Противообрастающие покрытия для борта и надстроек

Коррозионные повреждения надводного борта, палубы и надстройки возникают в результате комбинированного воздействия морской воды при неблагоприятных погодных условиях и солнца. Антикоррозионная защита надстройки и других элементов корабля достигается обработкой всех поверхностей лакокрасочными материалами.

В 1990-е годы после длительных натурных морских испытаний различных покрытий, а также испытаний их в камере соляного тумана были выработаны следующие требования к покрытиям:

• содержание летучих органических веществ менее 340 г/л;
• отсутствие канцерогенов, свинца, хроматов, токсических веществ;
• согласование с правилами морского ведомства;
• простота применения и возможность ремонта в полевых условиях.

Покрытия для бортов и надстроек на кораблях и судах применяют в зонах выше ватерлинии, переменной ватерлинии, районе надстройки и наружной части.

Для защиты этой части корабля система покрытия должна обеспечивать:

• антикоррозийная защита;
• водонепроницаемый;
• атмосферостойкость;
• устойчивость к царапинам;
• ударопрочность;
• гладкая поверхность;
• легкая очистка.

Поскольку эта часть судна соприкасается с биообрастающей подводной частью, в приведенной выше системе покрытия для ватерлинейной зоны иногда предусмотрено использование противообрастающего покрытия во избежание обрастания в нижней части зоны.

Если судно имеет катодную защиту, система лакокрасочного покрытия должна быть совместима с системой катодной защиты, т.е устойчива в щелочной среде.

Противообрастающие покрытия в зоне выше ватерлинии могут подвергаться различным воздействиям (трение о причалы, причалы и другие суда, повреждения дрейфующими льдами и другими плавучими предметами, наличие нефти на поверхности воды и т. Район корабля достаточно уязвим и требует надежной защиты.

Будет интересно: Различные виды корабельных покрытий на основе современных полимеров

Система покрытия обычно состоит из нескольких слоев антикоррозийного покрытия и одного или двух специальных покрытий нужного цвета. В настоящее время для этих целей применяют эпоксидные, полиуретановые, хлоркаучуковые и виниловые покрытия. Наиболее распространенные цвета используемых материалов — черный, синий, красный или красноватый и темно-зеленый.

Покрытия для надстроек и наружных частей (суперструктур)

К надстройкам и надстройкам относятся мосты, мачты, люки, краны, дымовые трубы, антенно-башенные комплексы и др.

Наиболее важные требования к покрытию для них:

• антикоррозийная защита;
• атмосферостойкость;
• устойчивость к царапинам;
• ударопрочность;
• легкая очистка.

Особенно важно, чтобы верхний слой был гладким и твердым, так как на таких поверхностях собирается меньше грязи и их легко чистить. Из эстетических соображений покрытия надстроек гражданских кораблей делают глянцевыми.

Системы окраски надстроек и надстроек состоят из нескольких слоев антикоррозийного покрытия и одного или нескольких финишных слоев желаемого цвета. Алкидные покрытия до сих пор широко используются благодаря хорошему внешнему виду покрытия, требуемым свойствам и невысокой стоимости. Они легко ремонтируются и поэтому особенно подходят для небольших судов, надстройки которых часто повреждаются. Алкидные системы покрытий имеют толщину сухой пленки не менее 100-140 мкм и обычно состоят из двух антикоррозионных грунтовок и двух финишных покрытий. Их легко наносить кистью или валиком.

Корабль, корпус которого вот-вот покроют новым слоем лакокрасочных материалов
Источник: Нижний колонтитул

Надстройки и надстройки на крупных судах обычно окрашивают высококачественными покрытиями на основе эпоксидных или полиуретановых олигомеров, хлоркаучука или виниловых сополимеров. Эти системы покрытий имеют толщину не менее 200 мкм. Верхний слой таких систем может быть другого типа, чем основы, с лучшими декоративными свойствами и гладкостью, легко поддающийся чистке.

Очень хорошие результаты дает использование полиуретановых покрытий на основе алифатических изоцианатов или акрилатных материалов, которые придают покрытиям более высокий блеск и цветостойкость, чем алкидные эмали. Однако чистые полиуретановые покрытия имеют недостаток — недостаточную адгезию к другим видам покрытий, например при перекрашивании старых покрытий, очень твердых и нерастворимых. В этом случае предпочтительнее использовать акрил-уретановые эмали.

