RU2728490C1 - Method of studying properties of protective coatings in a stream of sea water and an apparatus for carrying out said method - Google Patents

Method of studying properties of protective coatings in a stream of sea water and an apparatus for carrying out said method Download PDF

Info

Publication number
RU2728490C1
RU2728490C1 RU2019142558A RU2019142558A RU2728490C1 RU 2728490 C1 RU2728490 C1 RU 2728490C1 RU 2019142558 A RU2019142558 A RU 2019142558A RU 2019142558 A RU2019142558 A RU 2019142558A RU 2728490 C1 RU2728490 C1 RU 2728490C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
speed
flow
hull
ship
seawater
Prior art date
Application number
RU2019142558A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Иванович Масленников
Александр Константинович Цветников
Андрей Юрьевич Николенко
Александр Иванович Никитин
Евгений Петрович Субботин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Морской биотехнопарк"
Общество с ограниченной ответственностью "Владфорум"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Морской биотехнопарк", Общество с ограниченной ответственностью "Владфорум" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Морской биотехнопарк"
Priority to RU2019142558A priority Critical patent/RU2728490C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2728490C1 publication Critical patent/RU2728490C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M10/00Hydrodynamic testing; Arrangements in or on ship-testing tanks or water tunnels
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)

Abstract

FIELD: measurement.SUBSTANCE: invention relates to means of investigating properties of protective coatings on substrates exposed to marine environment, specifically methods of assessing anti-fouling and anticorrosive coatings of underwater part of hull, as well as to installations for their implementation. Method comprises evaluating the properties of protective coatings and changing them during use using the electrical resistance of the coating as the main characteristic thereof, wherein navigation conditions for different sections of the underwater part of the ship are simulated by adjusting the speed of said streams with the help of a test chamber in the form of a ring-shaped vessel with a variable cross-section, in which the tested samples are placed. Cross-section of annular tank is designed so that speed of flow of tested samples by sea water flow passed through test chamber corresponds completely to speed of underwater part of ship hull underwater part of sea hull under navigational conditions chosen for investigation. In addition to the test chamber, the plant comprises a water passage for flowing sea water with valves for supply and discharge, a drainage discharge pipe; unit of sea water underwater water intake with pump station and is equipped with cruise propeller connected with electric motor and control unit.EFFECT: technical result consists in simplification of method and reduction of time spent for its implementation, due to simulation of navigation conditions for different investigated hull sections simultaneously, in one working volume; simplification of installation for method implementation, provision of all-year-round investigations.2 cl, 2 dwg

Description

Группа изобретений относится к средствам исследования свойств защитных покрытий на субстратах, подвергающихся воздействию морской среды, а именно, к способам оценки свойств противообрастающих и антикоррозийных покрытий подводной части корпуса судов, которые изменяются в ходе их эксплуатации под воздействием потоков морской воды постоянной и переменной силы, обусловленных приливно-отливными, ветровыми и постоянными течениями, также под воздействием штормовой нагрузки, и установкам для их осуществления. Предлагаемые способ и установка могут найти применение при проведении экспериментов по изучению воздействия потоков морской воды на процессы формирования и функционирования отдельных гидробионтов-обрастателей и их сообществ в ходе навигации судна путем моделирования навигационных условий.The group of inventions relates to means for studying the properties of protective coatings on substrates exposed to the marine environment, namely, to methods for assessing the properties of anti-fouling and anti-corrosion coatings of the underwater part of the hull of ships, which change during their operation under the influence of constant and variable seawater flows caused by tidal, wind and constant currents, also under the influence of storm load, and installations for their implementation. The proposed method and installation can be used in experiments to study the effect of seawater flows on the formation and functioning of individual fouling aquatic organisms and their communities during the navigation of a vessel by simulating navigation conditions.

Коррозия и обрастание подводной части корпуса судов в условиях морской навигации являются неизбежными на море явлениями, которые затрудняют эксплуатацию судов и приводят к ухудшению экономических показателей как грузовых, так и пассажирских перевозок.Corrosion and fouling of the underwater part of the hull of ships in sea navigation are inevitable phenomena at sea that complicate the operation of ships and lead to a deterioration in the economic performance of both cargo and passenger traffic.

