Công nghệ sơn tàu thuyền

13 Sơn tàu R Lambourne 13.1 Đặt vấn đề Việc sơn tàu kết cấu thép khơi, chẳng hạn giàn khoan dầu khí, đặt số vấn đề vơ nghiêm trọng chống ăn mịn cho nhà sản xuất sơn Các bề mặt phải chống chọi với môi trường khắc nghiệt như: nước biển gió biển Do đó, đây, đề cập đến chế khác cơng nghệ sơn bảo vệ vỏ tàu Ngồi vấn đề ăn mòn, đáy tàu bị bám cặn sinh vật biển làm tăng lực cản tàu, làm tăng mức tiêu thụ nhiên liệu Gitlitz [1] trích dẫn ví dụ ảnh hưởng kinh tế việc tắc nghẽn hàng hải Giả sử tàu VLCC (siêu tàu chở dầu/tàu chở hàng lớn) di chuyển với tốc độ 15 hải lý/giờ Tốc độ tiêu thụ nhiên liệu khoảng 170 tấn/ngày Giả sử tàu biển 300 ngày năm, chi phí nhiên liệu tiêu tốn triệu $ (theo giá năm 1981 80$/tấn) Ông cho để trì tốc độ vận hành tối ưu làm tăng lượng nhiên liệu cần thiết lên tới 30%, tức triệu $/năm Các kết luận Gitlitz đưa phù hợp tận ngày nay, trường hợp tàu chở container nhanh có lẽ cịn lớn nhiều - chi phí dầu nhiên liệu ln dao động thời điểm viết bài, giá dầu nhiên liệu nặng khoảng 65£/ Nếu khơng có chất chống bám bẩn hiệu quả, lượng cặn bẩn tích tụ lên đến 10 lb/ft2 (50 kg/m2) tháng Bám bẩn làm phá vỡ lớp phủ bảo vệ, thúc đẩy q trình ăn mịn Mục đích chủ tàu tránh việc cập cảng khô thường xuyên tốn Do đó, họ quan tâm đến sản phẩm sơn chống ăn mòn chống bám bẩn Khi nước khối Đông Âu tan rã, nhiều quốc gia mua sơn hàng hải thị trường thương mại tự giới Nhiều tàu buôn tàu cá Nga thiếu bảo dưỡng bị rỉ sét đến mức tiếp tục biển Trên bề mặt tàu, phần thân tàu bị ngâm nước bị bám bẩn Điều quan trọng phải xác định phân loại loại bề mặt khác nhau, loại yêu cầu loại sơn khác Chúng đề cập đến loại sơn chống ăn mòn /chống bám bẩn sử dụng cho đáy tàu Khu vực đường tải nhẹ (đường nước tàu không tải) đường tải sâu (đường nước tàu chở đầy hàng) gọi đáy khởi động Khu vực nằm mực nước đơi tiếp xúc với khí biển Ngồi ra, khu vực bị hư hại sử dụng chắn, ví dụ mài mịn tiếp xúc với cầu cảng với tàu khác tàu kéo Phía boottopping mặt cấu trúc thượng tầng Ngồi sơn cho vị trí cịn có loại sơn đặc biệt cho boong, nội thất, động cơ, v.v Trong tàu hải quân, sơn hút khí thiết kế để ngăn cháy lan, nghi ngờ hiệu chúng sau bị lão hóa sơn lại Tuy nhiên, chúng hữu ích việc giảm lây lan đám cháy nhỏ Việc sơn tàu xem xét theo hai bối cảnh: sơn đóng tàu sơn lại q trình bảo dưỡng Những khó khăn sơn tàu trình bảo dưỡng phát sinh hạn chế yêu cầu điều kiện gia công sơn Do đó, loại sơn cung cấp phải đủ 'chắc chắn' để thi cơng chúng điều kiện bất lợi, ví dụ với bề mặt thô sơ Một số khu vực định mặt cấu trúc tầng, sơn lại khoảng thời gian thường xuyên, chí tàu biển Các công thức sơn đưa Phần 13.5 đại diện cho công nghệ sơn chủ yếu năm 1980 Nhiều công thức công thức tương tự có nguồn gốc từ chúng sử dụng ngày nay, ngoại trừ số lĩnh vực định sơn chống bám bẩn, loại cần nghiên cứu cải tiến để phát triển loại sơn hiệu thân thiện với môi trường Trong chương này, xem xét ngắn gọn yêu cầu loại sơn lĩnh vực hàng hải Tuy nhiên, trước tiên xem xét cách đơn giản chế ăn mòn thép phương pháp loại bỏ làm chậm q trình ăn mịn 13.2 Ăn mịn Ăn mịn q trình điện phân liên quan đến phản ứng kim loại sắt, oxy nước tạo thành oxit sắt ngậm nước gỉ Phản ứng q trình có dạng sau: 4Fe + 3O2 + 2H2O -> 2Fe2O3.H2O (13.1) Cơ chế phản ứng bao gồm trình anốt catốt Bề mặt sắt thép tiếp xúc với nước phát triển cục thành cực dương cực âm, q trình điện phân diễn Dịng electron (tạo thành 'dòng ăn mòn') xảy qua kim loại điều bổ sung vận chuyển tương đương điện tích qua nước chất điện phân ion hydroxyl Quá trình thể dạng biểu đồ Hình 13.1 Các quy trình điện cực riêng lẻ sau: Tại cực dương: hình thành ion dương điện tử, 4Fe -> 4Fe++ + 8e (13.2) cực âm: hình thành ion hydroxyl, 4H2O + 2O2 + 8e -> 8OH- (13.3) Do đó, sản phẩm ban đầu q trình oxy hóa hydroxit sắt, 4Fe++ + 8OH- -> 4Fe(OH)3 (13.4) Trong điều kiện oxy dư, hydroxit sắt bị oxy hóa thành oxit sắt ngậm nước, loại oxit màu đỏ gọi gỉ Các vùng anốt catốt bề mặt kim loại phát sinh từ không đồng bề mặt Điều số yếu tố bao gồm phần tiếp xúc hạt, ứng suất lỗi vi mô gây gradient nồng độ cục chất điện phân oxy dung dịch mà nước biển Bất kỳ lí làm phát sinh khác biệt tiềm tàng khu vực liền kề bề mặt gây q trình điện hóa Khi đóng tàu mới, người ta phải xử lý bề mặt thép bề mặt có lớp oxit có độ dày lên đến 60 µm hình thành thép sản xuất Thép cán nóng đến độ dày yêu cầu khoảng nhiệt độ 800-900°C Quá trình oxy hóa thép xảy q trình làm nguội Lớp oxit gọi 'millscale' Millscale gây ăn mịn có chênh lệch điện lớn lớp millscale thép trần (khoảng 300 mV) thép ngâm chất điện phân nước biển Lớp millscale cực âm cực dương thép Do đó, vết nứt khe nứt kéo dài từ lớp millscale đến thép, pin điện hóa hình thành q trình ăn mịn bắt đầu Gỉ hình thành vùng lân cận cực dương tiếp xúc với nước muối, khơng nằm vị trí cực dương Do đó, cực dương bị hịa tan từ từ xảy tượng rỗ Tại cực âm khơng trải qua q trình hịa tan Ngày nay, tất lớp millscale làm phương pháp thổi, thép 'sơn lót xưởng' trước đem đóng tàu Tuy nhiên, q trình ăn mịn xảy Hình 13.1 - Q