Deniz Kaplamaları Performansı ve İnovasyon üzerindeki İklim Değişikliğinin Etkisi
İklim değişikliği temel olarak deniz ortamının yeniden şekillendirilmesi, bir gemi tasarımının bir zamanlar öngörülebilir olan kaplama modları oluşturma ve deniz kaplamalarının korozyon, fouling ve aşınmanın liman altyapısının oluşturulması. Yükselen deniz sıcaklıkları, okyanus asitliği, daha güçlü fırtınalar ve yüksek UV radyasyonu, bir kez daha öngörülebilir bir şekilde bir tekne tasarımının hayata dayanabileceği koruyucu kaplama yöntemlerine yol açıyor. Bu çevresel değişimler deniz kaplamalarının ve uygulama biliminin on yıllarını yeniden düşünmenin nasıl yeniden tanımlanmasına neden oluyor.
Deniz Çevresinde İklim Değişikliği Etkileri
Dünya okyanusları, deniz yüzeyi sıcaklıklarında ölçülebilir artışlara yol açan aşırı ısının% 90'ından fazlasını emdi ve kimyasal dengeleri değiştirdi. Bu değişiklikler doğrudan deniz kaplamalarının katlanması gereken fiziksel ve kimyasal stresleri etkiler.
Yükselen Deniz Yüzey Sıcaklıkları
Küresel deniz yüzeyi sıcaklıkları 1970'lerden bu yana yaklaşık 0.13°C'ye yükseldi, deniz kaplamaları için daha yüksek sıcaklıklar korozyonun kinetiğini hızlandırıyor, fouling organizmaların metabolik oranını artırmak ve daha sıcak sularda boyamak için servis aralıkları azaltıyor.
Ocean Asitification
Bir atmosfer CO2 deniz suyuyla çözülüyor, pH seviyeleri düşer. Okyanus, Endüstriyel Devrim'den bu yana yaklaşık% 30 daha asitli hale gelir. Asitli koşullar, su yenilemeleri belirli kaplamalarda kimyasal bağlara saldırabilir ve pigmentler. Örneğin, çinko-zenfek asitler ve bazı antikorrosif pigmentler daha düşük pH ortamlarda daha az etkili hale gelebilir.
Artan UV Radyasyonu
Yeraltısuları, birçok nakliye bölgesinde daha net bir şekilde göklerle bir araya gelen stratosferik ozon tabakasının incelenmesi, okyanus yüzeyine sürekli maruz kalan ultraviyole (UV) radyasyonun yoğunluğunu artırdı. Prolonged UV maruz kalma, üst kesimlerde kullanılan organik bağlayıcılar, chalka yol açan, renkli fading, parlaklık kaybı ve mikroküresel kaplamalar, bu kısa güneş ışığına maruz kalıyor.
Daha Fazla Frequent ve Severe Hava Etkinlikleri
İklim değişikliği tropikal klonlarlar, ne de doğucular ve ekstra-tropikal fırtınalar yoğunlaşıyor, daha önce nadir olan yerel korozyon risklerini tanıtmak için.
Deniz Kaplamaları tarafından Faced
Bu çevresel faktörlerin Interplay, tek bir faktörden daha hızlı kaplama performansına sahip bileşik zorluklar yaratır. Aşağıdaki alanlar en çok etkilenir.
Bir Icelerated Korozyon I I I I Lower Ocean
Korozyon, sıcaklıkla hızlanan bir elektrokimyasal süreçtir. Her 10°C sıcaklıkta sıcaklık artışı, deniz suyunun korozyon oranını kabaca iki katına çıkarır. Küresel sıcaklık artışı, kaplamaların sadece altı ila yedi yıl sonra koruma sağlamaları gerektiği anlamına gelir. Bu, aynı yerde sadece altı ila yedi yıl boyunca, altmış uygulama alanlarının artması ve gemi kullanılabilirliği azaltıcı aralıkları azaltımının azaltılması gerektiği anlamına gelir.