Обрастание подводной части корпуса судна увеличивает сопротивление воды его движению, в результате чего снижается производительность энергетической установки, происходит перерасход топлива. Кроме того, обрастание измерительной аппаратуры: эхолотов, лагов, спидометров, постоянно находящихся под водой, резко снижает их точность, а также, вкупе с коррозией, ухудшает работоспособность другого подводного оборудования. Коррозия и обрастание являются существенными причинами сокращения рабочего периода судна между двумя докованиями.Fouling of the underwater part of the ship's hull increases the resistance of water to its movement, as a result of which the performance of the power plant decreases, and fuel is over-consumed. In addition, fouling of measuring equipment: echo sounders, lags, speedometers, which are constantly under water, sharply reduces their accuracy, and also, together with corrosion, impairs the performance of other underwater equipment. Corrosion and fouling are significant reasons for the shortening of a vessel's working time between two docks.

Для результативной борьбы с этими явлениями и их успешной профилактики необходимо изучение причин быстрого развития коррозии, условий осаждения и развития организмов-обрастателей в естественных либо максимально приближенных к естественным условиях с учетом биотического и абиотического компонентов окружающей среды. Для размещения необходимого оборудования на грузовом, рыбопромысловом да и пассажирском судне в период навигации обычно нет соответствующих условий, причем не везде навигация является круглогодичной, а исследования в чисто лабораторных условиях, как показывает практика, не всегда дают адекватные результаты. Создавшаяся ситуация побуждает к созданию разработок, направленных на решение этой проблемы, появление заметного количества которых наблюдается в последние годы.To effectively combat these phenomena and their successful prevention, it is necessary to study the reasons for the rapid development of corrosion, the conditions for the deposition and development of fouling organisms in natural or as close to natural conditions as possible, taking into account the biotic and abiotic components of the environment. There are usually no appropriate conditions for placing the necessary equipment on a cargo, fishing and passenger vessel during the navigation period, and navigation is not everywhere year-round, and research in purely laboratory conditions, as practice shows, does not always give adequate results. This situation prompts the creation of developments aimed at solving this problem, the appearance of a noticeable number of which has been observed in recent years.

Известна установка для изучения искусственно создаваемых приливов и отливов (полезная модель CN 203786217, опубл. 2014.08.20), содержащая цилиндрическую емкость типа цистерны, в которой создаются приливы и отливы, параллельно размещенный над ней смотровой канал, концы которого посредством переходных труб соединяются с концами упомянутой емкости, образуя замкнутый контур для непрерывного движения водного потока; в основной емкости, предназначенной для создания приливов и отливов, размещен подводный двигатель, вращающийся вал которого снабжен лопастями; обе соединительные трубы снабжены несколькими направляющими решетчатыми пластинами. Подводный двигатель приводит в движение вращающиеся лопасти, создающие мощный поток, который стабилизируется направляющими решетчатыми пластинами, при этом в смотровом канале создается равномерное движение водного потока, четко имитирующее морской прилив. Представляется, что известная установка имеет ограниченное, узко специфическое, применение, о практической пользе которого трудно судить по доступному реферату.Known installation for the study of artificially created ebb and flow (utility model CN 203786217, publ. 2014.08.20), containing a cylindrical tank-type tank, in which ebb and flow are created, a viewing channel located in parallel above it, the ends of which are connected to the ends by means of transition pipes the said container, forming a closed loop for the continuous movement of the water flow; in the main tank, designed to create ebb and flow, there is an underwater engine, the rotating shaft of which is equipped with blades; both connecting pipes are equipped with several guiding grid plates. The submarine drives rotating blades that create a powerful flow, which is stabilized by the guide lattice plates, while creating a uniform movement of the water flow in the viewing channel, clearly imitating the sea tide. It seems that the well-known installation has a limited, narrowly specific, application, the practical use of which is difficult to judge from the available abstract.

