رنگ‌ ضدخزه و نقش آن‌ها در صنایع و تاسیسات دریایی

رنگ ضدخزه پوششی تخصصی برای سطوح غوطه‌ور در آب دریا است. این پوشش از چسبیدن جلبک، بارناکل و نرم‌تنان به بدنه شناورها و سازه‌های دریایی جلوگیری می‌کند. زیست‌گرفتگی زبری سطح را بالا می‌برد. در نتیجه، اصطکاک بدنه و مصرف سوخت افزایش می‌یابد. همچنین، فاصله دوره‌های تعمیر در حوضچه خشک کوتاه‌تر می‌شود.

انتخاب پوشش ضدخزه مناسب به نوع شناور، سرعت، الگوی تردد و الزامات زیست‌محیطی بستگی دارد. در این مقاله، ریشه مشکل، مکانیزم عملکرد، انواع آنتی‌فولینگ، آماده‌سازی سطح و کنترل کیفیت اجرا را بررسی می‌کنیم. مبنای بررسی، استانداردهای ISO 12944، ISO 8501-1، ASTM D3623 و کنوانسیون کنترل سیستم‌های مضر ضدخزه سازمان جهانی دریانوردی است. دکتر محمدرضا ناخدازاده، دکترای مهندسی پلیمر، این مقاله را تدوین کرده است. او ۱۶ سال تجربه در پوشش‌های صنعتی و دریایی دارد.

ریشه‌یابی: چرا زیست‌گرفتگی روی بدنه شکل می‌گیرد

زیست‌گرفتگی در چند مرحله پیش می‌رود. نخست، مواد آلی محلول ظرف چند دقیقه روی سطح غوطه‌ور جذب می‌شوند. سپس باکتری‌ها و دیاتوم‌ها طی چند روز لایه‌ای لعاب‌مانند می‌سازند. در نهایت، لارو بارناکل، جلبک و نرم‌تنان روی این لایه مستقر می‌شوند. دما، شوری، نور و جریان آب سرعت این روند را تعیین می‌کنند.

این لایه‌ها زبری بدنه را بالا می‌برند. مطالعات منتشرشده افزایش مصرف سوخت را از چند درصد برای لایه نازک لعاب زیستی تا بیش از ۴۰ درصد برای گرفتگی سخت گزارش کرده‌اند. مقدار دقیق به سرعت، نوع شناور و شدت گرفتگی بستگی دارد. علاوه بر این، گرفتگی سخت وزن بدنه را بالا می‌برد. همچنین، گونه‌های مهاجم را میان بندرها جابه‌جا می‌کند.

مکانیزم عملکرد رنگ ضدخزه

پوشش ضدخزه با آزادسازی کنترل‌شده ماده زیست‌کش از سطح فیلم عمل می‌کند. رایج‌ترین ماده مؤثر، اکسید مس یک‌ظرفیتی است. مواد کمکی مانند پیریتیون روی، دامنه اثر را روی جلبک‌ها کامل می‌کنند. اکسید روی در برخی ماتریس‌ها نرخ سایش فیلم را نیز تنظیم می‌کند.

نرخ آزادسازی باید در یک بازه ثابت بماند. اگر نرخ کم باشد، لعاب زیستی تشکیل می‌شود. اگر زیاد باشد، فیلم زودتر مصرف می‌شود. بنابراین، نوع رزین پایه و نرخ سایش آن، عمر مفید پوشش را تعیین می‌کند.

پوشش‌های بدون زیست‌کش به شیوه دیگری عمل می‌کنند. سطح با انرژی سطحی پایین، چسبندگی موجودات را ضعیف می‌کند. جریان آب هنگام حرکت شناور، آن‌ها را جدا می‌کند.

انواع پوشش ضدخزه

این پوشش‌ها بر اساس نوع رزین و روش آزادسازی به چهار دسته تقسیم می‌شوند.

پوشش ماتریسی محلول

رزین پایه، مانند کلوفون، در آب دریا به‌تدریج حل می‌شود. با حل شدن رزین، ماده زیست‌کش آزاد می‌شود. عمر مفید معمول این نوع بین ۱۲ تا ۳۶ ماه است. محدودیت اصلی آن، نرخ آزادسازی غیرثابت در طول دوره است.