trình ăn mịn Vậy làm để làm giảm loại bỏ ăn mịn? Có hai cách tiếp cận: • Loại bỏ ức chế q trình điện phân • Loại trừ nước oxy khỏi vị trí có khả bị ăn mịn Q trình catốt địi hỏi có mặt nước oxy bề mặt kim loại, thấy hai yếu tố có mối quan hệ với Trong thực tế, khó để ngăn cản oxy nước đến bề mặt kim loại hầu hết chất kết dính sơn có khả thấm cao với tác nhân Cũng có vật liệu có tính thấm nước oxy thấp, chẳng hạn sáp, chất kết tinh chúng Tương tự, polyme kết tinh thể tính thấm thấp, chúng khó tạo thành màng khơ khơng khí Nói chung, loại sơn hàng hải thông thường không bảo vệ catốt Ở bề mặt anốt, để xảy ăn mòn, ion sắt cần phải vào chất điện phân Điều ngăn chặn cách sử dụng hai loại sơn Loại sử dụng kẽm kim loại có nồng độ cao, diễn trình tiếp xúc hạt kẽm bề mặt sắt Trong trường hợp này, kẽm có độ âm điện mạnh sắt nên hai kim loại tồn cặp điện cực, sắt cực âm kẽm cực dương Kết thực ngăn chặn hịa tan ion sắt, thay vào ăn mịn kẽm Loại thứ hai triệt tiêu cực âm cách sử dụng sơn có chứa sắc tố ức chế chì đỏ, chì trắng oxit kẽm Các chất màu sử dụng với chất kết dính dựa q trình làm khơ loại dầu trải qua q trình tự nhiễm Ngồi hình thành màng liên kết chéo, số chất béo trung tính dầu sấy cịn xảy với hình thành sản phẩm oxy hóa axit azelatic Các axit phản ứng với sắc tố để tạo thành xà phịng chì kẽm tùy trường hợp Xà phòng phản ứng với màng ôxít bề mặt kim loại ngăn chặn xâm nhập nước cần thiết cho hình thành gỉ Nhóm chất màu thứ hai hoạt động theo cách tương tự chất thể khả hòa tan nước hạn chế Chúng bao gồm cromat kẽm, bari, stronti chì Trong trường hợp này, màng oxit bảo vệ cách tạo thành phức oxit sắt/crom Gần đây, có nhiều lo ngại tính độc hại chất này, nghiên cứu tiến hành để loại bỏ chất màu chì cromat khỏi tất loại sơn Có hai cách khác để ngăn chặn trình điện phân gây ăn mòn sử dụng tàu: • Sử dụng 'các cực dương nhân tạo', cực dương chế tạo thân tàu, sử dụng hợp kim có độ âm điện lớn với thép thân tàu Các cực dương khơng sơn mục đích chúng chịu ăn mòn thay cho thép, thay cần thiết • Sử dụng dịng điện bên ngồi tính toán trước truyền vào thân tàu để ngăn chặn hòa tan ion sắt Đây gọi 'phương pháp bảo vệ dịng điện ngồi' Tuy nhiên, hai phương pháp cần sơn thân tàu lý rõ ràng trình bày Những điều nói đơn giản hóa tối đa q trình liên quan đến ăn mịn thép ngâm nước biển tự nhiên Tuy nhiên, có nhiều lí ảnh hưởng đến q trình ăn mon thép Ví dụ, vi khuẩn vi sinh vật khác gây ăn mịn điều kiện yếm khí Lý mà màng vi sinh vật ảnh hưởng đến q trình điện hóa ăn mịn có khả thay đổi tính chất hóa học mơi trường vị trí ăn mịn Do đó, màng sinh học hoạt động rào cản vật lý khuếch tán oxy qua màng hoạt động lọc oxy q trình hơ hấp: có ảnh hưởng đáng kể đến độ pH mơi trường xung quanh Ảnh hưởng màng sinh học hình thành bề mặt kim loại nước biển tự nhiên cho nguyên nhân dẫn đến khác biệt tốc độ ăn mòn quan sát kim loại thử nghiệm nước biển tự nhiên kim loại thử nghiệm nước biển nhân tạo sử dụng phịng thí nghiệm Ở đây, chung đề cập sâu đến đề phạm vi viết Độc giả muốn tìm hiểu sâu tìm hiểu qua báo Dexter vai trò vi sinh vật q trình ăn mịn biển [2] 13.3 Chuẩn bị bề mặt Để đạt hiệu suất tính tốn từ hệ sơn, điều cần thiết phải loại bỏ tỷ lệ millscale khỏi bề mặt thép Nó khơng góp phần trực tiếp vào ăn mịn mà cuối bị tách khỏi bề mặt thép chất cần phải loại bỏ trước sơn Chuẩn bị bề mặt bước quan trọng để đạt hiệu suất tốt từ hệ sơn Chỉ kể từ đầu năm 1960, phương pháp xử lý bề mặt cho thép millscale với chi phí thấp phát triển Trước Chiến tranh giới 2, tàu đóng từ sống thuyền thép ghép với đinh tán, thông thường millscale bị loại bỏ thời tiết sau khoảng năm Tấm thép tiếp xúc với môi trường xung quanh cho phép bị gỉ Sự rỉ sét cho phép tách lớp millscale cách cạo chà bàn chải kẽm Sau Thế chiến 2, với phát triển tàu hàn, thời gian đóng tàu rút ngắn khơng cho phép chờ millscale bị phong hóa Gần đây, số phương pháp khác sử dụng, tẩy axit, làm lửa, đánh bóng cát Phương pháp phun cát phương pháp chuẩn bị bề mặt sử dụng phổ biến Phương pháp phun cát có hai phương pháp phun sử dụng phổ biến là: làm phương pháp phun ly tâm phương pháp vòi phun Trước đây, bi thép cát sử dụng chất mài mòn thu hồi sau q trình làm millscale Chất mài mịn thường thơ so với bụi tạo trình này, có khả tách thiết bị tách xyclon Các chất mài mịn tái sử dụng nhiều lần Phương pháp ly tâm sử dụng tuabin ly tâm để phun hạt mài mòn với vận tốc cao bề mặt theo hướng xác định trước Phương pháp vòi phun sử dụng khí nén để chiếu chất mài mịn lên bề mặt Phương pháp linh hoạt hơn, sử dụng chỗ kết cấu tạo hình sẵn, mối hàn, v.v., có nhược điểm tạo bụi Một phương pháp khác cải tiến cho phép loại bỏ chất mài mòn bụi cách sử dụng hút chân không xung quanh vịi phun, ví dụ phương pháp Vacublast Tuy nhiên, phương pháp chậm nhiều sử dụng khu vực nhỏ Sau làm phương pháp phun, phải tiến hành sơn lót sớm tốt để ngăn chặn rỉ sét bề mặt thép su làm 13.4 Sơn lót Sơn lót phun sau làm bề mặt thép Chúng phải khơ nhanh chóng (trong vịng vài phút sau thi cơng) để xử lý thép mà không làm hỏng lớp phủ Lớp sơn lót khơng