[發明專利]一種船舶螺旋槳防護配套涂層環境適應性試驗裝置與方法

在審

• 申請號: 202010933434.2
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112014314A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 王利;藺存國;蘇艷;張金偉;侯健
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所;中國兵器工業第五九研究所
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04;G01N13/00;G01N33/32
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 白瑩;于正河

本發明屬于船舶螺旋槳防護配套材料性能評價技術領域，具體涉及一種船舶螺旋槳防護配套涂層環境適應性試驗裝置與方法，裝置通過模擬船舶螺旋槳不同半徑處的螺距角與線速度，對船舶螺旋槳運行工況的進行模擬，能夠在實驗室內測試螺旋槳葉片在不同螺距角、不同轉速(線速度)下的配套性能，包括海水剪切導致的粗糙度升高、起泡、脫落等現象，實現快速評價螺旋槳防污和配套涂層的環境適應性，基于耗費低、評定快速和符合實際運行環境的特點，縮短防護涂層研制周期，解決了缺乏防護涂層在螺旋槳表面環境適應性評價方法導致的涂層應用受限的問題，具有顯著的經濟效益和行業發展推動作用。

技術領域：

本發明屬于船舶螺旋槳防護配套材料性能評價技術領域，具體涉及一種船舶螺旋槳防護配套涂層環境適應性試驗裝置與方法，可于實驗室內測試螺旋槳葉片在不同螺距角、不同轉速(線速度)下的配套性能。

背景技術：

螺旋槳是船舶推進系統的關鍵部件，由于其服役工況的惡劣和復雜性，污損問題尚未得到解決。海洋生物污損可顯著降低螺旋槳推進效率、增大噪聲、增加船舶維修保養時間，研究表明，僅3個月的污損就可使螺旋槳推進效率降低10％以上，航速下降20％，能耗增加40％，必須采取措施予以防除。

海洋防污涂料經歷了從有毒到環保，從短期到長效的發展過程，主要有3種類型：一是采用氯化橡膠等非拋光性成膜物，添加氧化亞銅和其他輔助性防污劑構成的磨蝕型防污涂料；二是采用丙烯酸銅/鋅/硅自拋光性成膜物，采用氧化亞銅和其他輔助性防污劑構成的無錫自拋光型防污涂料；三是采用有機硅彈性體作為成膜物，添加硅油等表面能調節劑形成的污損釋放型防污涂料。由于船舶螺旋槳服役工況的惡劣性和復雜性(例如高速水流剪切作用)，防污涂層在螺旋槳表面的配套應用始終是一個難題。

1995年，國際油漆公司(IP)在螺旋槳上涂覆Intersleek涂料形成涂層，使用12個月后，涂層情況良好，無海洋生物污損，僅在葉片的前端邊緣有大約5％的涂層出現剝落。英國貝爾佐納公司推出可耐受115節的超高轉速而不損壞的Belzona2141聚氨酯樹脂涂料，能夠承受局部高壓空蝕、腐蝕，容易施工，可應用于水輪機、螺旋槳、閥等部件。澳大利亞的螺旋槳專用涂料PropTreat^TM于2005年應用在西澳大利亞海域的螺旋槳上。美國PYI公司的螺旋槳專用防污涂料Velox Plus的防污期效為2年。中國上海外高橋造船海洋工程設計有限公司曾采用耐磨鋁粉純環氧底漆、彈性不沾污過渡漆和含氟聚合物不沾污防污面漆配套涂裝，對螺旋槳進行防污試驗。

目前，防污涂層研制生產已得到較好發展，對防污材料防污性能的評價主要采用GB/T5370-2007規定的淺海掛板實驗和GB/T7789-2007規定的船舶防污漆防污性能動態試驗方法，主要是對防污材料表面污損生物的附著數量和覆蓋面積進行分析，不能評價防污材料在螺旋槳惡劣運行工況下的海水環境適應性。由于缺乏防污涂層及其配套體系在螺旋槳表面環境適應性數據，阻礙了實船驗證與應用。現有技術中也沒有相關的文獻和報道。因此，設計和建立合理的螺旋槳防護涂層配套性試驗裝置與方法，對于開展螺旋槳防護涂層配套性試驗，推動螺旋槳防護涂層的發展，具有重要意義。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求設計一種船舶螺旋槳防護配套涂層環境適應性試驗裝置與方法，便于拆裝，具有耗費低、快速和較符合實際運行環境的特點。

為了實現上述目的，本發明涉及的船舶螺旋槳防護配套涂層環境適應性試驗裝置的主體結構包括支架、轉速計、電機、旋轉軸、試驗水槽和螺旋槳模擬試驗盤；支架的頂部設置有轉速計和電機，轉速計與電機電連接，電機通過旋轉軸與設置在試驗水槽中的螺旋槳模擬試驗盤連接，支架的底部與試驗水槽連接；螺旋槳模擬試驗盤的主體結構包括圓盤、固定孔、圓筒、連接孔、螺桿、螺母和試樣固定葉片；圓盤的中心設置有固定孔，若干個帶有內絲的圓筒等間距式設置在圓盤的邊緣，圓筒的方向與圓盤的半徑虛擬線一致，靠近圓筒尾部的圓盤上設置有連接孔，螺桿擰入圓筒后，兩端由螺母固定，螺桿的外端與試樣固定葉片連接。