پوشش ماتریسی نامحلول

رزین پایه، مانند وینیل یا آکریلیک، در آب حل نمی‌شود. ماده زیست‌کش از منافذ فیلم نشت می‌کند. پس از اتمام ماده مؤثر، اسکلتی متخلخل روی بدنه باقی می‌ماند. عمر مفید معمول آن ۱۲ تا ۱۸ ماه است. این نوع برای شناورهای کم‌تردد مناسب است.

پوشش خودصیقل‌شونده

در این پوشش‌ها، ماده زیست‌کش به زنجیره پلیمری آکریلیک مسی یا سیلیل‌اکریلات پیوند دارد. آب دریا با پی‌اچ حدود ۸، پیوندهای سطحی را هیدرولیز می‌کند. لایه سطحی حل می‌شود و ماده مؤثر آزاد می‌گردد. نرخ سایش معمولاً چند میکرون در ماه است. بنابراین، آزادسازی تقریباً ثابت می‌ماند و سطح صاف می‌شود. ضخامت هر لایه معمولاً ۱۰۰ تا ۱۵۰ میکرون است. عمر مفید معمول آن ۳۶ تا ۶۰ ماه است و با سرعت و تردد شناور تغییر می‌کند.

پوشش رهاشونده از خزه (سیلیکونی)

این پوشش‌ها بر پایه سیلیکون یا فلوروپلیمر ساخته می‌شوند و زیست‌کش ندارند. انرژی سطحی پایین، چسبندگی موجودات را ضعیف می‌کند. هنگام حرکت شناور، نیروی برشی آب آن‌ها را جدا می‌کند. این سامانه معمولاً به پوشش میانی اتصال‌دهنده نیاز دارد. کارایی آن در سرعت‌های بالاتر از حدود ۱۰ تا ۱۵ گره بهتر است. در شناورهای کم‌تردد یا مستقر در بندر، گرفتگی بیشتر می‌شود.

از نظر انتخاب، الگوی بهره‌برداری تعیین‌کننده است. به‌عنوان مثال، شناور باری با تردد مداوم از پوشش خودصیقل‌شونده سود می‌برد. شناور کم‌تردد اغلب پوشش ماتریسی نامحلول را انتخاب می‌کند. شناور پرسرعت با برنامه شستشوی منظم، گزینه سیلیکونی را بررسی می‌کند. در همه حالت‌ها، عمر مفید نهایی باید از برگه داده فنی محصول تأیید شود.

آماده‌سازی سطح و سامانه ضدخوردگی زیرین

رنگ ضدخزه جایگزین پوشش ضدخوردگی نیست. این پوشش روی سامانه ضدخوردگی اپوکسی اجرا می‌شود. ساختار این سامانه در مقاله سیستم سه‌لایه رنگ‌های دریایی توضیح داده شده است. ISO 12944-2 آب دریا را در رده Im2 قرار می‌دهد. سامانه ضدخوردگی باید برای همین رده طراحی شود. نمونه رایج شامل پرایمر و تاپ‌کوت اپوکسی با ضخامت کل ۲۵۰ تا ۳۰۰ میکرون است. سپس پوشش اتصال‌دهنده و لایه ضدخزه اجرا می‌شود. درباره نقش رزین در محافظت فلز، اپوکسی و محافظت از فلزات را ببینید.

سطح فولادی باید با پاشش ساینده (سندبلاست) به درجه Sa 2.5 مطابق ISO 8501-1 برسد. زبری سطح بر پایه ISO 8503 در محدوده ۴۰ تا ۸۰ میکرون کنترل می‌شود. نمک محلول سطح با روش ISO 8502-9 اندازه‌گیری می‌شود. NORSOK M-501 حداکثر مقدار آن را ۲۰ میلی‌گرم بر مترمربع تعیین می‌کند. دمای فولاد باید دست‌کم ۳ درجه سانتی‌گراد بالاتر از نقطه شبنم باشد.

بدنه آلومینیومی نیاز به توجه ویژه دارد. پوشش‌های مسی روی آلومینیوم خوردگی گالوانیک ایجاد می‌کنند. بنابراین، میان آن‌ها لایه عایق ضدخوردگی لازم است.