ảnh hưởng đến q trình chế tạo Ví dụ cản trở q trình hàn tạo bề mặt thích hợp cho qua trình sơn Bốn loại sơn lót sử dụng phổ biến: • Keo phenolic/polyvinyl butyral (PVB) hai thành phần, đóng rắn axit; • Keo epoxy đóng rắn nguội hai thành phần, có màu đỏ oxit sắt đỏ (và chất ức chế cromat); • Keo epoxy đóng rắn nguội hai thành phần có chứa kẽm; • Keo kẽm silicat hai thành phần Sau sơn khoảng sử dụng thực tế Các epoxy thường đóng rắn polyamit chẳng hạn Versamid 140 115 Trong keo silicat kẽm hai thành phần, kẽm trộn vào sơn thời điểm thi công Các công thức loại sơn lót Banfield mơ tả [3] Bảng 13.1 Các loại phenolic/PVB sử dụng rộng rãi phổ biến với hầu hết hệ sơn ngoại trừ trường hợp sử dụng dung môi mạnh Tiếp theo đến keo epoxy hai thành phần Cả hai loại oxit sắt kẽm sử dụng thực tế loại sơn Tuy nhiên, chúng có nhược điểm có hai thành phần đắt loại phenolic/PVB Các loại keo kẽm silicat chủ yếu sử dụng chúng sơn với sơn kẽm silicat Sơn có chứa kim loại kẽm có khả chống ăn mịn tốt nhất, chúng có số nhược điểm phải sử dụng loại sơn lót tương thích khác Các sản phẩm ăn mòn kẽm tan nước, chúng phải loại bỏ trước phủ lớp sơn khác Các sản phẩm xử lý vòi phun nước áp lực cao Một vấn đề khác liên quan sơn có chứa kẽm hình thành khói oxit kẽm hàn phủ Việc hít phải kẽm dẫn đến tình trạng gọi 'sốt kẽm' Vấn đề đề cập ngành công nghiệp mạ kẽm kỷ qua Tuy nhiên, chưa có báo cáo thức nguy hiểm sức khỏe lâu dài Bảng 13.1 - Thành phần số loại sơn lót Sơn lót phenolic / PVB thành phần Sơn PVB (ví dụ: Mowital B60H) Phenodur PR263 (nhựa phenolic) Ơxít đỏ (tổng hợp) Asbestine (magie silicat) Axit photphoric, SG 1.7 Metyl etyl xeton n-Butanol iso-Propanol Tổng Sơn lót epoxy hai thành phần Sơn Epikote 1004 Kẽm phốt phát (theo BS 5193: 1975) Ơxít đỏ (tổng hợp) Tiền đình Talc (5µm) Bentone 27 (chất chống lắng) Toluene iso-Propanol Chất đóng rắn Versamid 140 (polyamide) Toluene iso-Propanol Tổng Sơn lót epoxy giàu kẽm hai thành phần Sơn Kẽm (Zincoli 620 Durham Chemicals 'Ultrafine') Bentone 27 Canxi oxit Epikote 1001 Toluene iso-Propanol Chất đóng rắn Versamid 115 Toluene % khối lượng 4,7 4,7 8.6 1,4 1,0 30.0 19,6 30,0 100,0 % khối lượng 12,0 8,0 10,0 1,5 15,3 0,4 23,0 11,5 1,8 11,0 5,5 100,0 % khối lượng 80,0 1,0 0,3 4,0 6,6 3,3 1,8 2,0 iso-Propanol 1,0 Tổng 100,0 Lưu ý: Canxi oxit đóng vai trị làm chất hút ẩm dung môi Nếu không, ẩm phản ứng với kẽm để tạo thành hydro bình chứa Sơn lót kẽm/ethyl silicat Sơn % khối lượng Ethyl silicat (ví dụ Dynasil H500) 20,0 Bentone 38 chất chống lắng 1,4 Talc (5µm) 4,0 Toluene 5,3 iso-Propanol 5,3 Cellosolve 4,0 Kẽm (ví dụ: Zincoli 615) 60,0 Tổng 100,0 Lưu ý: Bột kẽm thêm vào thiết bị trộn thời điểm sử dụng Sản phẩm sau có thời gian sử dụng khoảng 13.5 Hệ sơn cho tàu biển Việc bảo vệ thép sau sản xuất mô tả ngắn gọn Việc sơn tàu sau q trình đóng tàu cơng nghệ phức tạp Các bề mặt khác yêu cầu xử lý khác Mỗi bề mặt yêu cầu hệ sơn riêng, khơng thể kết hợp tất yêu cầu bề mặt hệ sơn Vì vậy, tất hệ sơn áp dụng nhiều lớp sơn để tăng độ dày màng sơn nhằm giảm thiểu ăn mòn xảy Các hệ sơn điển hình cho sơn bề mặt cấu trúc thượng tầng, sơn boong đáy tàu biển thông dụng tóm tắt Bảng 13.2 Bảng 13.2 - Tổng hợp loại sơn tàu biển thông dụng Bề mặt Hệ sơn Sơn lót Đáy Boong tàu Mặt Vỏ Chống bám bẩn Sơn lót 655 Sơn bề mặt Sơn lót Loại chất kết dính Nhựa phenol biến tính dầu, bitum Bitum/nhựa Hỗn hợp từ dầu/nhựa thông, Cu tributyltin oxit Dầu tung/phenolic biến tính từ dầu lanh Dầu tung/phenolic biến tính từ dầu lanh Nhựa ankyd trung bình từ Số lớp sơn Chiều dày lớp sơn (µm) 3-4 40 - 60 50-60 50-75 2-3 40-60 Tổng chiều dày trung bình hệ sơn (µm) ~ 265 ~ 200 40-60 50 ~ 220 (khô nhanh) dầu lanh (55-60%OL) Lớp sơn Nhựa ankyd trung bình từ cấu 50 trung gian dầu lanh (50-55%OL) trúc Nhựa ankyd béo từ dầu lanh thượn Sơn phủ 1-2 35-50 (65%OL) g tầng Trong năm gần đây, thay đổi lớn diễn ngành công nghệ sơn để đáp ứng nhu cầu phát triển tàu siêu tốc Sự phát triển tàu siêu bắt nguồn từ việc đóng cửa kênh đào Suez vào năm 1967 hậu chiến tranh Trung Đông Các tàu siêu chở dầu sử dụng cho việc vận chuyển dầu từ Trung Đông Tàu chở dầu đầu năm 1950 có tổng trọng tải khoảng 30.000 Tàu đổ trung bình năm 1980 có tổng trọng tải 300.000 hoạt động với số lượng thủy thủ đồn so với tàu tiền nhiệm Tức cần thủy thủ đồn để tiến hành sơn bảo dưỡng tàu có tải trọng lớn nhiều Ảnh hưởng tổng thể thay đổi đòi hỏi thời gian bảo dưỡng tàu ngắn thường xuyên ụ tàu Để đạt điều này, phải sản xuất loại sơn có độ bền cao với lớp sơn phủ mang lại hiệu cao Do đó, hệ sơn phát triển cho phép tăng khoảng thời gian lần sơn từ khoảng 9-12 tháng lên 24-30 tháng Đây chắn không coi giới hạn công nghệ đại, số nhà sản xuất sơn hướng tới việc kéo dài khoảng thời gian lên đến năm Những yêu cầu đáp ứng cách phát triển hệ sơn coi lớp sơn dày, lớp khơ dày l00µm Các lớp sơn gia cơng phổ biến phương pháp phun sơn Một súng phun sơn có khả phun từ 50 đến 80 lít/giờ, tương đương khoảng 150-400 m 2/h tùy theo độ dày màng yêu cầu Để tránh chảy xệ bề mặt thẳng đứng, sơn phải thể tính lưu