Известна установка для автоматического моделирования условий океанического прилива (CN 101871877, опубл. 2010.10.27). Циркуляцию морской воды регулирует блок, состоящий из двух частей, одна из которых осуществляет контроль водозабора, а другая - контроль водосброса; насосы, установленные на водозаборе и водосбросе, представляют собой водяные насосы, работающие с переменной частотой; устройство, контролирующее водозабор, связано с водозабором основной рабочей коррозионной камеры и с водосбросом вспомогательной рабочей коррозионной камеры; устройство, контролирующее водосброс, связано с водосбросом основной коррозионной рабочей камеры и, соответственно, с водозабором вспомогательной коррозионной рабочей камеры. Сенсор первого потока установлен в устройстве, контролирующем водозабор, а сенсор второго потока - в устройстве, контролирующем водосброс. Датчик температуры морской воды установлен у дна основной коррозионной рабочей камеры; датчик нижнего уровня и датчик верхнего уровня жидкости жестко закреплены в основной коррозионной рабочей камере. Отверстие для подачи потока воздуха и устройство, обеспечивающее подачу воздуха, а также осветительный прибор размещены выше датчика верхнего уровня жидкости. Устройства, контролирующие водозабор и водосброс, устройство подачи воздуха и осветительный прибор связаны с блоком, контролирующим циркуляцию морской воды. Известная установка предназначена для тестирования коррозионной стойкости металлических поверхностей, подвергающихся воздействию морской среды, и автоматически создает приближенные к реальным, причем контролируемые, условия для тестируемых объектов. Однако автоматическая поддержка заданного режима требует многочисленного, причем достаточно сложного и, соответственно, дорогостоящего, оборудования, нуждающегося в систематическом обслуживании квалифицированных специалистов, что также автоматически повышает расходы на осуществление известного способа. Автоматическая смена режима в известной установке не предусмотрена. Она требует переналадки всего оборудования.Known installation for automatic simulation of ocean tide conditions (CN 101871877, publ. 2010.10.27). The seawater circulation is regulated by a block consisting of two parts, one of which controls the water intake, and the other controls the spillway; the pumps installed at the intake and spillway are water pumps operating at variable frequency; the device controlling the water intake is connected with the water intake of the main working corrosion chamber and with the spillway of the auxiliary working corrosion chamber; the device controlling the spillway is connected with the spillway of the main corrosion working chamber and, accordingly, with the water intake of the auxiliary corrosion working chamber. The first flow sensor is installed in the device that controls the water intake, and the second flow sensor is installed in the device that controls the spillway. The seawater temperature sensor is installed at the bottom of the main corrosive working chamber; the lower level sensor and the upper liquid level sensor are rigidly fixed in the main corrosive working chamber. The air inlet and air inlet and lighting fixture are located above the high liquid level sensor. The devices that control the water intake and spillway, the air supply device and the lighting device are connected to the unit that controls the seawater circulation. The known installation is intended for testing the corrosion resistance of metal surfaces exposed to the marine environment, and automatically creates close to real, and controlled, conditions for the tested objects. However, automatic maintenance of a given mode requires numerous, moreover, rather complicated and, accordingly, expensive, equipment that requires systematic maintenance of qualified specialists, which also automatically increases the cost of implementing the known method. There is no automatic mode change in a known installation. It requires readjustment of all equipment.

Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является группа изобретений (CN 104034507, опубл. 2014.09.10), включающая способ исследования свойств защитных антиобрастающих покрытий подводной части корпуса судна путем оценки изменения их характеристик в ходе навигации судна и устройство для его осуществления в условиях, моделирующих навигационные, при этом в качестве основной характеристики покрытия используют его электросопротивление, для измерения которого известное устройство содержит блок с приспособлением для загрузки образцов, передаточный вал, под которым находится испытательная камера, подшипник нагрузки, датчик крутящего момента, электродвигатель, разъемы А и В; навигационные условия судна моделируют с помощью испытательной камеры с тестируемыми образцами, снабженной множеством независимых блоков, каждый из которых имеет привод от работающего двигателя. Для моделирования навигационных условий через испытательную камеру пропускают поток морской воды с регулируемой скоростью. Кроме того, известное устройство содержит систему управления с программным обеспечением, к которой подключены блок для измерения электросопротивления и камера для моделирования навигационных условий судна. Устройство также содержит два контролируемых программируемой системой управления набора термостатов с морской водой, которые связаны с камерой для тестирования электросопротивления и камерой для моделирования условий навигации.Closest to the claimed technical solution is a group of inventions (CN 104034507, publ. 2014.09.10), which includes a method for studying the properties of protective anti-fouling coatings of the underwater part of the ship's hull by assessing changes in their characteristics during navigation of the ship and a device for its implementation in conditions simulating navigational in this case, as the main characteristic of the coating, its electrical resistance is used, for the measurement of which the known device comprises a unit with a device for loading samples, a transmission shaft under which a test chamber is located, a load bearing, a torque sensor, an electric motor, connectors A and B; the navigation conditions of the vessel are simulated using a test specimen test chamber equipped with a plurality of independent units, each driven by a running engine. To simulate navigation conditions, a stream of seawater is passed through the test chamber at a controlled speed. In addition, the known device contains a control system with software, to which a unit for measuring electrical resistance and a camera for simulating the navigation conditions of the ship are connected. The device also contains two sets of seawater thermostats controlled by a programmable control system, which are connected to a chamber for testing electrical resistance and a chamber for simulating navigation conditions.

