“水，到处都是水，却没有一滴可以喝……”在同名诗中，一位古代水手哀叹道。虽然很多人记得学生时代的这句话，但很少有人记得下一句“深而烂”。即使不记得课文，今天很多人也会重复古代水手的抱怨:我们周围的水几乎不适合喝，污染问题确实很深。受污染的沿海水域每年给世界经济造成的死亡和疾病损失超过125亿美元。至少部分问题源于化石燃料的燃烧，化石燃料占世界总能源供应的80%。据估计，世界对这些燃料的总消费量相当于每年10亿吨石油。这个问题还在加剧。未来十年，中国和印度等新兴经济体的人均能源使用量预计将翻一番。科学家们现在相信燃烧这些燃料将极大地改变海洋生物，这并不奇怪。
据估计，航运业每年使用3.5至4.1亿吨燃料，导致数百万吨二氧化碳排放。全球CO排放量 2 据信，航运业的排放量是航空业的两倍。因此，减少船舶燃料使用量可以对污染产生重大影响，并节省大量资金。
实现这一目标的一种方法是使用防止海洋生物生长的涂层。通过消除这些生物在船体上积聚所引起的表面阻力，这种涂层可以减少推动船只所需的燃料量。新的粉末涂料和热喷涂设备使这些涂料更容易和更经济地应用于今天的船舶。
图1。这些图片说明了来自佛罗里达理工学院腐蚀和生物污染控制中心的测试结果。测试是在一系列4 × 8英寸的套管上进行的。2006年5月24日至2007年6月1日期间，在佛罗里达州印第安河泻湖水下3.3英尺(1米)处放置了静态浸泡板。控制板的前后都没有涂层，有大量的藤壶和管虫污染;其他的面板，保持相对自由的大污垢，涂上了新的保护粉末涂层。
聚合物基质中的粉末
一个这样的进步是环境安全，自清洁，海洋船舶船体保护粉末涂料。该涂层适用于钢和玻璃纤维船底，显著降低了海洋生长引起的维护成本和燃料消耗。聚合物/氧化铜基涂层不含三丁基锡(TBT)或挥发性有机化合物(VOCs)，并且不烧蚀或磨损。据估计，这种新型海洋涂料的使用寿命将是传统涂料的五倍，减少了刮擦或重新喷漆的需要。这种正在申请专利的粉末涂层在聚合物基质中含有均匀分散的活性氧化铜和银离子网络，当使用专有的热喷涂工艺时，该聚合物基质完全熔化。聚合物基质可将铜氧化物固定数年。使用含有氧化铜的传统涂料，最靠近表面的颗粒会迅速消融，留下一个空间，让水在涂料表面发挥作用。这种烧蚀加速，限制涂层寿命。使用新的粉末涂料，有效成分总是牢固地保持在涂层中，涂层的浸出率低于EPA允许的1/10，同时提供了优越的保护。即使涂层中有一些断裂或“撕裂”，船体和涂层之间的尼龙改性保险丝粘结环氧树脂将保持涂层的完整性。
为了增强铜氧化物的作用，新的海洋涂层在表面有微通道。这些微通道用于增加暴露的氧化铜的有效表面积，就像微型塑料“拳头”，手指紧紧握住氧化铜。水在拳头周围和手指之间打转，在许多点上接触到铜，但拳头永远不会松开对铜的抓住。
“几个世纪以来，铜一直被用于保护船只涂层。Xiom公司总裁Andrew Mazzone说:“我们的秘密是开发一种基质，可以将铜和银的氧化物固定在原位，并防止它们快速磨损。”佛罗里达理工学院的测试已经证实了新涂层可以达到的结果(见图1)。
图2。一个科特喷嘴提供了增加控制水湍流通过它。
缩小差距
另一种减少海洋船只燃料消耗的方法是改进一种被称为科特喷嘴的水力驱动装置，世界各地成千上万的渔船、补给船、内河船和客船都使用这种装置。这个喷嘴是一个圆柱形管，围绕着螺旋桨，并提供了更好的控制水湍流通过它(见图2)。根据物理原理设计关于流体速度，Kort喷嘴有一个宽的直径在进气道和最薄的中心，螺旋桨转动。出口处的直径也比入口处的直径更薄，因此水流的净速度和能量增加，从而提高了螺旋桨的效率。螺旋桨叶片尖端与喷管筒之间的间隙设计是为了确保螺旋桨不会由于压力引起的金属收缩或膨胀而直接接触科特喷管筒。然而，这一间隙也减少了船只可用的推力。
图3。用热喷涂涂层喷涂Kort喷嘴桶可以消除螺旋桨叶片尖端和Kort喷嘴桶壁之间的间隙，从而使喷嘴更高效。
当涂层被应用在Kort喷嘴的内表面时，可用的推力增加而没有额外的能量输入。涂层使喷嘴更加高效，大大降低了燃料消耗，并保护结构免受腐蚀。该涂层可以用于新的和旧的Kort喷嘴，并且可以承受高浓度的水运动，通常会对喷嘴内部产生严重的磨损，从而进一步降低效率。
专为涂装Kort喷嘴而设计的专有热喷涂设备使用专业软件和机器人弧来跟踪Kort喷嘴的壁轮廓，并修复可能由于磨损或制造而存在的同心度缺陷。科特喷嘴很少制造同心;加工一个完美的同心圆筒既费时又昂贵。该涂层可以在容器离水时进行，而Kort喷嘴仍安装在容器上，减少了从容器上拆卸喷嘴以进行涂层的人工和时间。
最近，一艘75英尺长的钢制渔船在马萨诸塞州新贝德福德进行了海试。该容器直径6英尺的Kort喷嘴已经涂上了新的零度间隙涂层。节省了大约16%的燃料。该船的正常燃油消耗平均每天510加仑，以4.3节的速度拉动拖曳线。使用改进后的Kort喷管，该船平均每天能以5节的速度在35节的风速下拉动拖曳线，消耗430加仑的燃料。
船长查理·奎因说:“通常这个缺口是3 / 4 -1英寸。在叶片和喷嘴之间。我们将Xiom涂层喷焊到喷嘴上，使间隙减小到¼英寸。我们节省了15-20%的燃料，以更小的转速获得了更大的推力，并且在船的第一次航行中减少了发动机轴的磨损。因为我们将使用更少的燃料，我们将能够走得更远，在水上度过更多的时间。”
清洁的水域
先进的粉末涂料和应用技术为海洋工业提供了性能、经济和安全的新水平。2022世界杯八强水位分析船和船主现在可以享受更低的维护和燃料成本，我们所有人都可以期待更清洁的水域。详情请致电866.688.9466 (XIOM)或631.643.4400，或访问www.xiom-corp.com．
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