biến khơng Newton, nghĩa là, chúng phải mỏng để chảy qua súng phun ngun tử hóa thành dạng khí, phải nhanh chóng phát triển cấu trúc tạo màng lỏng Do họ có độ nhớt khoảng 5-10 poise 10000s-1 , khoảng độ nhớt ~ 10 -2 poise 100 s-1 Độ nhớt đạt cách sử dụng thixotropic chất tạo gel đất sét montmorillonit, polyamit Hiệu suất sơn cao sử dụng keo hai thành phần Hiệu suất sơn phụ thuộc nhiều vào việc ngăn chặn hoạt động điện phân lớp màng chắn dày sử dụng chất ức chế, loại sơn lót có chất Độc tính chất ức chế (chì cromat) địi hỏi Bảng 13.3 - Công thức sơn dày oxit màu đỏ sơn epoxy màu trắng Sơn % khối lượng Tổng hợp oxit đỏ 5,0 Asbestine (magie silicat) 22,0 13 Crystoballite (silica) lọt qua sàng 325 lưới 18,0 Epikote 1001 16,0 Bentone 27 2,0 Xylene 14,0 n-Butanol 5,0 Chất đóng rắn Versamid 115 (polyamide) 8,0 Cellosolve 10,0 Tổng 100,0 Một công thức sơn epoxy trắng Sơn % khối lượng Rutile titanium dioxide (ví dụ: Tioxide R-CR2) 30,0 Aerosil 380 (chất chống lắng) 0,5 Epikote 1001 23,0 Solvesso 100 (naphtha) 16,5 Methyl isobutyl xeton 8,0 n-Butanol 3,0 Chất đóng rắn Versamid (polyamit) 11,0 Chất gia tốc (ví dụ: Anchor K54) 1,0 Xylene 7,0 Tổng 100.0 Polyurethane hai thành phần sử dụng lớp sơn phủ Lớp sơn có chứa nhựa polyester bão hịa chứa hydroxyl (ví dụ Desmophen 650); chất đóng rắn có chứa gốc isocyanate (ví dụ Desmodur N) dung dịch chứa 75% hỗn hợp xylen Cellosolve acetate với tỷ lệ 1: Polyuretan sử dụng sơn có yêu cầu độ bóng cao Các loại sơn thành phần có hiệu suất cao, chất lượng cao kể đến cao su clo hóa nhựa vinyl Sơn cao su clo hóa sử dụng rộng rãi sơn vinyl sau chúng phát triển để sử dụng cho hải qn Hoa Kỳ Canada Các cơng thức điển hình cho sơn lót, sơn trung gian sơn phủ dựa cao su clo hóa nêu Bảng 13.4-13.6 Thành phần đưa Bảng 13.4 cơng thức để sản xuất sơn lót cao su clo hóa nhà máy Chất hóa dẻo hỗn hợp parafin clo hóa rắn (sáp) với parafin clo hóa dạng lỏng Chất thixotropic dầu thầu dầu hydro hóa Điều phát triển cấu trúc kết hợp giai đoạn trộn gia nhiệt, tùy thuộc vào quy mô sản xuất, lên 40°C Tuy nhiên, nhiệt độ không vượt 55°C, khơng tác dụng Bột nhơm khơng trộn với chất màu khác, thêm vào thiết bị trộn vào mẻ nguội Propylen oxít chất ổn định giúp loại bỏ ion Cl - tạo từ cao su clo hóa q trình bảo quản Để cải thiện độ bóng lớp sơn phủ, cơng thức đưa Bảng 13.6 thay đổi số thành phần như: giảm lượng chất độn (xem lớp sơn lót), sử dụng Bentone 38 thay Thixatrol ST, tăng tỷ lệ Cerechlor 70 Mặc dù vậy, độ bóng sơn thấp so với sơn epoxt polyurethane Các loại sơn gia công máy phun sơn Bảng 13.4 - Sơn lót cao su clo hóa Nhơm dán, khơng (65% naphtha) Oxit kẽm Blanc fixe Thixatrol ST (tác nhân thixotropic) Alloprene Rl0 (cao su clo hóa) Cerechlor 70 (chất làm dẻo sáp clo) Cerechlor 42 (chất làm dẻo sáp clo) Ơxít propylen (chất ổn định) Xylene Solvesso 100 (Naphtha) Tổng Bảng 13.5 - Sơn trung gian cao su clo hóa: màu trắng Titanium dioxide (ví dụ: Tioxode R-CR2) Blanc fixe Oxit kẽm Thixatrol ST (tác nhân thixotropic) Alloprene Rl0 (cao su clo hóa) Cerechlor 70 (chất làm dẻo clo) Cerechlor 42 (chất làm dẻo clo) Propylen oxit (chất ổn định) Xylene Solvesso 100 Tổng Bảng 13.6 - Sơn phủ cao su clo hóa: màu trắng % khối lượng 20,0 1,0 10,0 0,5 15,0 7,5 7,5 0,1 28,4 10,0 100,0 % khối lượng 16,0 14,0 1,0 1,0 14,0 7,0 7,0 0,1 29,9 10,0 100,0 Titanium dioxide (ví dụ: Tioxode R-CR2) Blanc fixe Oxit kẽm Bentone 38 (tác nhân thixotropic) n-Butanol (chất trương nở) Alloprene Rl0 Cerechlor 70 Cerechlor 42 Propylen oxit Xylene Solvesso 100 Tổng 13.5.2 Boottoppings % khối lượng 18,0 2,0 1,0 1,0 0,5 16,0 12,0 4,0 0,1 30,4 15,0 100,0 Khác với loại sơn chống gỉ truyền thống đề cập trước (Bảng 13.1), hệ sơn cho phần boong tàu sử dụng chất kết dính tương tự sơn mặt Trong hạng mục này, cao su clo hóa đem lại hiệu tốt chúng có độ bám dính lớp sơn cao Điều đặc biệt quan trọng hệ sơn bị hư hại mài mòn va đập với chắn, cần phải sơn lại thường xuyên Với VLCC, bám bẩn vấn đề lớn khu vực chống bám bẩn thông thường người ta sử dụng sơn chống bám bẩn làm lớp sơn hồn thiện Vì vậy, thơng thường sử dụng chất chống bám bẩn sơn đáy tàu 13.5.3 Sơn đáy tàu Các hệ sơn mô tả cho mặt cấu trúc thượng tầng tàu sử dụng cho sơn đáy tàu Tuy nhiên, khơng u cầu tính thẩm mỹ q cao nên sử dụng loại sơn với chi phí thấp cách kết hợp nhựa than đá Do đó, sơn thường có màu nâu sơ la đen Tỷ lệ nhựa than đá sơn nhựa than đá epoxy thay đổi phạm vi rộng Hàm lượng nhựa than đá cao khả chống dầu hóa chất Theo Chỉ dẫn kỹ thuật DGS 5051 Bộ Quốc phòng Anh (Cục Tàu thủy), tỷ lệ nhựa than đá chiếm khoảng 60-65% tổng chất kết dính Tỷ lệ lựa chọn tùy theo khả tương thích với nhựa; phần phản ứng với nhóm epoxy chứa số nhóm hydroxyl phenol Do đó, thường trộn vào phần chất đóng rắn keo hai thành phần Một cơng thức điển hình đưa Banfield [3] thể Bảng 13.7 Sau trộn, sơn thi cơng máy phun sơn để có độ dày lớp sơn khơ 125 µm lớp Thời gian thi công khoảng 15°C Tốc độ phản ứng tang gấp tăng 10°C, giảm nửa nhiệt độ giảm 10°C Do đó, thời gian thi cơng sơn thay đổi từ khoảng 5°C 25°C Tốc độ đóng