自升式海洋平台防海生物系统设计【文献综述】

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1、毕业设计文献综述船舶与海洋工程自升式海洋平台防海生物系统设计前言众所周知，海洋中生存着千百万种的海洋生物，包括各种各样的微生物、海洋植物和海生生物。其中，有上千种海洋附着生物会给海洋设施带来危害，特别是在海下3～40m处的海水层，更是海洋附着生物生存繁殖的天堂；对于海洋平台，它们就会随着海水的取用，进入和附着于平台各个用水管系中，并分泌出酸性物质，造成管路堵塞与腐蚀，直接影响平台的生产、生活正常运行。这些海洋污损生物固着或栖息在船舶、平台和各种人工设施水下固体表面上，对人类经济活动产生不利影响，其危害主要为增加船舶行进阻力，降低航速，增大燃料消耗；堵塞用水管道；改变金属腐蚀过

2、程，导致局部腐蚀或穿孔；妨碍各类海洋设施的正常工作，增加负荷、引发漂移、失衡甚至导致倾覆。海生物污损对海上设施的危害非常严重，在从事海事活动和开发利用海洋资源时，必须事先对相应水域污损生物群落的结构特点及演替发展规律有所了解，以选择相应的经济有效的防污措施。海洋平台防海生物系统的探讨海洋污损生物或称海洋附着生物是生长在船底和海上设施表面的动物、植物和微生物。由于它们附着而对设施所造成的种种危害,统称为海生物污损。人类自开发利用海洋资源以来,一直为海生物附着所引起的污损问题所困扰。海生物在海水管道和冷却系统中的附着和生长,会缩小管道的有效直径,减小海水流量,降低冷却效率。管道内

3、的附着生物一旦脱落,还会堵塞阀门和冷却器的管口,严重时管道被完全堵死,造成停机和停产,造成巨大的经济损失。污损生物的附着,会使设备转动机构失灵,阀门关闭不严,管道内壁因海生物污损而造成局部腐蚀,可导致管壁穿孔,大大降低其使用寿命,增加维修工作量和费用。船舶、海上平台的海水管路和海水冷却系统都要受到海水腐蚀和海生物污损的双重危害,防止海生物附着的方法有多种,如采用防污涂料、施加液氯、电解防污、人工清除、加热法、超声波法等。防污方法不同,其防污效果和经济性等也不同,如防污涂料的防污期效短,小口径管道施工困难,对环境有污染;施工液氯运行费用高,对人体有毒害,且操作不安全等。可以用以

4、下方法处理海洋生物：(1)防海生物涂料：目前，防污涂料中使用率最高的防污剂则是氧化亚铜。但是，随着铜元素的释放，防污效果下降，同时铜元素也会在海洋中大量的聚集，从而对海洋生态环境产生不良影响。因此，研制开发新型环保的海洋防污技术已成为当前海洋防污领域的研究热点，而关于海洋生物天然防污作用机制的研究也越来越受到人们的关注基于生物仿生技术的聚合物涂层主要是低表面能防污涂层。低表面能防污涂层主要以有机硅或有机氟为基体树脂。有机硅系列化合物包括硅氧烷树脂、有机硅橡胶及其改性物质等。以有机硅与乙烯和丙烯酸丁醋共聚物为原料的硅橡胶型涂料一聚合物涂料其涂层表面张力极低，耐腐蚀性能好，垂直使

5、用不流挂，可用于舰艇水下部位和浮标的防污。含有长链的全氟烷基化合物不仅显示出憎水性，而且对普通的烃、油类也具有憎油性。近来利用氟化树脂改善基料的表面张力取得了很好的实用效果。氟碳树脂为刚性聚合物，有机氟高聚物的表现张力是高聚物中最低的，这是由于氟原子的加入使单位面积的作用力减小的结果。Ober等研究了含两亲性侧链的新型嵌段共聚物的表面性能及其对海洋有机物的吸附作用，其侧链由疏水的含氟组分与亲水的PEO组成。该两亲性表面对强烈吸附于疏水表面与亲水表面的两类不同海藻的吸附作用均很弱，具有广谱抗污效果。新型涂料十分符合环保要求，同时也不会出现因为毒性防污剂不断释放而导致的防污效果下

6、降现象，能够起到防污的作用。但是它也有缺陷，如品种少，有效期短，只有在水流剪切力的作用下，低表面能防污涂料才能显现出较好的防污效果。因此，对于低表面能防污技术应着重于新型材料的开发，降低成本，提高防污效果，以拓宽其应用领域。(2)电解防海生物：电解防污技术是目前普遍使用的防污技术之一，具有技术成熟，安全可靠，管理方便，运行费用低等优点。所谓电解防污技术是通过电解的方法，产生有毒的物质，从而造成一种不适合海洋生物附着生长的环境，防止污损的发生。电解海水防污电解海水防污是利用不溶性电极电解海水产生有效氯，有效氯是强氧化剂，它可以击晕或杀死海洋生物的幼虫和孢子，从而达到防污的目的。

7、反应中产生的HClO、ClO-、Cl2都称为有效氯，它们都可以击晕或杀死海洋生物的幼虫和孢子，防止海生物的附着和生长。电解海水制氯防污装置由取水、电解槽、不溶性电极、控制器、流量计等组成。电解海水制氯装置主要应用于石油平台的海水处理系统和海水冷却系统。电解铜-铝防污海水中电解铜-铝防污是将铜、铝合金作为阳极，被保护的设备系统作为阴极。电解铜阳极得到的铜离子具有毒性，与海水混合物，形成有毒的环境。电解铝阳极产生Al3+，与阴极产生的OH-形成Al(OH)3，此种Al(OH)3包封着释放出来的铜离子，随海水