船舶污底和船底生锈一直是船东们比较头疼的问题。
船舶水线以下部分长期浸泡在水中,生存在浅水层的部分海洋生物,比如细菌类、贝类、浮游生物等,都有附着在其他东西上生长的特性,这些生物就有可能会吸附聚集在这些部位并“安家落户”、滋生繁殖。
有人会问:船舶一直在大海里航行,海水就不能把这些海洋生物给冲走吗?
以藤壶为例,它们会分泌一种黏性物质,使自身可以牢牢地粘在附着物上,不仅不害怕海水的冲刷,还靠着水流带来的新鲜营养物质,它们年复一年地迎接水流挑战,自身也在慢慢进化,除了黏性物质越发强劲以外,还掌握了其他的生存技巧,比如附着在水流扰动较小的船底凹陷部位。
那么今天我们一起来探讨两个问题,第一个问题是船上船壳还有海水管路都是直接接触海水的,如何预防海生物的滋生?如何防止船壳生锈腐蚀呢?
船壳常年接触海水,如何防止海生物滋生?
船舶污底的程度与船体表面光洁度、船底涂料、船舶航行率、停泊时间、航行区域、水的温度、盐度等周围环境条件有关。海洋生物大量聚集形成的船舶污底,使船底看起来像一个移动的海产品养殖场。船舶污底造成的危害是巨大的,对船舶的经营成本、船舶安全带来影响。比如会造成航行阻力,增加船舶自重,降低船舶速度,增加船舶油耗,加速金属腐蚀,局部腐蚀或穿孔等。同时还会影响船舶的海水冷却系统、测深仪、计程仪及声纳等的正常工作,危及船舶安全。如果进船坞刮船底,相对来说较麻烦,而且费用也是巨大的。根据Michael P. Schultz 2011年的一项研究发布的数据推断,船体污损可能会导致全球商业船队每年额外产生1.1亿吨的碳排放,并多出60亿美元的燃料费用。
(1)使用含有防污剂的涂料
最早的防污剂是通过释放诸如三丁基锡、含有砷之类的有毒化合物来杀死附着的生物,但2008年起国际上已经全面禁用有机锡类防污涂层的使用,后期开发了氧化亚铜、氧化汞、酚醛等无锡防污剂,可以有效抑制甚至杀死海洋生物。但随着这些毒素的缓慢渗出,也同样会对海洋生态环境产生污染。
目前防止船舶污底的发展趋势是开发低表面能的防污涂料以及仿生防污涂料,其中有机硅树脂低表面能防污涂料的应用相对成熟,其能有效的降低海洋生物在船体上的附着率,但存在使用成本高的问题。
(2)采用船舶防海生物系统(Marine Growth Preventing System,MGPS)
MGPS 的用途是预防海洋生物吸附在船底、海底门、海水管道、海水冷却器等狭窄通道以及在这些地方滋生繁殖并产生腐蚀。
常用的系统主要有电解海水MGPS、电解铜铝(铁)MGPS和超声波MGPS,或者是联合使用。
电解海水MGPS、电解铜铝(铁)MGPS、电解海水和电解铜铝(铁)联合防海生物装置等方法都是利用电解产生有效氯和有毒的金属离子杀死海生物,需要消耗并定期更换电极,同时随着时间的推移,氯和金属离子也给海洋环境造成一定的毒害,进而给人类的健康造成间接危害。
超声波MGPS是利用超声波振动性质和空化效应产生大量小气泡,当小气泡破裂时,会在周边形成瞬间高压和高温,可以使海洋生物形成的附着物迅速剥落并击碎生物的表皮细胞,能够有效抑制海洋生物的附着和生长,保护船体、海水管线及相关设备,具有环保、节能、易于维护等优点。
同时这套系统所产生的铜离子和氢氧化铝本身也起到了防海水腐蚀的作用。
当然大多数船舶是通过更为简单的方法达到以上目的,比如放锌块和涂油漆。
虽然人们采用了各种各样的方法来抑制船舶污底的形成,但并不能完全阻止海洋生物的附着,所以定期的船底清洗还是在所难免。
船底清洗有三种方法。
第一种方法是进入船坞采用高压水枪、喷砂等方式清理(俗称刮船底),这种清理方式在时间、人力、物力、财力上耗费巨大,但可以彻底清理干净。
第二种方法是雇用接受过腐蚀控制和问题识别方面培训,并能对船底状况做专业评估的潜水员,采用高压水枪对船体进行清洗或采用专用设备对船体进行刮擦。
这种清理方式存在着作业难度高、安全风险大、清洗效率低、作业覆盖范围小、可能损伤船体漆面、对于深吃水的船舶底部无法清洗等问题。
第三种方法是采用水下清洁机器人,通过无线遥控方式让机器人在水下对船底进行清洁。尤其在疫情防控的特殊时期,采用远程控制技术,清洗作业不需要跟港口及船上人员接触,疫情安全可控,不会影响港口的正常作业。
但水下清洁机器人对海底门格栅、螺旋桨、舵、侧推器、海水出口管等部位清洁效果不是很理想,需要专业潜水员下水配合清洁。
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船底如何有效预防生物吸附和生锈呢?
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