Bir Isınma Okyanusta Değişiklikler
Isınma suları, biyofouling organizmaların coğrafi aralıklarını ve büyüme mevsimlerini barnacles, algler, tüp solucanları ve zebra musselleri genişletiyor.Invasive türler ayrıca daha kolay bir şekilde yayıyor. Biofouling, biyolojik olarak yüksek çözünürlükte büyük ölçüde yükseltici artışlar gösteriyor, çünkü uluslararası denizcilik örgütleri (IMO) biyolojik çeşitlilikten daha düşük miktarda yakıt tüketimini daha hızlı bir şekilde artırıyor.
UV Degradasyon ve Kaplama Embrittlement
Güneş ışığına maruz kalan Topcoats, UV stabilizatörlere ve hafif emicilere, polimer binder'de zincirlemeyi önlemek için güvenmektedir. Daha yüksek UV flux, bu katkı maddeleri UV maruz kalmalarını, bariyer özelliklerini kırmayı ve kaybetmelerini sağlamak için daha hızlı bir şekilde yapılır.
Ocean Acidification from Ocean
Deniz sularındaki alt pH, bazı kaplamalarda kullanılan kalsiyum karbonat bazlı dolgularla tepki verebilir ve genişletilebilir maddelerle tepki verebilir, konteksiyon veya formasyonu zayıflatan tuzlar gibi - kaplamalarda asitli deniz suyu azaltan yeni yeterlilik testlerini gerektirir.
Deniz Kaplamalarında Değişen Bir İklim İçin Yenilik
Boyat sanayi daha dayanıklı, uyarlanabilir ve çevre dostu olmak için tasarlanmış bir teknoloji dalgası ile yanıt veriyor. Bu yenilikler yukarıda açıklanan özel iklim odaklı başarısızlık modlarına karşı hedeflemeyi amaçlıyor.
Kendi kendini kınayan
En umut verici gelişmelerden biri, hataları mühürlemek için kullanılan mikrokapsular veya damar ağlarının iyileştirici ajanlar içeren bir parçasıdır.Eğer kaplama yoluyla çizilen bir yüzeysel hasarlar için bir yol açmadan önce, laboratuvar konseptlerinden hull bölümlere ve açıklanamayan yüzeylere kadar uzanan bir kimyasal maddelere sahiptir.
Gelişmiş Anti-Fouling Technologies
Sıcak sularda artan biyofoulasyon baskısını ele almak için, endüstri, geleneksel tributyltin bazlı boyalardan silikon bazlı foul-dönüşüm kaplamalara ve kontrollü depletion polimer sistemlerine geçiş yapmak için düşük enerjili bir yüzey oluşturur. Fosiller, ek biyoküller olmadan daha az enerji tasarrufu sağlar.
UV-Resistant ve İdli-Reflective Topcoats
Formulatörler, yeni ışık stabilizatörler, nanoyapılan titanyum dioksit ve UV radyasyonunu yansıtan seramik pigmentler kullanarak gelişmiş UV stabiliteleri ile gelişmiştir.Bu kaplamalar sadece bozulmaya karşı değil, aynı zamanda yüzey sıcaklığını azaltır, hangi şarj edici ve iyileştirici gemiler için çalışır.(Dönetici yüksek-UV bölgeleri, bu ürünler standart polithane üst kapakları standart olarak tekrarlamalar arasında iki katına çıkarlar.)
Eko-Friendly ve Bio-Based Formulations
Yüzey kaplamalarının karbon ayak izinini azaltmak için gereken çevresel düzenlemeler düşük maliyetli, biyo bazlı ve su kaynaklı kaplamalar için su ilerleyici kaplamalar için.Okullanıcılar veya doğal felsiyonlar deniz kullanımı için test edilir, uygulama ve tasarruf sırasında daha düşük fiyatlar sunar.