Описанные способ и устройство обеспечивают моделирование условий навигации, т.е. состояния морской среды, обусловленного характером течения потоков, омывающих подводную часть корпуса судна, для выбранных для исследования участков поочередно, отдельно для каждого участка, и, поочередное тестирование образцов, имитирующих эти участки, что значительно увеличивает время эксперимента, усложняет и удорожает известный способ, который, вдобавок, становится сезонным без подогрева поступающей «забортной» морской воды в холодное время года, что накладывает дополнительные ограничения на его использование вместе с устройством. Как следует из описания, для эффективной работы известного устройства используется большое количество регистрирующей, контролирующей и другой аппаратуры, требующей достаточно больших денежных затрат и квалифицированного обслуживающего персонала.The described method and device provide simulation of navigation conditions, i.e. the state of the marine environment, due to the nature of the flow of flows washing the underwater part of the ship's hull, for the sections selected for research, one by one, separately for each section, and, alternately testing samples simulating these sections, which significantly increases the experiment time, complicates and increases the cost of the known method, which , in addition, it becomes seasonal without heating the incoming "outboard" sea water in the cold season, which imposes additional restrictions on its use with the device. As follows from the description, for the effective operation of the known device, a large number of recording, monitoring and other equipment is used, which requires a fairly large amount of money and qualified service personnel.

Задачей изобретения является создание эффективных, но достаточно простых и не требующих значительных расходов средств, обеспечивающих условия тестирования защитных покрытий подводной части корпуса судна в потоке морской воды в моделируемых условиях, идентичных условиям, в которых судно находится в ходе его навигации.The objective of the invention is to create effective, but rather simple and not requiring significant expenditures, means that provide conditions for testing protective coatings of the underwater part of the ship's hull in the flow of seawater in simulated conditions, identical to the conditions in which the ship is during its navigation.

Технический результат предлагаемой группы изобретений заключается в упрощении способа исследования защитных свойств покрытий подводной части корпуса судна в моделируемых навигационных условиях и в сокращении времени, затрачиваемого на его осуществление, за счет моделирования этих условий для различных участков корпуса судна одновременно, в одном рабочем объеме, в упрощении установки для осуществления способа и снижении ее стоимости, а также в снижении общих расходов на эксплуатацию и обслуживание установки, и обеспечении круглогодичных исследований без затрат на обогрев воды.The technical result of the proposed group of inventions is to simplify the method for studying the protective properties of coatings of the underwater part of the ship's hull in simulated navigation conditions and to reduce the time spent on its implementation by simulating these conditions for different parts of the ship's hull simultaneously, in one working volume, in simplifying installation for the implementation of the method and reducing its cost, as well as in reducing the overall cost of operation and maintenance of the installation, and ensuring year-round research without the cost of heating water.

Указанный технический результат достигают способом исследования свойств защитных покрытий в потоке морской воды, согласно которому осуществляют оценку защитного покрытия подводной части корпуса судна и его изменения в навигационных условиях, при этом в качестве основной характеристики покрытия используют его электросопротивление, а навигационные условия судна моделируют с помощью содержащей тестируемые образцы испытательной камеры с регулируемой скоростью пропускаемого потока морской воды, в котором, в отличие от известного, скорость потока регулируют путем его пропускания через испытательную камеру, выполненную в виде кольцеобразной емкости с переменным сечением, рассчитанным таким образом, что в моделируемых условиях скорость обтекания потоком морской воды тестируемых образцов, имитирующих выбранные для исследования участки корпуса судна, идентична скорости обтекания морской водой упомянутых участков в навигационных условиях, при этом забор морской воды и пропускание ее потока через испытательную камеру осуществляют круглогодично непосредственно из моря с помощью узла подводного водозабора и насосной станции.The specified technical result is achieved by a method of studying the properties of protective coatings in a sea water flow, according to which the protective coating of the underwater part of the ship's hull and its changes in navigation conditions are assessed, while its electrical resistance is used as the main characteristic of the coating, and the navigation conditions of the ship are modeled using test samples of the test chamber with an adjustable speed of the transmitted flow of seawater, in which, in contrast to the known one, the flow rate is controlled by passing it through a test chamber made in the form of an annular container with a variable cross-section, calculated in such a way that, under simulated conditions, the flow rate seawater of the tested samples, simulating the sections of the ship's hull selected for research, is identical to the speed of sea water flow around the mentioned sections in navigation conditions, while the intake of seawater and passing its flow through the test chamber is carried out year-round directly from the sea using an underwater water intake unit and a pumping station.

