本發(fā)明屬于艦船防腐防漏設(shè)計領(lǐng)域，具體涉及一種解決艦船螺旋槳污損問題的方法。

背景技術(shù)：

螺旋槳是艦船的關(guān)鍵部件。由于螺旋槳長期浸泡于海水中，海生物污損在所難免。在螺旋槳轉(zhuǎn)動時，水流的沖刷作用可以抑制海生物在螺旋槳上生長，但在艦船停泊時，螺旋槳容易產(chǎn)生海生物附著。一旦螺旋槳發(fā)生污損情況，勢必影響螺旋槳的工作性能，增加螺旋槳的能耗，降低推進效率，降低航速，不利于艦船的噪聲控制，因此，必須對螺旋槳進行有效的海生物污損控制。

目前，國內(nèi)外海水環(huán)境防污主要形成以下三種技術(shù)：一、采用防污涂層，二、物理防污技術(shù)，三、電化學防污技術(shù)。

技術(shù)一，采用防污涂層主要應用在艦船水下結(jié)構(gòu)的污損防護，國外民用船舶螺旋槳上也有采用，其優(yōu)點是無需安裝輔助結(jié)構(gòu)，對流道結(jié)構(gòu)無影響，不會增加流體阻力，一次施工即有效，無需額外的能源來維持運行，其缺點是防污涂層的壽命容易受海水流速影響，而提前失效、壽命短，此外，螺旋槳防污涂層會影響裝備的水動力性能甚至流體噪聲，給裝備的隱身、安全造成不良影響。

技術(shù)二，物理防污技術(shù)主要是采用發(fā)射超聲波等方式對結(jié)構(gòu)表面進行防污損。目前，該技術(shù)已在英國和澳大利亞等國的水面艦船上應用，通過在艇體不同部位安裝超聲波發(fā)生器，在船只停泊時，間歇地發(fā)射超聲波，即可實現(xiàn)艇體和螺旋槳等水下部位的全面防污損。該方法的優(yōu)點是長期有效，不受水流沖刷和空蝕等影響，超聲波發(fā)生器的安裝位置要求不高，對艇體和螺旋槳的表面結(jié)構(gòu)無影響；其缺點是需要電源供應，每個超聲波發(fā)生器的作用范圍有限，一般不超過20m，另外，超聲波對周圍環(huán)境有一定影響。

技術(shù)三，電化學防污技術(shù)是海水環(huán)境常用的污損控制技術(shù)。主要分為電解銅鋁陽極和電解海水制氯兩種方式。電解銅鋁陽極以艇體為陰極，以銅鋁為陽極。通過電解產(chǎn)生銅離子殺死海生物，產(chǎn)生絮狀氫氧化鋁防止海生物附著電解產(chǎn)生的絮狀氫氧化鋁可同時起到防腐防污的作用。其缺點是屬于陽極消耗型污損控制技術(shù)，壽命有限，增大陽極尺寸又會在一定程度上增加流體阻力；另外，銅離子污染環(huán)境，特別是產(chǎn)生的銅離子會對鋁殼艇產(chǎn)生強烈的加速腐蝕作用。因此系統(tǒng)不宜采用電解銅鋁陽極的防污方法。電解海水制氯技術(shù)由電源、制氯陽極、陰極接地座構(gòu)成，通過電解海水產(chǎn)生次氯酸鈉實現(xiàn)防污。該技術(shù)通過在系統(tǒng)兩端加裝陰陽極，電解海水產(chǎn)生次氯酸鈉實現(xiàn)防污。該方法的優(yōu)點是，對環(huán)境無影響，具有系統(tǒng)體積小、重量輕，安裝靈活的特點；目前，艦船為防止海生動植物對螺旋槳的污損，進行外加電流陰極保護裝置設(shè)計時在螺旋槳附近專門設(shè)置了用于防止海生物污損的防污電極，實際應用證明螺旋槳防污電極對于海生物的污損防治有一定效果，根據(jù)設(shè)計防污電極電解產(chǎn)生的[C1O]^-濃度達到0.1ppm～0.5ppm時才可達到防污的目的，實際海洋環(huán)境中海況復雜，難以保證螺旋槳葉區(qū)域的[C1O]^-濃度，影響電解防污效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對目前艦船裝備存在螺旋槳污損問題治理困難，電化學防污技術(shù)效果有限的上述不足，提供一種解決艦船螺旋槳污損問題的方法，有效提高電化學防污技術(shù)效果，可應用于艦船螺旋槳污損的治理，滿足艦船螺旋槳總體防腐防污要求。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種解決艦船螺旋槳污損問題的方法，包括如下步驟：

