铝壳舰船用防污涂层的性能评价
□ 穆振军1,2,任润桃1,2,陈翔峰2,叶章基1,2,王 军1,3,陈光章1,3
(1.海洋腐蚀与防护国防科技重点实验室,福建厦门 361002；2.洛阳船舶材料研究所厦门分部,福建厦门 361002；3.洛阳船舶材料研究所青岛分部,山东青岛 266071)

0 前 言
由于铝材质轻、无磁、优良的工艺性能、较好的耐海水腐蚀性能、合适的强度和价格,故世界各国还在大量采用铝合金来制造各种快艇、交通艇、游览艇、气垫船、地效翼艇、救捞救助艇和舰船的上层建筑结构等。作为船体板材料,全世界几乎都用Al-Mg系合金,如美国的5083(LF4)防锈铝；而型材和筋骨常用强度较高的硬铝合金,如美国的6023。水下的保护采用涂层＋阴极保护。以往的涂层配套体系为环氧涂料加有机锡防污涂料。自IMO发起的全世界禁用有机锡条约生效后,我国新建造的铝壳快艇防污涂料首先采用低表面能防污涂料,而阴极保护采用Al-Zn-In-Mg-Ti铝牺牲阳极。对新造的救捞局的铝壳快艇进行防腐防污观测和跟踪发现,艇体水下涂层完好,阴极保护良好,全艇无锈蚀,但防污状况不能令人满意,见图1、图2,即在防污涂料上长有较多的藤壶和苔藓等海生物,在东南沿海的快艇快的可在2个月内附着上述海生物,这些海生物在高速航行时仍无法冲刷掉,可降低约4节的航速,为此引起了各部门的高度重视。因此,国内外著名的厂家和研究单位、伦敦、关西、海悦、海化院、七二五所等共同以厦门海上试验站为中心,对铝壳快艇的防污涂料进行联手攻关和研究,对目前国内外不同生产厂家提供的铝合金配套防污涂料在厦门、三亚和青岛海域进行了实海浸泡、厦门海域动态模拟加速、腐蚀测试和电化学阻抗测试试验等。

1 试验部分
1.1 试验材料
试验样板：5083铝合金为底板。
试验防污涂料：不同厂家提供的防污涂料配套体系有所不同,大致可以分为低表面能类防污涂料、硫氰酸亚铜类防污涂料、无毒环保类防污涂料3类。
1.2 试验方法和试验
1.2.1 实海浸泡试验
在厦门、三亚和青岛三个海域同时进行实海浸泡试验,根据GB/T5370-1985执行。主要考察各类防污涂料在静态海水中的防污性能。
1.2.2 动态模拟加速试验
在厦门海域进行防污涂料动态模拟加速试验,根据GB/T7789-1987执行,即在40节线速度下旋转200 h,再实海挂样1个月为一周期,模拟船舶航行状态下防污涂料的防污性能。
1.2.3 高速冲刷试验
试验冲刷速度选择40节,参照GB/T9260-1988执行。考察防污涂层耐高速冲刷性能。
1.2.4 防污涂料对铝合金腐蚀测试
为了测试涂层破损导致防污涂料对铝合金基体腐蚀的影响,设计了防污涂料直接刷涂在铝合金样板上,通过试验前后铝合金样板的失重和铝板表面腐蚀状态来评价防污涂料对铝合金的腐蚀影响。
1.2.5 涂层电化学阻抗测试
在3.5％的NaCl溶液中浸泡60 d,测试样板的电位和交流阻抗,分析涂层对铝合金的保护作用。

2 试验结果与讨论
2.1 实海浸泡试验
从三个海域的浸泡结果来看,各种防污涂层样板在厦门海域海生物附着量多,三亚次之,青岛少。厦门海域实海浸泡试验结果：低表面能类防污涂料浸泡9个月后,样板表面被藤壶和石灰虫附着,面积约为10％～20％。其防污效果在静态海水中实际上仅能保持6～8个月；硫氰酸亚铜类防污涂料,各厂家生产防污涂料效果有所不同,其防污效果一般为6～12个月；无毒环保类防污涂料,防污效果差,一般均在6个月以下。样板表面状况如图3所示。

青岛和三亚海域试验结果：各厂家所提供防污涂料在青岛海域的实验结果较好,其防污效果一般都在12个月以上；三亚海域的海生物种类主要有石灰虫和藤壶,各类防污涂料的防污效果能够维持8～12个月。样板表面状况如图4和图5所示。