Указанный технический результат достигают также установкой для осуществления способа по п. 1, содержащей испытательную камеру с тестируемыми образцами, обеспечивающую моделирование навигационных условий судна путем регулирования скорости пропускаемого потока морской воды, в которой, в отличие от известной, упомянутая камера выполнена в виде кольцеобразной емкости с переменным сечением, рассчитанным таким образом, что скорость обтекания потоком морской воды тестируемых образца, имитирующих выбранные для исследования участки подводной части корпуса судна, полностью соответствует скорости обтекания потоком морской воды упомянутых участков в навигационных условиях, кроме того, установка содержит также водовод для проточной морской воды с клапанами ее подачи и отвода, дренажную отводящую трубу; узел подводного водозабора морской воды с насосной станцией и снабжена маршевым гребным винтом, связанным с электродвигателем и блоком управления, обеспечивающими изначальный скоростной режим водного потока, пропускаемого через кольцеобразную емкость с учетом последующего перепада скоростей, создаваемого ее переменным сечением.The specified technical result is also achieved by an installation for implementing the method according to claim 1, containing a test chamber with test samples, which provides modeling of the navigation conditions of the vessel by adjusting the speed of the flow of seawater, in which, in contrast to the known, said chamber is made in the form of an annular container with variable cross-section, calculated in such a way that the speed of the seawater flow around the test specimen, simulating the sections of the underwater part of the ship's hull selected for research, fully corresponds to the speed of the seawater flow around the mentioned sections in navigation conditions, in addition, the installation also contains a water conduit for running seawater with valves for its supply and outlet, drainage outlet pipe; unit for underwater water intake of seawater with a pumping station and is equipped with a cruise propeller connected to an electric motor and a control unit, which provide the initial high-speed mode of the water flow passed through the annular container, taking into account the subsequent speed difference created by its variable section.

Предлагаемый способ включает исследование свойств защитных покрытий подводной части корпуса судна путем тестирования подготовленных образцов с исследуемыми покрытиями в навигационных условиях, которые различаются для разных участков подводной части корпуса судна с учетом различной скорости перемещения контактирующих с ними водных масс и различного характера течения формирующихся в морской среде потоков, обтекающих подводную часть корпуса судна. Согласно предлагаемому способу, навигационные условия моделируют путем регулирования скорости обтекания тестируемых образцов потоком морской воды и соответствующего изменения характера течения упомянутого потока. Возможность такого моделирования обеспечивается установкой для осуществления предлагаемого способа.The proposed method includes the study of the properties of protective coatings of the underwater part of the ship's hull by testing the prepared samples with the investigated coatings in navigation conditions that differ for different sections of the underwater part of the ship's hull, taking into account the different speed of movement of the water masses in contact with them and the different nature of the flow of flows formed in the marine environment flowing around the underwater part of the ship's hull. According to the proposed method, the navigation conditions are simulated by regulating the flow rate of the tested samples by the flow of seawater and a corresponding change in the nature of the flow of the said flow. The possibility of such modeling is provided by the installation for the implementation of the proposed method.

Предлагаемая установка, общий вид которой показан на чертеже (фиг. 1), содержит кольцеобразную, в форме сильно вытянутого овала, емкость 1, по сути представляющую собой кольцевой канал с переменным сечением, на боковых стенках которого закреплены тестируемые образцы с исследуемым защитным покрытием, идентичным покрытию подводной части корпуса судна.The proposed installation, the general view of which is shown in the drawing (Fig. 1), contains an annular, in the form of a highly elongated oval, container 1, which is essentially an annular channel with a variable cross-section, on the side walls of which test specimens are fixed with the investigated protective coating identical covering the underwater part of the ship's hull.