محدودیت‌های زیست‌محیطی و جایگزین‌ها

ترکیبات آلی‌قلع، به‌ویژه تری‌بوتیل‌قلع، در دهه ۱۹۶۰ وارد بازار شدند. این ترکیبات در آبزیان اختلال هورمونی ایجاد کردند. سازمان جهانی دریانوردی در سال ۲۰۰۱ کنوانسیون کنترل سیستم‌های مضر ضدخزه را تصویب کرد. اعمال این ترکیبات از سال ۲۰۰۳ ممنوع شد. از سال ۲۰۰۸ نیز بدنه کشتی‌ها نباید آن را در تماس با آب داشته باشد.

سایبوترین هم از سال ۲۰۲۳ در فهرست مواد کنترل‌شده این کنوانسیون قرار گرفته است. جایگزین‌های فعلی دو دسته‌اند. دسته نخست، پوشش‌های مسی با مواد کمکی آلی مانند پیریتیون روی است. دسته دوم، پوشش‌های سیلیکونی یا فلوروپلیمری بدون زیست‌کش است. انتخاب باید مطابق مقررات کشور پرچم و بندرهای محل توقف انجام شود.

کنترل کیفیت پس از اجرا

کنترل کیفیت از لایه‌های ضدخوردگی آغاز می‌شود. ضخامت فیلم خشک روی سطح زبر با ISO 19840 اندازه‌گیری می‌شود. چسبندگی با ISO 4624 یا ASTM D4541 سنجیده می‌شود. حداقل ۵ مگاپاسکال مطابق NORSOK M-501 معیار پذیرش رایج است. ASTM D5162 عیوب و روزنه‌های پوشش روی بستر فلزی را با آزمون ولتاژ بررسی می‌کند. این آزمون‌ها باید پیش از اجرای لایه ضدخزه انجام شوند.

عملکرد پوشش ضدخزه با آزمون پانل در آب دریا ارزیابی می‌شود. ASTM D3623 روش غوطه‌وری پانل‌ها در آب کم‌عمق را تعریف می‌کند. ASTM D4939 روش ارزیابی چشمی پانل‌های ضدخزه را ارائه می‌دهد. بازرسی‌ها در بازه‌های منظم ثبت می‌شوند. همچنین، بازرسی بدنه با برنامه حوضچه خشک هماهنگ می‌شود.

کاربرد در صنایع و تأسیسات دریایی

رنگ ضدخزه روی بدنه کشتی‌های تجاری، شناورهای صیادی و قایق‌های تفریحی اجرا می‌شود. همچنین پایه‌های اسکله، لوله‌های آب دریا و تجهیزات غوطه‌ور را محافظت می‌کند. در سکوهای فراساحلی، ناحیه غوطه‌وری و ناحیه جزر و مد شرایط متفاوتی دارند. در ناحیه جزر و مد، سامانه ضدخوردگی سنگین‌تر اولویت دارد. برای سامانه‌های مطابق NORSOK M-501، مقاله پوشش دریایی صنایع حفاری را مطالعه کنید. نگاه کلی‌تر در راهنمای جامع رنگ‌های دریایی آمده است.

جمع‌بندی

رنگ ضدخزه بخشی از یک سامانه پوششی کامل است. عملکرد آن به آماده‌سازی سطح، سامانه ضدخوردگی زیرین و انتخاب نوع پوشش بستگی دارد. پوشش خودصیقل‌شونده برای تردد مداوم، ماتریسی نامحلول برای تردد کم و سیلیکونی برای سرعت بالا کاربرد دارد. رعایت ISO 12944، ISO 8501-1 و ISO 19840 کیفیت اجرا را قابل راستی‌آزمایی می‌کند. همچنین، انطباق با کنوانسیون سازمان جهانی دریانوردی ریسک حقوقی در بندرها را کاهش می‌دهد. ثبت ضخامت، چسبندگی و شرایط محیطی در گزارش اجرا، پیگیری عملکرد را ممکن می‌کند.

نخست، نوع شناور و الگوی تردد را مشخص کنید. سپس، سامانه ضدخوردگی زیرین را ارزیابی کنید. در نهایت، پوشش سازگار با مقررات را انتخاب کنید. برای بررسی فنی سامانه شناور یا سازه خود، با کارشناسان پویا رزین پوشش تماس بگیرید. مشاوره فنی رایگان و بازدید میدانی با هماهنگی دکتر محمدرضا ناخدازاده انجام می‌شود. جزئیات بیشتر در بخش محصولات دریایی موجود است.

تلفن: 09120540136
ایمیل: nakhoda86@pouyaresincoating.ir
وب‌سایت: pouyaresincoating.ir