Необрастающее покрытие

 

Изобретение относится к области необрастающих покрытий, пригодных для защиты от обрастания подводной части судов, устройств и конструкций, эксплуатирующихся в водной среде. Покрытие выполнено из состава, включающего полимерную основу, обеспечивающую необходимые механические свойства покрытия, и присадку β-активных радионуклидов, обеспечивающих подавление оседания расселительных стадий обрастателей за счет создания высоких мощностей доз радиации в непосредственной близости от покрытия, которую в виде мелкодисперсного порошка или раствора вводят в полимерную основу, и из полученного состава формируют тонкую прочную пленку, которую выкраивают и приклеивают на подводную часть судов, устройств и конструкций, эксплуатирующихся в водной среде. Технической задачей изобретения является обеспечение радиационной безопасности процесса нанесения покрытия на поверхность судна, простота дезактивации помещения (плавучего дока), снижение экологических последствий воздействия необрастающего покрытия на среду.

Предлагаемое изобретение относится к области необрастающих покрытий, пригодных для защиты от обрастания подводной части судов, устройств и конструкций, эксплуатирующихся в водной среде. Обрастание подводной части судов морскими организмами приводит к резкому сокращению скорости судов, повышенному расходу топлива, порче корпуса судна и его покрытия. Для различных устройств и конструкций, эксплуатирующихся в водной среде - гидротехнических сооружений типа шлюзов и доков, плавучих и другие платформ, используемых для размещения различного оборудования, прежде всего бурильного и добывающего, а также различного рода спасательных аппаратов и другой аналогичной техники, обрастание является критичным для обеспечения герметичности периодически открываемых и закрываемых ворот, заслонок и люков, нормального функционирования различного рода выдвигаемых устройств и приспособлений, общей массы аппаратов и конструкций, а также снижение оптических свойств прозрачных окон, осветительных приборов и объективов.

Важнейшими свойствами необрастающих покрытий являются способность предотвращать обрастание всеми видами организмов (личинки беспозвоночных, споры макроводорослей и т.п.) и длительностью эффективного действия. Важным свойством любого покрытия подводной части судов, особенно скоростных, является его высокая гладкость (малая шероховатость), а для оптических приборов - сохранение оптических свойств.

Известны средства защиты от обрастания - лакокрасочные необрастающие покрытия, содержащие различные яды (фунгициды и инсектициды), например КФ-751, ХВ-53, ХС-79, КР-24, ЯН-7А, которые отрицательно влияют на окружающую водную среду и ее обитателей. Срок эффективного действия таких покрытий обычно не превышает 1,5-2 лет, что связано с необходимой для угнетения жизнедеятельности обрастателей достаточно высокой скорости выщелачивания яда из покрытия (~1 г/м²· сут). Частичная растворимость покрытия при его значительной толщине (0,7-1,8 мм) во время эксплуатации приводит к увеличению шероховатости подводной поверхности судов, а значит, к повышенной турбулентности в пограничном слое, повышенному сопротивлению трения и относительному увеличению смоченной поверхности, снижению эксплуатационных свойствах других устройств и конструкций, эксплуатирующихся в водной среде.

В качестве прототипа изобретения может быть рассмотрена заявка на изобретение №98101309/20 (001194) от 20.01.98 - лакокрасочное необрастающее покрытие, обеспечивающее подавление оседания расселительных стадий обрастателей не за счет применения различных ядов или наркотизирующих веществ (патент СССР SU №1819276 A3), а за счет создания высоких мощностей доз радиации (Р≈ 10²...10³ Р/час) в непосредственной близости от покрытия (d=0.5...2 мм), что обеспечивает прерывание, таким образом, процесса обрастания.

Недостатком предложенного технического решения является существенная радиационная опасность технологических процессов нанесения необрастающего лакокрасочного покрытия, требующих существенных мер безопасности персонала от капель, брызг и аэрозолей в процессе окраски поверхности судна, устройства или сооружения и дезактивации рабочего помещения (плавучего дока).

Целью изобретения является упрощение процессов обеспечения радиационной безопасности нанесения покрытия на поверхность судна или другого устройства или конструкции, эксплуатирующихся в водной среде, дезактивации помещения (плавучего дока), снижения экологических последствий воздействия необрастающего покрытия на среду.