Кроме того, установка включает водовод 2 для подачи морской воды, снабженный клапанами, дренажную трубу водосброса 3, маршевый гребной винт 4, играющий роль движителя, создающего поток морской воды заданной исходной скорости, который связан с силовой установкой 5 в виде электродвигателя, снабженного блоком управления 6, обеспечивающим включение-выключение электродвигателя 5 и регулирующим число его оборотов.In addition, the installation includes a water conduit 2 for supplying seawater, equipped with valves, a drainage pipe of a spillway 3, a propulsion propeller 4, which plays the role of a propeller that creates a flow of seawater at a given initial speed, which is connected to the power plant 5 in the form of an electric motor equipped with a control unit 6, providing on-off of the electric motor 5 and regulating the number of its revolutions.

Тестируемые в моделируемых условиях образцы являются имитацией поверхностей винторулевой группы 7 и борта морского судна: миделя 8, носовой части, в том числе бульба 9, различающихся типом водообмена вследствие различий в характере течения (ламинарное, турбулентное, переходное) омывающих их потоков, что отражает специфические навигационные условия, существующие для каждого из этих участков.The samples tested under simulated conditions are imitations of the surfaces of the rudder group 7 and the side of a sea vessel: midship 8, bow, including bulb 9, differing in the type of water exchange due to differences in the nature of the flow (laminar, turbulent, transitional) of the flows washing them, which reflects the specific the navigational conditions that exist for each of these sites.

Как известно, характер течения жидких потоков в общем случае определяется их скоростью и вязкостью. Поскольку вязкость при моделировании с использованием природной морской воды сравнивать не требуется, ее во внимание можно не принимать. За счет соответствующего подбора скорости потока, омывающего тестируемый участок, предлагаемый способ и установка обеспечивают характер его течения, идентичный наблюдаемому для имитируемого участка корпуса судна в навигационных условиях. Переменное сечение испытательной камеры позволяет регулировать скорость пропускаемого потока морской воды и одновременно в одном рабочем объеме имитировать условия морской среды для любого участка подводной части корпуса судна и рулевой колонки. В действительности наибольший практический интерес в плане изучения обрастания и средств борьбы с ним представляет область подводной части судна, близкая к ватерлинии.As is known, the nature of the flow of liquid flows in the general case is determined by their speed and viscosity. Since the viscosity does not need to be compared when simulating with natural seawater, it can be disregarded. Due to the appropriate selection of the flow rate, washing the tested section, the proposed method and installation provide the nature of its flow, identical to that observed for the simulated section of the ship's hull under navigation conditions. The variable cross-section of the test chamber allows you to adjust the speed of the flow of seawater and simultaneously simulate the conditions of the marine environment in one working volume for any section of the underwater part of the ship's hull and steering column. In fact, the area of the underwater part of the vessel, close to the waterline, is of greatest practical interest in terms of studying fouling and means of combating it.

Для контроля основных характеристик подаваемой в установку морской воды (температура, соленость) установка снабжена проточным солемером-термометром непрерывного действия 10, установленным на водозаборе с отводом подаваемой воды. Для подачи морской воды служит не показанный на чертеже узел подводного водозабора, связанный с насосной станцией 11.To control the main characteristics of the seawater supplied to the installation (temperature, salinity), the installation is equipped with a continuous flow-through salt meter-thermometer 10 installed at the water intake with the outlet of the supplied water. For the supply of seawater, an underwater water intake unit, not shown in the drawing, is connected to the pumping station 11.

Предлагаемую установку размещают по возможности вблизи береговой черты, при этом ее размеры могут варьировать в соответствии с условиями ее размещения.The proposed installation is placed, if possible, near the coastline, while its dimensions may vary in accordance with the conditions of its location.

Примером выполнения установки является ее задействованный в испытаниях экспериментальный вариант со следующими габаритами. Длина длинных параллельных сторон кольцевого канала 1 составляет 1,5 м, радиус концевых закруглений - 0,8 м, глубина заполнения канала 1 морской водой в рабочем состоянии установки - 0,5 м. Ширина канала в области его максимального сечения 40 см, минимального - 25 см. Опробованный вариант установки, показанный на фото (фиг. 2), подтверждает ее работоспособность, в полной мере обеспечивая осуществление предлагаемого способа. При этом он является оптимальным с точки зрения затрат на создание установки и текущих расходов на ее техническое обслуживание.An example of the installation is its experimental version involved in testing with the following dimensions. The length of the long parallel sides of the annular channel 1 is 1.5 m, the radius of the end curvatures is 0.8 m, the depth of the channel 1 filling with sea water in the operating state of the installation is 0.5 m. The width of the channel in the region of its maximum cross-section is 40 cm, the minimum is 25 cm. The tested version of the installation, shown in the photo (Fig. 2), confirms its performance, fully ensuring the implementation of the proposed method. At the same time, it is optimal from the point of view of the costs of setting up the installation and the current costs of its maintenance.

