[發明專利]一種防止船舶螺旋槳腐蝕和海生物污損的方法

無效

• 申請號: 201110154595.2
• 申請日: 2011-05-27
• 公開（公告）號: CN102336256A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 許立坤;李相波;辛永磊;李守彪
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: B63B59/04
• 分類號: B63B59/04;C23C4/10;C23F13/06;B32B15/04;B32B15/18;B32B18/00
• 代理公司: 青島高曉專利事務所 37104
• 代理人: 隋臻瑋

技術領域：

本發明涉及一種防止船舶螺旋槳腐蝕和海生物污損的方法。該方法適用于防止船舶螺旋槳的腐蝕以及海生物在螺旋槳表面的污損附著。屬海洋腐蝕與防護技術領域。

背景技術：

海水是一種很強的腐蝕性介質。船舶螺旋槳通常采用銅合金材料制造，在工作過程中除了受到海水的電化學腐蝕外，還會遭受海水沖刷腐蝕、空泡腐蝕等破壞，造成其表面損傷，縮減其使用壽命。同時，螺旋槳表面在海水中還很容易產生海生物污損附著，生物污損會影響螺旋槳的推進效率，并增大螺旋槳在水下的噪音，有時污損生物還會導致銅合金表面加速腐蝕。采用耐蝕材料是防止船舶螺旋槳腐蝕的方法之一，如采用鈦合金等，但其價格昂貴，因而銅合金仍然是目前最常用的螺旋槳材料。近年來，有人開展了非金屬復合材料螺旋槳的研究，盡管具有較好的耐海水腐蝕性能，但目前還沒有進入實際的應用。陰極保護也是防止船舶螺旋槳腐蝕的有效方法之一，通過采用犧牲陽極或外加電流陰極保護系統可以在保護船體的同時，對螺旋槳進行保護。盡管可以減輕海水腐蝕，但僅靠陰極保護方法并不能完全解決螺旋槳的沖刷腐蝕和空泡腐蝕等在力學因素作用下的損傷。此外，以上這些防止腐蝕的方法均不能夠解決海生物污損問題，而且由于螺旋槳表面得到保護后，如銅合金表面不發生腐蝕，則其表面更容易形成海生物污損附著。對于經常停靠在碼頭上，航行時間較少的船舶，其螺旋槳海生物污損的問題會表現得更加嚴重。也曾有人在螺旋槳表面涂覆有機防腐涂層和防污漆來解決螺旋槳的腐蝕和污損問題，但有機油漆涂層很容易破壞，使用期效短，不能提供長期有效的保護。

發明內容：

本發明的目的在于針對上述現有船舶螺旋槳防腐和防污方法所存在的不足，提供一種可同時防止螺旋槳腐蝕和海生物污損的長效方法。本發明方法采用陰極保護、陶瓷絕緣涂層和金屬防污涂層的有機結合，可以實現船舶螺旋槳的防腐和防污。采用該方法可有效解決船舶螺旋槳的腐蝕和海生物污損問題，并提供長壽命保護。

為了實現上述發明目的，本發明的船舶螺旋槳防腐防污方法是在銅合金螺旋槳基體上先采用熱噴涂方法制備金屬氧化物陶瓷絕緣涂層，然后在其上制備金屬防污涂層，同時對螺旋槳實施陰極保護。

陶瓷絕緣中間層具有高的硬度和優異的耐沖刷腐蝕性能，從而可有效減輕螺旋槳銅合金表面的腐蝕破壞，但熱噴涂涂層不可避免地存在孔隙等缺陷，仍會導致基體的腐蝕，而陰極保護則可以解決這一問題，使涂層缺陷下的基體腐蝕得到有效抑制。同時由于有陶瓷絕緣涂層存在，可以顯著減輕銅合金螺旋槳和鋼質船體之間的電偶腐蝕作用，使得銅合金螺旋槳所需的保護電流較完全裸露的表面顯著降低，有利于優化整個船體(含螺旋槳)的陰極保護效果。另一方面，由于有了絕緣陶瓷涂層的存在，可以使表面的金屬防污涂層不會得到陰極保護，銅防污涂層在自然腐蝕的過程中可以形成具有防污功效的表面，從而防止海生物的附著。

本發明對銅合金螺旋槳表面先采用噴砂等方法去除氧化皮并獲得均勻粗糙的表面，然后在表面上采用熱噴涂方法噴涂金屬粘接涂層，粘結涂層的噴涂材料為自粘結鋁青銅粉末，它和銅合金基體之間具有良好的相容性。噴涂粘結涂層的厚度為30-100μm。合適的粘結涂層厚度可以改善陶瓷涂層與銅合金基體之間的結合強度。然后在粘結涂層表面制備金屬氧化物陶瓷絕緣涂層，金屬氧化物陶瓷絕緣涂層的材料包括單組份氧化物，如純Al₂O₃、Cr₂O₃等以及添加低熔點TiO₂或SiO₂的多元復合粉末，采用復合粉末噴涂獲得的陶瓷涂層組織更均勻致密，孔隙率更低。采用納米級氧化物粉末能夠獲得更優異的涂層性能。該陶瓷絕緣涂層采用熱噴涂方法制備，如等離子噴涂。陶瓷涂層噴涂厚度為100-200μm。在制備好的陶瓷絕緣涂層上采用熱噴涂方法制備金屬防污涂層，金屬防污涂層是純銅或具有防污功效的銅合金，其厚度為50-200μm。金屬防污涂層不僅可以防止海生物的污損附著，而且可以進一步增強對銅合金螺旋槳基體的保護。

本發明對螺旋槳施加陰極保護可以采用犧牲陽極也可以采用外加電流方法。當采用犧牲陽極時，可以采用鋅合金或鋁合金陽極材料，布置在船體上或直接安裝在螺旋槳上(犧牲陽極制成將軍帽)。當采用外加電流陰極保護時，需采用滑環和碳刷組成的軸接地裝置將螺旋槳和船體電性連接，使螺旋槳獲得陰極保護電流。