Сущность изобретения заключается в том, что в отличие от прототипа необрастающего покрытия для защиты от обрастания подводной части судов или других устройств и конструкций, эксплуатирующихся в водной среде, содержащего лакокрасочную основу, обеспечивающую необходимые механические свойства покрытия, и комплекс примесей β -активных радионуклидов, обеспечивающих подавление оседания расселительных стадий обрастателей за счет создания высоких мощностей доз радиации в непосредственной близости от покрытия, присадка β -активных радионуклидов в виде мелко дисперсного порошка или раствора вводится не в лакокрасочную основу, а в полимерный состав, из которого в дальнейшем формируется тонкая прочная пленка, поступающая к потребителям. Процесс нанесения покрытия в этом случае сводится к раскрою пленки и ее наклеиванию на подводную поверхность судна или другие устройства и конструкции, эксплуатирующиеся в водной среде. Это исключает возможность возникновения случайных брызг, капель и аэрозолей и облегчает дезактивацию помещения для производства работы, которая в этом случае сводится к уборке и утилизации обрезков пленки.

Случайное повреждение покрытия судна или других устройств и конструкций, эксплуатирующихся в водной среде, в результате разного рода нештатных ситуаций в этом случае приводит не к массе мелких осыпаний поврежденного лакокрасочного покрытия, а к большим фрагментам сорванной пленки, в большинстве случаев остающейся на оклеенной поверхности.

Для технической реализации изобретения возможно применение любых полимерных пленок, обладающих достаточной прочностью и стойкостью к воздействию окружающей среды (прозрачностью в требуемом диапазоне длин волн оптических приборов). Выбор конкретного вида пленки - прерогатива изготовителя. Авторами в эксперименте для получения пленки использовался лавсан (аналогичный зарубежный полимер носит название “майлар”). Необходимая доля препаратов β -активных радионуклидов и их типы детально изложены в изобретении-прототипе. Это препараты ¹⁴⁷Pm, ¹⁵⁵Eu, ⁶⁰Со, ³Н, ⁶³Ni; ограниченно пригодны ¹³⁴Cz и ⁹⁰Sr. Массовая доля препаратов в составе покрытия лежит в пределах 10^-3…10^-4 в пересчете на чистый радионуклид. Толщина пленки, с одной стороны, ограничена прочностью, с другой стороны, - сильным поглощением β -электронов в материале самой пленки. Поэтому применительно к лавсану толщину пленки целесообразно выбирать в пределах 20...40 мкм.

Для изготовления пленки могут быть использованы практически любые типы экструдеров со смесителями, имеющиеся у изготовителя и пригодные для получения пленки. Авторами в эксперименте использована машина типа “Гластрудер” фирмы “Goldsworthy Enginiring, Inc.”

Для приклеивания пленки может быть использован широкий спектр водостойких клеев, имеющих достаточную адгезию с пленкой и оклеиваемой поверхностью. Очень удобны контактные клеи. Авторами в эксперименте использован широко используемый в военной и обувной промышленности клей типа “88Н”.

Таким образом, заявленное необрастающее покрытие по сравнению с известными позволяет обеспечить большую радиационную безопасность процесса нанесения покрытия на поверхность судов или других устройств и конструкций, эксплуатирующихся в водной среде, простоту дезактивации рабочего помещения (плавучего дока) и снижение возможных экологических последствий воздействия необрастающего покрытия на среду.

Формула изобретения

Необрастающее покрытие для защиты от обрастания подводной части судов, устройств и конструкций, эксплуатирующихся в водной среде, выполненное из состава, включающего полимерную основу, обеспечивающую необходимые механические свойства покрытия, и присадку β-активных радионуклидов, обеспечивающих подавление оседания расселительных стадий обрастателей за счет создания высоких мощностей доз радиации в непосредственной близости от покрытия, отличающееся тем, что присадку β-активных радионуклидов в виде мелкодисперсного порошка или раствора вводят в полимерную основу и из полученного состава формируют тонкую прочную пленку, которую выкраивают и приклеивают на подводную часть судов, устройств и конструкций, эксплуатирующихся в водной среде.