rắn ảnh hưởng đến khả sơn lại Để đạt độ bám dính lớp sơn đạt yêu cầu tránh bị bong tróc, thời gian sơn tối đa tối thiểu quy định tùy theo nhiệt độ thi công Bảng 13.7 - Công thức sơn đáy hai thành phần Thành phần Barytes Asbestine Epikote 1001 Bentone 27 Xylene Solvesso 100 n-Butanol Chất đóng rắn BSC Norsip (75% nhựa than thơm xylen) Versamid 140 Synolide 968 Xylene Tổng Bảng 13.8 – Sơn phủ buộc nhơm Bột nhơm, nhũ chìm Bột chì sunphat Gilsonite (bitum) Dầu hạt lanh, 50 poise Than đá naphtha, 90/160 Tổng % khối lượng 20,0 20,0 11,0 1,0 10,0 5,0 3,0 25,0 2,5 0,3 2,2 100,0 % khối lượng 14,0 14,0 22,4 5,6 44,0 100,0 Loại sơn sử dụng cho tàu đóng tàu bảo dưỡng sơn lại Sơn chống bám bẩn sơn sau tàu hoạt động khoảng thời gian ngắn, lâu sau thời gian tối ưu để sơn phủ lớp sơn epoxy nhựa than đá Trong trường hợp này, người ta sử dụng sơn phủ buộc Sơn phủ buộc Bộ Quốc phòng Vương quốc Anh quy định (Chỉ dẫn kỹ thuật DGS 5954) Thành phần sơn phủ buộc đề cập Bảng 13.8 Lớp phủ buộc thi công cách phun để tạo lớp màng khơ có độ dày khoảng 50µm Sau đó, lớp phủ chống bám bẩn thi công trước đưa thị trường Các loại sơn đáy sử dụng cao su clo hóa vinyls Người đọc tìm kiếm thêm thông tin chuyên đề Banfield chủ đề [3] 13.5.4 Lớp phủ chống bám bẩn 13.5.4.1 Vấn đề bám bẩn Các thực vật động vật biển có khả tự bám vào vỏ tàu Thực vật cần ánh sáng mặt trời để quang hợp, đó, chúng thường bám vào thân tàu bên mặt nước Thực vật phổ biến số loài tảo biển thuộc chi Enteromorpha có dạng sợi dài hình ống màu xanh lục, tốc độ phát triển nhanh Các loại rong biển màu nâu đỏ cần ánh sáng hơn, nên chúng phát triển tầng thấp chí đáy tàu Các loại thực vật có thể bám chặt vào vỏ tàu vài trừ chúng bị ngăn cản Các động vật sống nước có khả tự bám vào tàu bao gồm hà, trai, động vật hình rêu, san hô, động vật thủy sinh, hải tiêu bọt biển Trong đó, tiếng (và rắc rối nhất) hà Những lồi động vật khơng cần ánh sáng để trì phát triển, chúng tìm thấy tất phần chìm nước thân tàu Để gắn chặt, ấu trùng cần khoảng 48 Hậu nặng nề việc bám bẩn tàu lớn đại chi phí đẩy tàu tăng lên lực cản gia tăng hay nói cách khác tải trọng tàu tăng lên Các loại sơn 'chống bám bẩn' dựa việc sử dụng chất ức chế giới thiệu vào kỷ 19 Đây chế phẩm có chứa ơxít thủy ngân arsen Sau đó, tính độc hại cao người chi phí ngày tăng ơxít thủy ngân, loại sơn thay sử dụng ơxít kim loại phát triển Oxit kim loại chất độc hại sử dụng phổ biến loại chế phẩm 'thông thường' ngày 13.5.4.2 Chống bám bẩn thơng thường Có hai loại sơn chống hà thông thường, phân loại theo phương thức hoạt động Chúng thường gọi dạng "màng sơn hòa tan" dạng "màng sơn tiếp xúc" Dạng màng sơn hòa tan Ở dạng màng sơn hòa tan, chất độc phân tán chất kết dính hịa tan nước biển Chất độc giải phóng từ từ chất kết dính hịa tan Tốc độ hịa tan phải kiểm sốt chặt chẽ nồng độ chất độc bề mặt không đủ không ngăn cản sinh vật biển bám vào vỏ tàu, hịa tan q nhanh hiệu việc chống hà ngắn Chất kết dính sử dụng loại chống bám bẩn hỗn hợp nhựa thông/dầu lanh đun sôi theo tỉ lệ 3: Sản phẩm 'siêu nhiệt đới' tốt có thành phần sau cho Bảng 13.9 Sản phẩm 'Đại Tây Dương' 'nhiệt đới' không thiết phải sử dụng oxit Tributyltin Bảng 13.9 - Công thức cho chế phẩm chống hà siêu nhiệt đới, %khối lượng Oxit đồng Oxit kẽm Tributyltin oxit Ơxít sắt đỏ Bột trắng Paris Bột Talc (l0µm) Bentone 38 n-Butanol Nhựa thông/ dầu lanh đun sôi, 3: 1, 60% naphtha Xăng trắng Tổng 24,0 5,0 2,0 8,0 9,0 6,0 0,3 0,1 41,0 4,6 100,0 Dạng màng sơn tiếp xúc Loại sơn chống bám bẩn tiếp xúc đặt tên hạt sắc tố (chất độc) sử dụng với nồng độ cao phân tán màng sơn khô Chất kết dính khơng hịa tan nước biển, q trình hịa tan chất độc hại diễn ra, lớp màng sơn bề mặt vỏ tàu Chất kết dính khơng hịa tan hồn tồn, cân độ hịa tan/khơng hịa tan chất kết dính đóng vai trị quan trọng việc kiểm sốt tốc độ hịa tan chất độc hại Mặc dù loại sơn pha chế để sắc tố phân tán màng sơn, cịn nghi ngờ liệu điều có đạt hay mong muốn thực tế hay không Các hạt sắc tố (chất độc hại) bị keo tụ sơn kết dính Tuy nhiên, khơng phải vấn đề lớn thực tế Cơng thức điển hình cho chất chống bám bẩn tiếp xúc nêu Bảng 13.10 Bảng 13.10 - Cơng thức điển hình cho loại tiếp xúc chống bám bẩn% theo trọng lượng Oxit đồng 57,4 Asbestine Nhựa thông Dầu lanh / phenolic biến tính 1: 2, 60% dung mơi 90/190 naphtha Cao su clo hóa Dung mơi naphtha 90/190 Tổng 2,4 16,1 9,0 5,4 9,7 100,0 Một thông số quan trọng chế phẩm chống bám bẩn tốc độ giải phóng chất độc chúng Các sinh vật khác thể mức độ nhạy cảm khác với chất độc Đối với hà, khoảng l0µg Cu/cm2/ngày đủ để ngăn chặn chúng bám vào vỏ tàu Có số chứng kết hợp loại chất độc Đó lý mà đồng triglixerit oxit kết hợp với để đáp ứng yêu cầu khắt khe hơn, ví dụ chất chống bám bẩn cấp 'siêu nhiệt đới' 13.5.4.3 Chống bám bẩn cao cấp Các tàu lớn (ví dụ siêu tàu chở dầu) địi hỏi hệ sơn cần bảo dưỡng thường xuyên, việc ngăn ngừa bám bẩn thời gian dài đặt yêu cầu tương tự Năm 1954, Van der Kerk & Luijten [4] báo cáo đặc tính diệt khuẩn hợp chất Tributyltin Họ kết luận vật liệu có hiệu rộng: chúng độc hại