Akıllı Kaplamalar, Sensing Cap yükümlülükleri ile
Dijitalizasyon, “akıllı” veya “responsive” kaplamaları ile deniz kaplamalarına giriyor, korozyon veya biyofouling meydana geldiğinde, pH-süresel boyalar, farklı bir gölge ile film korozyonunun başlangıcını gösterebilir.Bu yaklaşım özellikle de kablosuz ağlarla kaplamanın gerçek zamanlı verileri ile kaplama işlemiştirebilir.Bu sistemler Gill-Dönetici bakımı tahmin eder: Sabit bir programdaki kaplamaları yerine, onarımları temelleyebilir.
Future Outlook ve Stratejik Önemi
İklim değişikliği ve deniz kaplamalarının kesiştiği, 2050 yılına kadar toplam sera gazı emisyonlarının azalması, operasyonel verimlilik, güvenlik ve tüm deniz endüstrisinin çevresel ayak izlerini etkiler.Uluslararası Deniz Örgütü, iklim stresi nedeniyle erkenden başarısız olduktan ve diğer verimlilik önlemlerinin %50 oranındaki artışları da dahil etti. Bu nedenle, iklime uygun kaplamalara yatırım yapmak için en uygun yöntemlerden biri.
Araştırma
Devam eden araştırmalar, birçok işlevselliği birleştiren nanoyapılı kaplamalara odaklanmaktadır –antik, kendini temizleyen, UV direnci ve hatta enerji bu teknolojilerin termoelektrik katmanlarıyla hasat edilmesi.Birleşmiş stres faktörleri için kendini temizleyen kaplamalar: örneğin, Avrupa Birliği tarafından finanse edilen malzemeler ve ABD Donanması tarafından finanse edilen malzemeler, deniz ortamlarındaki bu teknolojilerin dağıtımını hızlandırıyor.
Düzenleme ve Pazar Sürücüleri
Yönetmeliğin hem performans hem de çevresel standartları daha yüksek tutuyor. IMO'nun OLMS:0)Biofouling Management Guidelines[Dönetici: 0:1) ve önümüzdeki zorunlu kaplamalar için gerekli olan uygunluk gereksinimleri, operatörlerin yeşil kimyacılara daha uzun süre etkili olmasını sağlamak için, yeşil kimyacılara yönelik daha fazla ürün incelemelerine ve performansa göre daha hızlı bir şekilde azaltımı sağlar.
Sürdürülebilirlik ve Yaşam döngüsü
İklim adaptasyonu sürdürülebilirlikten ayrılamaz.Son zamanlarda kuru-doktorun frekansını azaltan kaplamalar, tasarruf kaynakları ve atık nesilleri daha düşük maliyetli bir şekilde kaplama üretimi ve uygulama ihtiyacını ortadan kaldırır.Son zamanlarda, biyokitler için ihtiyaç duyan ve az toksik içerikli kaplamalar, daha yüksek maliyetle güvenli bir şekilde azaltılabilir.Örneğin, daha yüksek maliyetle kaplama işlerinde daha yüksek maliyetle elde eden bir çevresel fayda sağlayabilir.
Sonuç: Değişen bir Okyanus için Filoyu Hazırlayın
İklim değişikliği artık uzak bir tehdit değildir - dünyanın nakliye ve deniz endüstrileri için mevcut bir operasyonel gerçekliktir. Deniz kaplamaları, varlık bütünlüğüne karşı olmayan koruyucular, tasarımcıların asla tahmin ettikleri şekillerde test edilir. İyi haber şu ki, bu teknolojiler gelecekteki bir yatırım olarak değil, mevcut bir gereklilik olarak kabul edilir.
Okyanus ikliminin bilimi hakkında daha fazla okuma için, [[Üyetim:0) İklim Değişikliği Altıncı Değerlendirme Raporunda (Dörtüncü Maddede TÜBİTAK) [8] [8] Biyofouling etkileri ve düzenlemeler hakkında ayrıntılar için, IMO'nun Bilgi Yönetimi Web Sayfası'ni bakınız[Döneticileri:0).