Некоторые части надстроек выполнены из алюминия или оцинкованной стали (например, перила, трубопроводы), поверхность требует специальной подготовки перед покраской и применения специальных грунтовок (см статью «Антикоррозионные покрытия для сухогрузов и легких сплавов» Покрытия для грузовых судов и сухогрузов).

Одним из современных направлений окраски бортов и надстроек является использование полисилоксановых материалов и грунтовок с высоким содержанием цинка. Такие системы покрытий обладают отличной коррозионной стойкостью. Их рекомендуют в качестве защитных покрытий для оборудования надстроек на кораблях и судах. Наряду с полисилоксановыми покрытиями коммерческое применение нашли двухкомпонентные фторированные полиуретаны и двухкомпонентные полиуретановые покрытия на водной основе, показавшие отличные результаты при испытаниях на морских судах.

Рекомендуемая литература: Полевые испытания морских лакокрасочных покрытий для кораблей и кораблей

Перед покраской надстройки и бортов судна проводится тщательная обработка поверхности, которая зависит от типа материала. Подготовку стальной поверхности проводят пескоструйной обработкой или вручную с помощью специальных инструментов. На острых углах или возвышенностях обычно более тонкий слой покрытия, который быстрее изнашивается, эти места тщательно зачищаются щеткой. После удаления ржавчины и старого покрытия начинается обработка поверхности проволочными щетками, электрическими или пневматическими инструментами и наждачной бумагой. На тщательно очищенную и вымытую сухую поверхность наносят грунтовку и не менее двух слоев эмали (рис. 1).

Надводный борт, надстройка и мачта могут быть перекрашены с участием экипажа судна в покрасочных работах. Причем такую ​​косметическую окраску часто можно провести даже во время нахождения корабля в море. При этом подбираются однокомпонентные материалы, наиболее простые в работе, наносятся самыми простыми и доступными ручными инструментами (кистью, валиком).

Рис. 1 Окраска надстройки (а) и бортов (б) судна

Покраску мачты и надстройки следует начинать сверху, иначе брызги краски могут повредить уже окрашенные снизу части судна.

Системы окраски надводного борта однокомпонентными материалами:

• алкидно-уретановая система на основе быстросохнущих, удобных в использовании однокомпонентных материалов. Предварительная подготовка поверхности до степени Sa 2 или St 2;
• бюджетная система на основе однокомпонентной алкидной грунтовки и алкидного финишного покрытия. Предварительная обработка поверхности до степени Sa 2 или St 2.

Двухкомпонентные системы окраски:

• эпоксидно-уретановая система с повышенной стойкостью к истиранию и атмосферным воздействиям, обработка поверхности перед окраской до степени Sa 2 или St 2;
• эпоксидно-полиуретановая двухслойная система с хорошими антикоррозионными свойствами, высокой износостойкостью и атмосферостойкостью, достаточным блеском и практически неограниченным выбором цветов (рис. 2, а);
• эпоксидно-полиуретановая система с улучшенными антикоррозионными свойствами в покрытии за счет использования эпоксидной грунтовки с высоким содержанием цинка и практически неограниченной цветовой гаммой. Система рекомендуется для защиты поверхностей в очень тяжелых условиях эксплуатации и при необходимости обеспечения длительного межремонтного периода (рис. 2, б);
• эпоксидно-полиуретановая система на основе мастичных грунтовок и атмосферостойких поверхностей.

В России для покраски надводных бортов и надстроек выпускаются практически все используемые в мировой практике виды материалов — на основе алкидных, виниловых, полиуретановых и эпоксидных.

Рис. 2 Структура покрытия бортов и надстроек с применением полиуретанового покрытия в качестве финишного слоя

Эмали алкидные ПФ-167 (ТУ 2312-063-05034239-94), ПФ-167 «О» (ТУ 2312-453-0-05034239-95), винилэмаль ХС-436 (ТУ 2312-1948-3909), эпоксидная эмаль ЭП-439 (ТУ 2312-123-05034239-99), эмаль эпоксидно-виниловая «Виниколор» (ТУ 2312-154-05034239-2002).

К новым разработкам относятся акрилоуретановая эмаль «Акропласт» (ТУ 2312-207-56271024-2004), фтороуретановая эмаль «Судофтор» (ТУ 2312-447-0-05034239-95) и эмаль на основе винилалкидной ЭП-23126-23252 (ТУ 2312-2-95). № 2312-7 2012), также разработана бюджетная однокомпонентная эмаль на основе полистирола НП-182 (ТУ 2313-196-56271024-2003).