nhiều loại sinh vật biển Sau đó, oxit Tributyltin sử dụng kết hợp với oxit đồng Tuy nhiên, tuổi thọ lớp phủ chống bám bẩn vượt 18 tháng Do đó, việc sử dụng dẫn xuất organotin tăng lên, 'họ' dẫn xuất organotin có sẵn cho cơng thức sơn đời Trong thí nghiệm phịng thí nghiệm, với khối lượng, dẫn xuất Tributyltin có hiệu gấp trăm lần so với oxit đồng, [5] Trong điều kiện thử nghiệm thực tế hơn, cần sử dụng 1/10 đến 1/20 lượng hợp chất organotin có khả kiểm soát tảo hà tương đương so với đồng [6] Vì vậy, sơn địi hỏi phải pha chế cẩn thận để sử dụng hiệu tối đa chất độc hại Một số dẫn xuất organotin sử dụng sơn chống bấm bẩn tributyltin oxide, tributyltin fluoride, and triphenyltin fluoride Tributyltin oxit chất lỏng, trộn lẫn với dung mơi sơn thơng thường Độ hịa tan nước muối tương đối cao, 25 ppm, cho phép sử dụng u cầu tốc độ rửa trơi cao Nó có khả hóa dẻo màng sơn, dẫn đến hàm lượng sử dụng khoảng 13% khối lượng hệ sơn vinyl Hiện nay, trộn oxit đồng vào khoảng 2-5% tính theo khối lượng màng sơn Sản phẩm cuối trình phân hủy quang học sinh học có độc tính thấp Hơn nữa, tributyltin oxit hòa tan nước biển phạm vi giới hạn, dễ dàng bám vào vật chất lơ lửng lắng xuống bùn sau gây độc cho hà [7] Tributyltin florua chất rắn màu trắng, nhiệt độ nóng chảy cao không tan dung môi sơn thông thường Hàm lượng sử dụng khoảng 30% tính theo khối lượng màng sơn Nó hịa tan nước biển so với dạng oxit, l0ppm, đóng vai trị chất độc tính hệ sơn vinyl/cao su clo hóa/nhựa thơng Tributyltin florua tồn dạng bột bột nhão Dạng bột nhão thường sử dụng phổ biến dễ trộn tốc độ cao Các dẫn xuất Triphenyltin chất độc hữu ích lĩnh vực khác Triphenyltin florua (TPTF) sử dụng chất diệt nấm nơng nghiệp Nó chất bột màu trắng, độ hòa tan nước biển 1ppm Các loại sơn có chứa bảo vệ hiệu tối đa hai năm Các sản phẩm thủy phân triphenyltin florua nước biển triphenyltin clorua triphenyltin hydroxit, hai chất rắn khơng khuếch tán qua màng Do đó, TPTF có hiệu sử dụng dạng màng sơn hòa tan Các hệ sơn chống bám bẩn thông thường dựa rửa trôi chất độc hại, thể qua hàm logarit phân rã nồng độ chất độc hại có sẵn bề mặt sơn/nước biển Do đó, để đạt tuổi thọ lâu dài, phải cung cấp nồng độ chất độc cao nhiều so với mức cần thiết để kiểm soát hiệu chống bám bẩn Khi nồng độ chất độc giảm xuống mức cần thiết để chống bám bẩn cịn số chất độc hại cịn sót lại màng Do đó, q trình không hiệu sử dụng thành phần sơn đắt tiền Hay nói cách khác, chế giải phóng chế khuếch tán, việc tăng gấp đôi độ dày màng làm tăng tuổi thọ hiệu lớp phủ khoảng 13% Nếu đạt tốc độ giải phóng chất độc hại tối ưu ổn định suốt thời gian sử dụng lớp phủ bước tiến dài Một bước đột phá thực vào đầu năm 1970 thơng qua cơng trình Vương quốc Anh International Paint lĩnh vực chế phẩm polyme organotin Các polyme acrylat trialkyltin lần Montermoso cộng mô tả [8] vào năm 1958 Ban đầu, polyme điều chế để tìm kiếm polyme bền nhiệt, chúng khơng thử nghiệm hoạt tính diệt khuẩn Leebrick (9] vào năm 1965 người tuyên bố sử dụng polyme organotin diệt khuẩn, phải đến năm 1978, họ nhận chấp thuận Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ Vào thời điểm này, họ có tên tuổi Châu Âu Nhật Bản Các polyme kết hợp nguyên tố organotin copolyme terpolymer dạng đơn giản ngẫu nhiên có cấu trúc xếp sau có nguồn gốc từ tributyltin acrylate and methyl methacrylate: Việc liên kết chất độc với polyme mang lại nhiều lợi ích so với việc sử dụng dẫn xuất không dạng polyme phải đưa vào sơn dạng sắc tố (bột màu) Hàm lượng chất độc polyme thay đổi tùy ý Tg (nhiệt độ hóa thủy tinh) polyme thay đổi để đáp ứng yêu cầu sử dụng Một ưu điểm vượt trội giải phóng chất độc thơng qua q trình thủy phân hóa học thay phương pháp vật lý Những ưu điểm chất chống bám bẩn polyme organotin: • tốc độ giải phóng chất độc hại khơng đổi; • kiểm sốt tốc độ hịa tan giải phóng chất độc hại; • tự làm (và tốc độ xói mịn cao, tự đánh bóng); • có hiệu cao cần sơn lại khơng có cặn Tuy nhiên, sơn chống bám bẩn gốc polyme organotin tạo vấn đề đặc biệt Việc sử dụng chất diệt khuẩn polyme organotin hệ sơ chống bám bẩn làm tăng chi phí ban đầu cho chủ tàu, điều bù đắp việc giảm tần suất cập cảng khô để bảo dưỡng Các công ty sản xuất sơn chống bám bẩn polyme organotin, International Paint (ở Anh) Công ty Nippon Oils and Fats Nhật Bản, phát triển sản phẩm họ theo nhiều hướng khác International Paint tuyên bố sản phẩm họ có khả chống bám bẩn tăng độ bóng, nhiên, sản phẩm màng sơn họ có tốc độ hịa tan nhanh Do đó, loại sơn chống bám bẩn/bóng, tốc độ ăn mịn thường 10-12µm tháng Để có tuổi thọ 2-3 năm cần đến bốn lớp sơn 100µm Hệ sơn Nhật Bản bị hịa tan khoảng – 6µm tháng, để đạt tuổi thọ tương đương cần hai lớp sơn 100 µm Tuy nhiên, độ nhám bề mặt sơn ảnh hưởng đến yêu cầu lượng để đẩy siêu tàu chở dầu di chuyển Harpur Milne [10] tàu sử dụng sơn thông thường chiều dày thân tàu tăng khoảng 25 µm/năm so với chiều dày trung bình ban đầu 110-125µm Các nhà thủy động lực học mối quan hệ định luật công suất sức đẩy độ nhám thân tàu, chiều dày tăng thêm 10µm làm tăng thêm khoảng 1% mức