(1)艦船系泊狀態(tài)螺旋槳靜止時，以艦船原有電解海水產(chǎn)生的次氯酸根離子[C1O]^-和酰胺類膠體物質(zhì)在螺旋槳槳葉表面，形成亞穩(wěn)態(tài)的酰胺類膠體/[C1O]^-聚集層，阻斷海生動植物直接在螺旋槳槳葉表面的附著路徑，使槳葉區(qū)域[C1O]^-濃度增加殺滅海生物(提高電化學防污技術(shù)效果，保護螺旋槳免受海生物的污損)；

(2)艦船航行狀態(tài)，螺旋槳旋轉(zhuǎn)，流體產(chǎn)生的剪切作用導致附著在螺旋槳槳葉表面的亞穩(wěn)態(tài)酰胺類膠體/[C1O]^-聚集層及其表面聚集的雜質(zhì)被剝離，保持螺旋槳槳葉表面光順，避免海生物的附著。

按上述方案，步驟(1)電解海水產(chǎn)生的次氯酸根離子[C1O]^-與酰胺類膠體物質(zhì)在螺旋槳槳葉形成亞穩(wěn)態(tài)的酰胺類膠體/[C1O]^-聚集層，殺滅海生物的過程具體如下：

i)艦船系泊狀態(tài)，螺旋槳靜止于海水中，應用外加電流陰極保護裝置電解海水產(chǎn)生的次氯酸根離子[C1O]^-在螺旋槳槳葉區(qū)域隨海流自由擴散，溶解；

ii)酰胺類膠體物質(zhì)采用含酰胺基團的高分子溶液，高分子溶液涂覆(附著)在螺旋槳漿葉表面，高分子溶液與螺旋槳槳葉之間形成弱相互作用；

iii)酰胺基團的高分子溶液在海水中擴散，帶正電荷的酰胺基團與在海流中自由擴散的次氯酸根離子[C1O]^-因電荷相互作用形成亞穩(wěn)態(tài)的酰胺類膠體/[C1O]^-聚集層；

iv)海生動植物在螺旋槳槳葉區(qū)域被酰胺類膠體/[C1O]^-聚集層殺滅。

按上述方案，步驟(2)艦船航行狀態(tài)，螺旋槳旋轉(zhuǎn)，當流體產(chǎn)生的剪切作用大于高分子溶液與螺旋槳槳葉之間的相互作用時，附著在槳葉表面的亞穩(wěn)態(tài)酰胺類膠體/[C1O]^-聚集層及其表面聚集的雜質(zhì)被剝離，保持螺旋槳槳葉表面光順，避免海生物的附著。

本發(fā)明的工作原理：針對艦船螺旋槳污損主要發(fā)生在系泊狀態(tài)的特點，在螺旋槳靜止狀態(tài)，在螺旋槳槳葉表面涂覆酰胺類膠體物質(zhì)，利用該膠體物質(zhì)易于吸附在銅合金上且酰胺類物質(zhì)可形成陽離子聚集層的特點，通過水合作用在螺旋槳表面形成亞穩(wěn)態(tài)的酰胺類膠體/[C1O]^-聚集層，阻斷海生動植物直接在螺旋槳槳葉表面的附著路徑，同時，槳葉表面因[C1O]^-濃度增加可殺滅海生物、植物，有效提高電化學防污技術(shù)效果，保護螺旋槳免受污損。針對螺旋槳防污涂層會影響裝備的水動力性能甚至流體噪聲的問題，在螺旋槳轉(zhuǎn)動狀態(tài)，因旋轉(zhuǎn)形成的剪切作用可將槳葉表面的附著物剝離，恢復螺旋槳槳葉的清潔，提高電解海水防污效果，在不影響螺旋槳性能的前提下保護艦船螺旋槳免受海生物的污損。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果：

1、本發(fā)明應用電解海水產(chǎn)生[C1O]^-與酰胺類膠體物質(zhì)在螺旋槳槳葉形成亞穩(wěn)態(tài)的酰胺類膠體/[C1O]^-聚集層可殺滅艦船系泊狀態(tài)時的海生物，能有效提高電化學防污技術(shù)效果，保護螺旋槳免受海生物的污損；