Покрытия для зоны переменной ватерлинии

Корпус корабля в районе переменной ватерлинии эксплуатируется в очень тяжелых условиях. Механические повреждения защитного покрытия происходят при швартовке к причалам или соседним судам. Это осложняется постоянным смачиванием покрытия водой, воздействием солнца, ветра, перепадами температуры и т.д.

Для защиты этой части кузова необходимо использовать специальные покрытия. К ним относятся винил, хлоркаучук и модифицированные алкиды, например, на основе винилалкидов.

Предпочтительно использовать эмали на основе модифицированных эпоксидных смол, например ВИНЕП (ТУ 2312-140-46953478-2001), или двухкомпонентные полиуретаны — Акропласт (ТУ 2312-207-56271024-2004). Для окраски ватерлинии также можно использовать винилхлоридную эмаль ХС-436 (ТУ 2312-118-05034239-99).

Эпоксидно-углеродные или винилуглеродные материалы не следует использовать из-за низкой водостойкости образующихся покрытий. Для защиты от обрастания в этой части корпуса могут применяться эмали ХС-5226, ХВ-5286, ХВ-142, ХВ-512Е, ХВ-750 желаемого цвета.

Нанесение марок погружения

Иммерсионные марки наносят на корпус на стапеле или в доке, а при долговременной постройке судна — на плаву (рис. 3). Пояс, различные знаки, цифры, отметки погружения и т.п наносят на темном фоне белой краской (алкидной или хлорвиниловой, содержащей двуокись титана), на светлом фоне — черной (алкидной или хлорвиниловой).

Рис. 3 Шкала оценки водолаза на грузовом корабле

Технические характеристики различных покрытий для бортов и надстроек танков подробно описаны в статье «Сравнение характеристик судовых покрытий, производимых в разных странах» Рекомендуемые системы покрытия судов.

Антикоррозионная защита покрытий для палубы

Покрытие шин предназначено для защиты металлических шин от механических повреждений и коррозии, для обеспечения удобного и безопасного передвижения людей (исключения скольжения), в качестве теплоизоляционного слоя и для декоративной отделки. В процессе эксплуатации палубные покрытия испытывают внешнее химическое и механическое воздействие морской воды, влажного воздуха, нефтепродуктов, солнечной радиации, воздействия нагрузок, деформаций, нагрузок износа и др.

В соответствии с назначением и условиями эксплуатации покрытия должны:

• защитить шины от коррозии и механических повреждений;
• быть нескользкой и обеспечивать безопасное передвижение людей по палубе, особенно при качке;
• иметь хорошую адгезию к металлу;
• не разрушаются при деформации и под воздействием перепадов температур;
• не разрушается под воздействием морской воды, влажного воздуха, нефтепродуктов, солнечной радиации;
• быть водостойким, не подвергаться биокоррозии и не выделять компоненты, вызывающие коррозию металла;
• имеет низкую плотность и коэффициент теплопроводности, не поддерживает горение и не способствует распространению пламени;
• быть ремонтопригодным;
• иметь низкую стоимость.

В качестве палубных покрытий в судостроении используются различные покрытия, мастики, дерево, керамическая и ПВХ плитка, линолеум, резина и другие материалы. Для открытых палуб чаще всего используют краску, мастику и покрытия по дереву. В последнее время для открытых террас все чаще используют наливные композитные полы (рис. 4). Для внутренних перекрытий используются смеси, мастичные покрытия, линолеум, керамика и ПВХ-плитка.

Рис. 4 Палуба прогулочного катера

Открытые палубы подвергаются значительным нагрузкам, причем не только механическим, но и проливным морским водам, а также атмосферным воздействиям. Наибольшие повреждения палубного пола приходится на участки по бортам в местах скопления воды и грязи, а также в местах с наибольшим температурным воздействием. Наивысшую устойчивость к морской воде и в то же время к атмосферным воздействиям демонстрируют схемы покрытий, включающие эпоксидные грунтовки и полиуретановые финишные покрытия. Для защиты открытых палуб также применяются системы покрытий на основе однокомпонентных алкидных материалов, которые позволяют легко производить ремонтную покраску силами экипажа. Рекомендуемая предварительная обработка поверхности перед покраской: Sa 2 или St 2.