Вода, поступающая в установку непосредственно из морской акватории, содержит личинки и споры гидробионтов-обрастателей, которые прикрепляются и растут на тестируемых участках поверхности кольцевого канала 1. Таким образом, тестирование в моделируемых условиях позволяет наблюдать полную картину изменения защитных покрытий и оценить их стойкость к коррозии с помощью известного метода, включающего измерение электросопротивления покрытия с подсчетом его изменения через определенный промежуток времени, и «устойчивость» к обрастанию. Все экспериментальные поверхности доступны наблюдению и при необходимости могут быть подвергнуты камеральному обследованию и изучению в стационарных и полевых лабораториях.The water entering the unit directly from the sea contains larvae and spores of fouling aquatic organisms, which attach and grow on the tested areas of the annular channel 1. Thus, testing under simulated conditions allows one to observe the complete picture of changes in protective coatings and assess their resistance to corrosion using a known method, including measuring the electrical resistance of the coating with the calculation of its change over a certain period of time, and "resistance" to fouling. All experimental surfaces are accessible for observation and, if necessary, can be subjected to a desk examination and study in stationary and field laboratories.

Предлагаемая установка при осуществлении способа действует следующим образом.The proposed installation in the implementation of the method operates as follows.

После включения электродвигателя 5 с помощью блока управления 6 устанавливают исходный скоростной режим водного потока, с учетом того факта, что на участках кольцевого канала 1 с разными сечениями скорость будет различной. Поток морской воды с помощью маршевого гребного винта 4 приводится в движение и первоначально попадает в широкую часть кольцевого канала 1 (с максимальным значением площади сечения), затем поступает в его более узкую часть - скорость потока возрастает и становится максимальной в самом узком месте канала с минимальной площадью сечения. Соответствующим образом меняется характер течения потока: от ламинарного к турбулентному.After turning on the electric motor 5 using the control unit 6, the initial high-speed mode of the water flow is set, taking into account the fact that the speed will be different in the sections of the annular channel 1 with different sections. The flow of seawater is set in motion with the help of the main propeller 4 and initially enters the wide part of the annular channel 1 (with the maximum value of the cross-sectional area), then enters its narrower part - the flow velocity increases and becomes maximum at the narrowest point of the channel with a minimum sectional area. The nature of the flow of the flow changes accordingly: from laminar to turbulent.

Скорость потока морской воды, определяющая характер его течения, задается шириной кольцевого канала 1 (при постоянной глубине его заполнения). Простота и доступность моделирования навигационных условий открывает большие возможности для своевременного и оперативного проведения исследований защитных покрытий подводной части корпуса судна.The seawater flow rate, which determines the nature of its flow, is set by the width of the annular channel 1 (at a constant depth of its filling). The simplicity and availability of modeling navigation conditions opens up great opportunities for timely and efficient research of protective coatings of the underwater part of the ship's hull.

Установка с успехом может применяться также для нагрузочных испытаний устройств и механизмов в потоке морской воды постоянной и переменной силы, моделировании приливно-отливных, ветровых и постоянных течений, а также штормовой нагрузки.The setup can also be successfully used for load testing of devices and mechanisms in a flow of sea water of constant and variable force, modeling of tidal, wind and constant currents, as well as storm load.