tiêu thụ nhiên liệu Tuy nhiên, lợi ích việc tự đánh bóng có khả thực tàu cũ trải qua q trình ăn mịn đáng kể có nhiều vết rỗ Trong hai thập kỷ qua, lớp phủ chống bám bẩm dựa TBT phát triển nhằm đặt tiêu chuẩn khả chống bám bẩn Các hệ sơn tự đánh bóng chống bám bẩn lên đến năm khẳng định chất lượng ngành sơn Trong giai đoạn 1977-1993, International Paint cung cấp sơn bóng có chứa TBT cho 13.000 cơng trình, tương đương với 600 triệu [11] Tuy nhiên, năm 1980, vấn đề liên quan đến tác động môi trường chất chống bám bẩn làm từ thiếc đặt Dữ liệu độc tính hệ thống mâu thuẫn với Các nghiên cứu Phịng thí nghiệm biển Plymouth cho thấy TBT khơng nguy hại đề cập Ví dụ, loại váng sữa tìm thấy để khắc phục tác động ức chế khả sinh sản TBT Tuy nhiên, riêng nghiên cứu không đủ để kết luận việc tiếp tục sử dụng TBT tác động bất lợi mơi trường Việc đưa lệnh cấm sử dụng lớp phủ chứa TBT tàu thuyền nhỏ coi cần thiết Điều làm giảm lượng dư lượng thiếc báo cáo nước gần bờ biển bờ biển Pháp, Anh Mỹ Các luật khác ban hành nhằm hạn chế việc sử dụng chế phẩm có chứa TBT, đặc biệt Nhật Bản tất sáng chế bị cấm Những nghi ngờ việc tiếp tục sử dụng sơn gốc TBT thúc đẩy phát triển tất công ty sơn tàu biển lớn sản phẩm chống bám bẩn thay không chứa thiếc Công nghệ sơn chống bám bẩm giữ lại chất độc hại khác (thường không nhà sản xuất tiết lộ) sử dụng; chất độc hại có lẽ đáp ứng tiêu chuẩn mơi trường Do đó, Công ty Jotun Protective Coatings Na Uy giới thiệu chất chống bám bẩn không chứa TBT ('Seaguardian') vào năm 1990, thử nghiệm tàu VLCC thuộc lớp British Resolution công ty BP Khi cập cảng cạn Singapore vào năm 1993, tàu không bị bám bẩn [12] Một loại sơn chống bám bẩn không chứa thiếc 'thế hệ thứ ba' giới thiệu Công ty Đan Mạch, Hempel's Marine Paints, với tên thương mại 'Combic 7199' Sản phẩm mô tả thân thiện với môi trường tiết kiệm chi phí; có chi phí đơn vị diện tích tốc độ hịa tan thấp, kiểm sốt độ nhám tốt yêu cầu độ dày màng sơn khơ thấp Nó khẳng định có hiệu 'tối đa năm' Kể từ năm 1993, sử dụng 35 tàu toàn giới [13] Các phương pháp để xử lý vấn đề chống bám bẩn tiếp tục nghiên cứu Một số nghiên cứu việc thay cho chất độc kim loại nặng không gây nguy hiểm cho môi trường triển khai Do đó, việc sử dụng chất độc tự nhiên đề xuất Một nghiên cứu chất chiết xuất từ số loài bọt biển thu từ vùng biển ven biển Curacao thực [14] Trong nghiên cứu này, chiết xuất từ 51 loài bọt biển đánh giá qua thử nghiệm phịng thí nghiệm cách sử dụng giống hà Balanus crenatus Người ta thấy chất chiết xuất từ bọt biển ức chế giai đoạn đầu trình bám bẩn cách ảnh hưởng đến q trình trao đổi chất hơ hấp hà Các nghiên cứu khó dẫn đến sản phẩm khả thi mặt thương mại ngắn hạn Tuy nhiên, vật liệu hoạt tính sinh học có nguồn gốc tự nhiên cung cấp chất chống bám bẩn hiệu chấp nhận với môi trường lâu dài Việc sử dụng lớp phủ có lượng bề mặt thấp ('khơng dính') cách khác để kiểm sốt bám bẩn Một hệ sơn silicone có chứa liên kết bậc thang sử dụng khoảng 55 tàu, bao gồm tàu ngầm hạt nhân Đây hệ sơn 'Intersleek' International [15], cung cấp lớp màng mềm, dẻo, mịn mà vi sinh vật bám bẩn không dễ dàng bám vào Ngay sinh vật bám vào thân tàu dễ dàng bị loại bỏ tốc độ vận hành bình thường tàu di chuyển nước Nó sử dụng tàu cao tốc tàu hải quân có vỏ nhôm Không thể sử dụng chất chống bám bẩn thân thiện với mơi trường có nguồn gốc từ kim loại đồng tàu tác động điện phân hai kim loại Hệ sơn 'lntersleek' dường không sử dụng với tàu VLCC khả chống va đập chi phí cao Tuy nhiên, cách tiếp cận khác sử dụng phương pháp lượng bề mặt thấp lớp phủ dựa polyol flo liên kết chéo với polyisocyanat thông thường tạo màu 35-40% (khối lượng) hạt PTFE [7] Hệ sơn ban đầu đắt tiền, nhiên giảm xuống phát triển thêm chuyển từ giai đoạn thử nghiệm sang khai thác thương mại Người ta khẳng định dễ dàng loại bỏ cặn bẩn bám vào lớp phủ cách chà bọt biển bàn chải nylon dòng nước áp suất thấp Các phương pháp sau tỏ không phù hợp với quy mô tàu VLCC Một hệ sơn chống bám bẩn dựa việc sử dụng sơn dẫn điện phát triển công ty Mitsubishi Heavy Industries, Nhật Bản bán thị trường với tên gọi MGPET-200, ('Hệ sơn chống bảm bẩn tàu Cơng nghệ điện phân') Nó có hiệu tương tự loại sơn chống bám bẩn, không chứa chất ô nhiễm kim loại nặng Lớp sơn dẫn điện cách điện với vỏ tàu hệ thống sơn không dẫn điện Vỏ tàu màng sơn chênh lệch điện với nhau, để đảm bảo q trình điện hóa ln xảy Do đó, màng sơn luân phiên cực dương cực âm tùy thuộc vào cực điện áp đặt vào Các vật liệu diệt khuẩn clo ion hypocloro tạo cực dương Sự phát triển hà biển bị ngăn chặn nồng độ ion hypocloro nước biển lớn 0,05-0,1 ppm Hiện tại, hệ thống cung cấp để sử dụng tàu có trọng tải lên đến 500 Việc sử dụng cho tàu lớn tiến hành [16, 17] 13.6 Sơn cơng trình xa bờ Các giàn khoan (gần bờ xa bờ) đường ống dẫn nước nước cần có lớp phủ bảo vệ tương tự lớp sơn dùng sơn tàu biển Chúng thường gọi 'lớp phủ hạng nặng' Giàn khoan có ba loại: giàn nửa chìm nửa nổi, giàn chân chống/tự nâng tàu khoan Tất coi tĩnh q trình khoan Các bệ chỗ giao đường ống từ mỏ khí dầu đường ống nối