2、本發(fā)明利用艦船航行狀態(tài)，流體在螺旋槳表面的剪切作用剝離亞穩(wěn)態(tài)酰胺類膠體/[C1O]^-聚集層，保持螺旋槳槳葉表面光順，避免海生物的附著，同時，避免附著層對螺旋槳性能的影響；

3、本發(fā)明可應用于艦船螺旋槳污損的治理，滿足艦船螺旋槳總體防腐防污要求，同時還可以解決采用防污涂料方法治理螺旋槳污損帶來的流體噪聲問題，有利于艦船的總體聲隱身控制。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例外加電流陰極保護裝置電解海水及次氯酸根離子擴散過程；

圖2是本發(fā)明實施例含酰胺基團的高分子溶液的主要分子構(gòu)型圖；

圖3是本發(fā)明實施例螺旋槳槳葉表面涂覆含酰胺基團的高分子溶液的示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例含酰胺基團的高分子溶液與[C1O]^-形成亞穩(wěn)態(tài)聚集層過程圖；

圖5是本發(fā)明實施例含酰胺基團的高分子溶液在螺旋槳表面形成亞穩(wěn)態(tài)聚集層過程圖；

圖6是本發(fā)明實施例螺旋槳旋轉(zhuǎn)酰胺類膠體/[C1O]^-聚集層被剝離過程圖。

具體實施方式

下面根據(jù)具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

本發(fā)明提供了一種解決艦船螺旋槳污損問題方法。艦船系泊狀態(tài)，螺旋槳靜止于海水中，外加電流陰極保護裝置電解海水產(chǎn)生的[C1O]^-在螺旋槳槳葉區(qū)域隨海流自由擴散，溶解的過程如圖1所示：

外加電流陰極保護裝置電解海水在螺旋槳附近產(chǎn)生濃度范圍在0.1ppm～0.5ppm的[C1O]^-，由于海況的不同，[C1O]^-在海水中隨海流自由擴散、溶解，在螺旋槳槳葉區(qū)域[C1O]^-不能長時間保持有效的濃度。

含酰胺基團的高分子溶液的主要分子構(gòu)型如圖2所示：

含酰胺基團的高分子溶液的主要分子結(jié)構(gòu)組成為以酰胺基團為官能團，以C-C為主鏈的，R和R’為側(cè)鏈，如：乙基，乙氧基等穩(wěn)定側(cè)鏈基團，含酰胺基團的高分子的分子量為10⁴～10⁶。含酰胺基團的高分子中酰胺基團通過與水中[H]⁺結(jié)合帶正電荷，該高分子在水中溶解聚集逐漸形成帶電荷的高分子溶液。

含酰胺基團的高分子溶液涂覆在螺旋槳漿葉表面，與螺旋槳槳葉之間形成弱相互作用過程如圖3所示：

含酰胺基團的高分子溶液通過涂覆包圍在螺旋槳漿葉表面，高分子溶液與螺旋槳之間通過弱的界面結(jié)合力相結(jié)合，形成亞穩(wěn)定的含酰胺基團的高分子膠體層，靜態(tài)下可在螺旋槳槳葉表面穩(wěn)定附著。

含酰胺基團的高分子溶液在水合作用下擴散，并與電解海水產(chǎn)生的[C1O]^-形成亞穩(wěn)態(tài)聚集層，其過程如圖4、5所示：

含酰胺基團的高分子溶液在海水中與水相互作用擴散的同時，高分子溶液中的酰胺基團與電解產(chǎn)生的[C1O]^-通過電荷的相互吸引作用形成亞穩(wěn)態(tài)聚集層，即，螺旋槳槳葉表面為吸附[C1O]^-的高分子溶液。

艦船航行狀態(tài)，螺旋槳旋轉(zhuǎn)，附著在螺旋槳槳葉表面的亞穩(wěn)態(tài)酰胺類膠體/[C1O]^-聚集層及其表面聚集的雜質(zhì)被剝離，其過程如圖6所示：

螺旋槳旋轉(zhuǎn)，螺旋槳槳葉表面吸附[C1O]^-的高分子溶液被水流的剪切作用剝離，保持螺旋槳槳葉表面光順，避免海生物的附著，同時，避免附著層對螺旋槳性能的影響。

綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。