船舶污底的防控研究【文献综述】

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1、毕业论文文献综述轮机工程船舶污底的防控研究一、研究背景及意义船舶在海水中航行,船体水线以下部分由于长期浸泡在水中,除了钢板本身被腐蚀生锈以外,海水中的生物,如贝类、海藻、浮游生物等将附着在船体上,船舶术语称之为污底,俗称“长毛”[11]。当船舶航行时，阻力主要是水下部分水的阻力，试验表明，水对船体的总阻力约与船速的平方成正比，即[3](式中：R一水对船体的总阻力。V一船速。一阻力系数，与船体线型、排水量、污底程度、海情等因素有关)。由于阻力增加,导致推进器运转情况改变,致使螺旋桨效率下降,影响船速。经验上一般认为新船下水后六个月,因污底而增加的阻力可达总阻力的10%以上,船速会有明显下降。

2、船舶污底防控作为优化航海运输的重要措施，早就得到重视。远在帆船时代，船舶就开始使用石灰及含砷和汞的化合物和DDT(联合国在1973年禁止使用)充当防污系统用作船体涂层[5]。有效的防污底系统能在许多方面节省船东的费用，降低营运成本：节省燃油消耗；延长了船舶进坞周期，增加船舶营运时间。二、国内外船舶污底防控研究现状黄跃明的文献[2]以实例研究造成轮船污底的主要原因：(1)坞修时，船体喷沙不够光洁，油漆后表面局部粗糙，使得船体水线下易生锈，海生物附着容易。(2)防污漆质量较差，防污有效期短，无法有效减缓海生物的生成。(3)船舶很少有机会航行淡水航区，船舶在海水港待港卸货时间较长，尤其是海水温度

3、较高时，适合海生物迅速生长。这些原因导致船舶污底严重，对船舶的营运产生巨大影响。船舶污底导致阻力增大。[2]若螺旋桨转速不变，则船速将相应减慢，引起螺旋桨进程比减小，扭矩系数增大，螺旋桨所需转矩增加，如果要保持标定转速n不变而加大油门格数，则柴油机就会超负荷运转，而且柴油机的燃油消耗将大大增加，这是不允许的。如果推进装置的功率储备较小，主机长时间超负荷运行，主机的工况不断恶化，将加速主机磨损，使主机的有效功率下降。因此减小船舶阻力，对提高船舶运营的经济效益有很大的影响。目前船舶污底防控主要依靠防污漆。于希斌在文献中提到[5]：20世纪60年代，化学工业开发出了有机锡化合物(TBT)的防污漆

4、，这种金属化合物防污底漆作用效果好、价格低廉。到20世纪70年代，大部分远洋船舶已使用这种防污底漆。早期的有机锡防污底漆作用机理是活性成份不断从油漆中渗出，杀死藤壶和其它吸附在船体上的海洋生物，但是这些自由结合的漆层中的杀虫剂渗出率是无序的，作用效果极不均匀。20世纪60年代末，随着自光漆的出现，防污底漆有了突破进展。在自光漆中，有机锡化合物以化学方式与聚合体结合，这种漆的渗出率是有序的。一旦表面层消失，杀虫剂的反应再从下一层开始，因此效果好持续久。含有TBT的自光漆在船舶工业中取得了巨大的成功，但这种漆很快就被发现具有致命的缺陷，环境研究表明：在水中和沉淀物中的有机锡化合物除了杀死附着在

5、船体上的海洋生物外，还可能进入食物链。特别是能引起牡砺壳体变形、海螺性变异，在其它海洋生物中出现免疫反应、神经中毒和基因影响。1988年，这个问题引起国际海事组织(IMO)的海洋环境保护委员会(MEPC)的重视，随后便催生了《国际控制有害防污底系统公约》，公约禁止船舶防污漆使用有机锡。为了满足环保的相关要求，以利保护海洋环境，陈爱国叶家玮在文献中提出[6]当前主要使用和发展如下涂料：无锡自抛光防污涂料；含氟或硅聚合物的低表面自由能防污涂料；以碱性硅酸盐为防污剂的防污涂料；含生物活性物质的涂料；表面植绒型防污涂料；含纳米无机填料的防污涂料；添加天然硅晶体的防污材料；含植物提取物的防污涂料。船

6、体表面油漆时要均匀，先在表面涂防锈漆，然后再涂一两遍防污漆，以利用防污漆中的毒素，杀死幼小的贝类、海草，避免污底形成，注意防污漆和防锈漆的相容性。正确应用防污剂同时具有较高的经济效益和环境效益。荆浩博在文献中提出[5]有机锡系统的替代产品包括铜基涂层和硅基系统，它们可使船体表面光滑，船舶航行时极易冲刷掉海洋生物。防污底装置的开发也正在进行中，水下清洁系统避免了船舶必须进坞清除船体海洋生物，同时，超声波或电解装置也有助于去除船舶污底物。已投入使用和正在研究的替代产品有：铜基防污漆，无锡防污漆，光滑涂层等等。海洋生物的生长习性无疑也对船舶污底防控具有重要意义。黄跃明的文献中[3]海洋中的海藻、

7、贝类等的生长因气候、海区不同而异，温度越高，盐度越大，则生长越快。停泊不动的海船容易生长。污底的产生在一定时期内按线性规律增加，超过一定时期后其增长速度逐渐减缓。在淡水中航行的船舶要好一些，但油漆的脱落、船体的锈蚀及附着污泥等，也将使船体表面的粗糙度增加。污底的影响程度与涂料、水的温度和盐度等周围环境条件有关，目前仍靠积累有关经验数据作大致估算。因此根据船舶营运情况，如果有可能，适当安排船舶进入淡水港区，使船舶浸泡淡水，