vào đất liền kết cấu tĩnh giống giàn khoan, khơng có thiết bị khoan; nhiên, chúng nằm cố định mơi trường ăn mịn nên chúng yêu cầu hệ thống lớp phủ bảo vệ hiệu yêu cầu tần suất bảo trì tối thiểu Bảo vệ chống ăn mòn quan trọng việc chống bám bẩn (hà), ngoại trừ trường hợp sinh vật biển góp phần vào việc bắt đầu ăn mịn; đó, khơng tiết kiệm chi phí cách giảm lực cản sơn hàng hải Giống tàu, cơng trình ngồi khơi cần có hệ thống sơn nhiều lớp, góp phần chống ăn mịn bám bẩn Việc sơn cấu trúc thực bờ điều kiện vi khí hậu tương tự Trong q trình sử dụng, khó để sửa chữa lớp phủ ban đầu làm hỏng lớp phủ cố Các cấu trúc chia làm ba khu vực tiếp xúc với điều kiện mơi trường khác Đó vùng khí (gần giống với mặt cấu trúc thượng tầng tàu), "vùng nước " (giống với phần mui tàu) vùng "ngập nước" (giống với đáy tàu) Giudice [18] xác định có 12 loại bề mặt bên bên ngoài, yêu cầu hệ sơn khác Các hệ sơn sử dụng bề mặt khác ví dụ Bảng 13.11 Các bề mặt khác bao gồm bề mặt tank chứa nước dằn tàu nước ngọt, máy móc, v.v Bảng 13.11 STT Tên Đặc điểm Bề mặt bên ngồi - (thân tàu, bể chứa thang, v.v.) Sơn lót Sơn lót kẽm silicat (một lớp, độ dày màng sơn khơ 70 µm) Lớp sơn thứ Sơn polyamide-epoxy đóng rắn sắt oxit sắt oxit (1 lớp, độ dày màng khơ (dft) 120µm) Lớp sơn thứ Sơn vinyl khô nhanh hiệu suất cao (một lớp, l00µm dft) hai Lớp phủ Sơn vinyl acrylic (một lớp, 50µm dft) Các boong bên ngồi - (bao gồm boong sân bay trực thăng) Sơn lót Sơn lót kẽm silicat (một lớp, độ dày màng sơn khơ 70 µm) Sơn trung gian Sơn epoxy hai thành phần đóng rắn polyamide (một lớp, 3.1 3.2 4.1 4.2 4.3 120µm dft) Sơn epoxy hai thành phần đóng rắn polyamide (một lớp, Lớp phủ 120µm dft) (kết hợp cát silica sấy khơ lửa 300500µm) Vùng ngập nước - Chân, bề mặt tank spud, giàn khoan tự nâng Sơn epoxy sắc tố kẽm phốt phát hai thành phần đóng rắn Sơn lót polyamide (một lớp, 50µm dft) Sơn epoxy hai thành phần đóng rắn polyamide (ba lớp, Sơn phủ 360µm dft) Bên đường tải trọng khoan (phao, cột, giằng, v.v.) Sơn lót Sơn lót vinyl (một lớp, 5µm dft) Sơn trung gian Sơn epoxy hai thành phần đóng rắn polyamide (ba lớp, thứ 360µm dft) Sơn trung gian Sơn cao su clo hóa sắc tố nhơm (một lớp, 40µm dft) thứ hai Sơn cao, tự đánh bóng, chống rỉ (hai lớp, Sơn phủ 200µm dft) Vùng đáy biển Phòng chứa bùn phòng bơm bùn; hố bùn, bể chứa bùn máy bơm bùn (bên ngoài) Sơn epoxy sắc tố kẽm hai thành phần đóng rắn polyamide, Sơn lót (một lớp, dft 50 µm) Sơn epoxy hai thành phần, kết cấu cao, đóng rắn polyamide Sơn phủ (hai lớp, 240µm dft) Hố bùn tank chứa bùn (bên trong) Sơn lót Sơn lót rửa vinyl (một lớp, µm dft) Sơn epoxy nhựa than đá hai thành phần đóng rắn Sơn phủ polyamide, đóng rắn nhanh (hai lớp, 240 µm dft) Sàn khoan Sơn lót Sơn kẽm silicat (một lớp, 70µm dft) Sơn epoxy hai thành phần đóng rắn polyamide (ba lớp, Sơn phủ 360µm dft) Kết luận Mục đích chủ tàu tránh việc cập cảng khô thường xuyên tốn Do đó, họ quan tâm đến sản phẩm sơn chống ăn mòn chống bám bẩn Các tàu lớn (ví dụ siêu tàu chở dầu) địi hỏi hệ sơn cần bảo dưỡng thường xuyên, việc ngăn ngừa bám bẩn thời gian dài đặt yêu cầu tương tự Do đó, loại sơn cung cấp thi cơng điều kiện bất lợi Một số khu vực định mặt cấu trúc thượng tầng sơn lại tàu biển Các loại sơn chống ăn mòn chống bám bẩn cho môi trường biển cần nghiên cứu cải tiến để phát triển loại sơn hiệu thân thiện với môi trường Tài liệu tham khảo [1] GITLITZ M H, J Coatings Technol 53 46 (1981) [2] DEXTER S C, Biofouling 97-127 (1993) [3] BANFIELD T A, Protective Painting of Ships & Structural Steel SITA Ltd, Manchester ( 1978); J Oil Colour Chem Assoc 63 53 ( 1980); 63 93 ( 1980) [4] VAN DER KERK G JM & LUIJTEN JG A, J Appl Chem 314 (1954) [5] EVANS c J & SMITH P J, J Oil Colour Chem Assoc 58 160 (1975) [6] CHROMY L & UHACZ K, J Oil Colour Chem Assoc 61 39 (1978) [7] HARE c H, J Protective Coat Linings 10 (2) 83-89 ( 1993) [8] MONTERMOSO J C et al, J Polym Sci 32 523 ( 1958) [9] LEEBRICK J, US Patent 3.167.473 (1965) [10] HARPUR w & MILNE A, Proc 5th PRA lnternat Conf, pp 45-50 May (1983) [11] ANDERSON C D, Drydock, Dec (1993) [12] ANON, Pigment Resin Technol 23 (2) 16-17 (1994) [13] ANON, Europ Paint Resin News 31(10)11 (1993) [14] WILLEMSEN p R & FERRARI G M, Surface Coatings Internal 10 423-427 (1993) [15] WAKE M, Seatrade Rev October 33 35 (1992) [16] ANON, Europ Paint Resin News 31 (3) 11 (1993) [17] NISHI A et al MHI Technical Rev 29 (1) 30-35 (1992) [18] GIUDICE C A, EuroCoat J 344-354 (1993) ... phốt phát công thức lên 13.5.1 Sơn mặt cấu trúc thượng tầng tàu Các loại sơn để sơn bề mặt kết cấu thượng tầng có yêu cầu gióng loại sơn sử dụng sơn thương mại thị trường: yêu cầu sơn lót, sơn phủ... bám bẩn làm lớp sơn hồn thiện Vì vậy, thơng thường sử dụng chất chống bám bẩn sơn đáy tàu 13.5.3 Sơn đáy tàu Các hệ sơn mô tả cho mặt cấu trúc thượng tầng tàu sử dụng cho sơn đáy tàu Tuy nhiên,... 5,6 44,0 100,0 Loại sơn sử dụng cho tàu đóng tàu bảo dưỡng sơn lại Sơn chống bám bẩn sơn sau tàu hoạt động khoảng thời gian ngắn, lâu sau thời gian tối ưu để sơn phủ lớp sơn epoxy nhựa than đá