוגנים על ידי מדרון פנימי תרמופלסט עם סגסוגת קורוזי או אלומיניום מעוגן, הציפוי, טמפרטורה נמוכה.

מגמות עתידיות ודרכים מחקר

הכונן לטיפולים עמידים ויעילים יותר הוא עיצוב מחקר על פני דיסציפלינות מרובות.ציפוי ביומטיים שמשכפלים את מבנה המיקרו-בלתי-צפוי של עור הכריש ממושמעים לצמצום ולעכב ביופוחיות ללא ביוצידות. Enzyme-based Antifouling ציפויים המבוססים על עור הכרישים, אשר מעכבים הגנה אורגנית המוסתרת על ידי אורגניזמים נמצאים תחת התפתחות.

מסקנה

טיפולים על פני השטח הם הכרחיים במאבק נגד תקלות חומריות בסביבות ימיות.על ידי שילוב הגנת מחסום, בקרה אלקטרוכימית ועיצוב פונקציונלי, ציפויים מודרניים ושינויים משטח לאפשר מבנים וכליים לפעול בבטחה וביעילות במשך עשרות שנים.הבחירה של הטיפול המתאים תלויה בהערכה זהירה של סביבת השירות, חומר, ומגבלות רגולטוריות ימיות.כפי שדוחפים השקעות עמוקות יותר, אקלים קשה, ותקנות סביבתיות יותר, ימשיכו לפתח על פני השטח חיוני, לאמצעים תפעוליים יעילים יותר, ולאורטיביים, ולא למערכות ניהוליים יעילים יותר, מערכות הגנה תפעוליים, וטכנולוגיות סביבתיות, הן יעילות יותר, הן יעילות סביבתיות, כמו גם בתחום הטכנולוגיה, הן יעילות יותר, כמו גם בתחום התקני הגנה יעילה יותר, והגנתיים, והגנתיים יעילים יותר, והגנתיים יעילים יותר, והגנתיים יעילים יותר, והגנתיים יעילים יותר, כמו חסכוניות, וטכנולוגיות יעילות סביבתיות יעילה יותר, הן יעילות סביבתיות יעילה יותר, כמו חסכוניות יעילה יותר, כמו חסכוניות יעילה יותר, כמו חסכוניות יעילה יותר, כמו חסכוניות יעילה יותר, כמו חסכוניות יעילה יותר, כמו חסכוניות יעילה יותר, כמו חסכוניות יעילה יותר, כמו חסכוניות יעילה יותר, וטכנולוגיות