Рекомендуемая литература: Характеристики обрастания водорослями и моллюсками корпусов судов

Более экономичным вариантом окраски шин является использование алкидных эмалей. Например, открытая палуба ракетного крейсера «Варяг» была окрашена экипажем эпоксидным грунтом ЭФ-065 и алкидной эмалью ПФ-1145 (рис. 5). Покрытие обладает противоскользящими свойствами, так как содержит кварцевый песок.

Палубные покрытия в трюмах судов должны соответствовать требованиям Российского морского регистра по горючести.

Рис. 5 ракетных крейсеров «Варяг» (проект 1164)

Палубные покрытия гражданских судов должны соответствовать приказу Минтранса РФ «Требования к проектированию судов внутреннего водного транспорта Минтранса РФ от 15 мая 2003 г., г. Москва, N НС-59 -р».

ЛКМ для окраски палубы

Наиболее известными покрытиями для террасной доски являются алкидная эмаль ПФ-1145 (ТУ 2312-211-56271024-2005), в которую для уменьшения истирания покрытия добавляют кварцевый песок или электрокорунд. Предназначен для окраски наружных металлических поверхностей палуб судов с неограниченным районом плавания. Схема окраски этой эмалью предусматривает очистку металлической поверхности шины до класса Sa 2 или St 2, а затем нанесение одного из грунтов: ЭФ-065, ВЛ-023, ВЛ-02, ЭП-0263С — и два слоя алкидной эмали ПФ-1145 (рис. 6). Преимущество такого покрытия заключается в дешевизне и возможности нанесения во время плавания экипажем.

Рис. 6 Структура покрытия алкидной эмали

ХК «Пигмент» разработана новая покрывная эмаль ЭП-141 (ТУ 2312-225-56271024-2012), которая также снабжена кварцевым песком или электрокорундом, но обладает лучшими показателями по защитным и физико-механическим свойствам, таким как такие как долговечность, твердость и устойчивость к атмосферным воздействиям.

Компаунды для окраски палубы

В последнее время для покраски покрышек стали активно использовать наливные полы – составы. Холдинговая компания «Пигмент» разработала технологию изготовления противоскользящего покрытия шин на основе эмали «Субкор» (ТУ 2312-149-46953478-2001). Эмаль «Субкор» предназначена для окраски металлоконструкций различного назначения (см статью «Противообледенительные покрытия для стали и сплавов для судов «Покрытия с повышенной гидрофобностью для антиобледенения»), а в данной технологии используется в сочетании с кварцем песок или электрокорунд, что позволяет добиться толстого слоя противоскользящего покрытия с отличными механическими и защитными свойствами (рис. 7).

Рис. 7 Композитная конструкция шины

Такое покрытие требует более тщательной обработки поверхности перед покраской: до Sa 2½.

Холдинговая компания «Пигмент» выпускает компаунд Б-ЭП-205 (ТУ 2312-479-0-05034239-98), который может быть использован для изготовления шинных покрытий как для закрытых, так и для наружных покрышек.

Палубные мастики

Мастика для шин полностью соответствует требованиям и может применяться на шинах из стальных и алюминиевых сплавов. Они хорошо защищают металл покрытия от коррозии, нескользкие, биостойкие, износостойкие, обладают удовлетворительными огнестойкими и теплоизоляционными свойствами, технологичнее, легче и дешевле деревянных покрытий. Помимо основного назначения, шинная мастика используется для выравнивания покрышек, в качестве основы под линолеум, керамическую плитку и паркет. Огнезащитные мастичные покрытия применяются в противопожарных сооружениях.

Деревянные покрытия

На современных кораблях деревянный настил используется редко. В соответствии с санитарно-химическими требованиями их в основном устанавливают на отдельных частях наружных палуб рыболовных судов в местах выгрузки и обработки рыбы и морепродуктов.

Как правило, деревянные палубы изготавливаются из тика и используются на яхтах. Такую шину можно оставить неокрашенной или обработать различными маслами, чаще всего чайным. Стоит отметить, что такая обработка не должна быть слишком частой: в среднем обычно бывает достаточно одного-двух раз за сезон. Чем бережнее обслуживается такое покрытие, тем реже требуется обновление и тем проще оно выполняется.

Тиковая палуба довольно дорогая и имеет ряд недостатков, особенно то, что в тропических условиях она сильно нагревается. Кроме того, тонкие полоски тика (шпона), используемые для настила, могут очень быстро изнашиваться в местах наибольшего движения. Для достижения отличного качества ремонта древесину необходимо просушить и отшлифовать разными видами наждачной шкурки. Однокомпонентные полиуретановые лаки также подходят для традиционных деревянных настилов, но более эффективны с точки зрения защитных и физико-механических свойств покрытия на основе двухкомпонентного полиуретанового лака.

В носовых помещениях пассажирских судов (концертных залах, танцевальных залах, ресторанах и библиотеках) палубы покрыты паркетом.

Керамические покрытия

Такие покрытия наиболее распространены в помещениях пищеблока — камбузах, санитарно-гигиенических и санузлах, кладовых, бассейнах.

Покрытия для палуб авианосцев и вертолетоносцев

Во время Второй мировой войны полетная палуба авианосцев состояла из трех слоев из разных материалов (рис. 8):

• сосновые брусья толщиной 7-8 см;
• тиковые балки;
• верхний слой представляет собой стальную пластину, окрашенную лакокрасочными материалами с маркировкой.

Деревянная полетная палуба имеет ряд преимуществ. Деревянные материалы легко поддаются ремонту: быстро устраняйте повреждения и сохраняйте кабину экипажа в хорошем состоянии. Основным недостатком деревянной палубы была плохая защита от авиабомб и атак камикадзе, что делало авиационные ангары более уязвимыми.

Рис. 8 Фрагмент кабины экипажа авианосца Intrepid

С 1950-х годов возникла необходимость усиления кабины экипажа авианосцев в связи с размещением реактивной авиации. Однако деревянные полетные палубы оставались в эксплуатации без изменений до 1990-х годов. В настоящее время на авианосцах изготавливают только стальные полетные палубы. Палубы современных американских авианосцев покрыты материалом Garon Anti-slip HD. Это смесь на основе эпоксидной смолы, содержащая абразивный материал, поэтому покрытие выглядит как шероховатый асфальт (рис. 9, 10). Такой материал наносится на предварительно загрунтованную стальную кабину экипажа.

Рис. 9 Garon Anti-skid HD авианосца USS George Bush (CVN-77) покрытие палубы, по текстуре напоминающее неровный асфальт

Рис. 10 Фрагмент эпоксидного покрытия Garon Antislip HD

Поверхность палубы тяжелого авианесущего крейсера «Адмирал Кузнецов» покрыта специальным противоскользящим и термостойким покрытием «Омега» (рис. 11). Представляет собой высоконаполненное полимерное покрытие на основе полиуретановых и эпоксидных смол и различных наполнителей – фракционированного кварцевого песка, корунда или гранита.

Рис. 11 Полетная палуба тяжелого авианесущего крейсера «Адмирал Кузнецов»

Для окраски вертолетных площадок применяют эпоксидные или полиуретановые покрытия (рис. 12). В качестве противоскользящих добавок в такие системы вводят корунд, кварцевый песок или резиновую крошку.

Рис. 12 Вертолетная площадка на круизном лайнере

Покрытия вертолетных площадок могут содержать отражающие элементы, такие как стеклянные шарики или призмы.

Ремонт настила палуб надстройки с устройством армоцементного покрытия

В АО «ЦНИИМФ» (Санкт-Петербург) разработана технология ремонта шин с применением армированного цементного покрытия смесью. Армированный цементный настил вместе с существующим настилом образует трехслойную конструкцию, восстанавливающую прочность проржавевшего настила, где металлическая сетка и настил являются несущими слоями. Так как цементный раствор имеет щелочную среду, в которой не развивается коррозия, такое покрытие надежно защищает настил от коррозии. Дополнительно на армированное цементное покрытие наносится гидроизоляционный слой из эпоксидного компаунда (рис. 13). Кроме того, такое покрытие выравнивает палубу, скрывает ранее установленные дублеры и придает вид новому судну. Прочность слоистого покрытия с декингом достигается применением клеевого слоя, нанесенного по специальной технологии, обеспечивающей 100% сцепление цементного покрытия с металлическим настилом.

Рис. 13 Структура армированного цементного покрытия компаундом

Таким образом, данный вид ремонта позволяет получить эффект «три в одном»: восстановление прочности, защита от коррозии и декоративный вид. Данная технология подтверждает тенденцию к увеличению использования составов для покрытия открытых шин как наиболее технологичных материалов для этой цели.

Технические характеристики различных покрытий для палубных покрытий подробно описаны в статье «Сравнение характеристик морских покрытий, производимых в разных странах» Рекомендуемые системы морских покрытий.