Claims (2)

1. Способ исследования свойств защитных покрытий в потоке морской воды, согласно которому осуществляют оценку защитного покрытия подводной части корпуса судна и его изменения в навигационных условиях, при этом в качестве основной характеристики покрытия используют его электросопротивление, а навигационные условия судна моделируют с помощью содержащей тестируемые образцы испытательной камеры с регулируемой скоростью пропускаемого потока морской воды, отличающийся тем, что скорость потока регулируют путем его пропускания через испытательную камеру, выполненную в виде кольцеобразной емкости с переменным сечением, рассчитанным таким образом, что в моделируемых условиях скорость обтекания потоком морской воды тестируемых образцов, имитирующих выбранные для исследования участки корпуса судна, идентична скорости обтекания морской водой упомянутых участков в навигационных условиях, при этом забор морской воды и пропускание ее потока через испытательную камеру осуществляют круглогодично непосредственно из моря с помощью узла подводного водозабора и насосной станции.1. A method for studying the properties of protective coatings in a sea water flow, according to which the protective coating of the underwater part of the ship's hull and its changes in navigation conditions are assessed, while its electrical resistance is used as the main characteristic of the coating, and the navigation conditions of the ship are simulated using samples containing test samples test chamber with an adjustable speed of the transmitted flow of seawater, characterized in that the flow rate is regulated by passing it through a test chamber made in the form of an annular container with a variable cross-section, calculated in such a way that, under simulated conditions, the speed of seawater flow around the test samples simulating the sections of the ship's hull selected for research is identical to the speed of sea water flow around the mentioned sections in navigation conditions, while the intake of seawater and its flow through the test chamber are carried out year-round immediately directly from the sea using an underwater water intake and pumping station. 2. Установка для осуществления способа по п. 1, содержащая испытательную камеру с тестируемыми образцами, обеспечивающую моделирование навигационных условий судна путем регулирования скорости пропускаемого потока морской воды, отличающаяся тем, что упомянутая камера выполнена в виде кольцеобразной емкости с переменным сечением, рассчитанным таким образом, что скорость обтекания потоком морской воды тестируемых образца, имитирующих выбранные для исследования участки подводной части корпуса судна, полностью соответствует скорости обтекания потоком морской воды упомянутых участков в навигационных условиях, кроме того, установка содержит также водовод для проточной морской воды с клапанами ее подачи и отвода, дренажную отводящую трубу, узел подводного водозабора морской воды с насосной станцией и снабжена маршевым гребным винтом, связанным с электродвигателем и блоком управления, обеспечивающими изначальный скоростной режим водного потока, пропускаемого через кольцеобразную емкость с учетом последующего перепада скоростей, создаваемого ее переменным сечением.2. An installation for implementing the method according to claim 1, comprising a test chamber with test samples, which simulates the navigation conditions of a vessel by adjusting the speed of the flow of seawater, characterized in that said chamber is made in the form of an annular container with a variable cross-section calculated in this way, that the speed of the sea water flow around the test specimen, simulating the sections of the underwater part of the ship's hull selected for research, fully corresponds to the speed of the sea water flow around the mentioned sections in navigation conditions, in addition, the installation also contains a water conduit for running sea water with valves for its supply and discharge, drainage outlet pipe, unit of underwater water intake of seawater with a pumping station and equipped with a cruise propeller connected to an electric motor and a control unit, providing the initial high-speed mode of the water flow passed through an annular container with accounting m of the subsequent speed difference created by its variable section.
RU2019142558A 2019-12-16 2019-12-16 Method of studying properties of protective coatings in a stream of sea water and an apparatus for carrying out said method RU2728490C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019142558A RU2728490C1 (en) 2019-12-16 2019-12-16 Method of studying properties of protective coatings in a stream of sea water and an apparatus for carrying out said method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019142558A RU2728490C1 (en) 2019-12-16 2019-12-16 Method of studying properties of protective coatings in a stream of sea water and an apparatus for carrying out said method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2728490C1 true RU2728490C1 (en) 2020-07-29

Family

ID=72085717

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019142558A RU2728490C1 (en) 2019-12-16 2019-12-16 Method of studying properties of protective coatings in a stream of sea water and an apparatus for carrying out said method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2728490C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113029514A (en) * 2021-02-25 2021-06-25 重庆邮电大学 Mobile robot experiment platform for simulating underwater dynamic complex environment
CN116481766A (en) * 2023-04-28 2023-07-25 中国船舶科学研究中心 Test method and test system of belt carrying and rotating test system of semi-submerged propeller propulsion device
RU2817161C1 (en) * 2023-06-26 2024-04-11 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Protective multilayer coating of propeller shaft and propeller against corrosion

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2185612C2 (en) * 2000-06-28 2002-07-20 Дочернее акционерное общество открытого типа "Оргэнергогаз" Method measuring corrosion rate of metals and alloys
CN101871877A (en) * 2010-06-04 2010-10-27 浙江大学 Automatic test device for simulating ocean tide environment
CN104034507A (en) * 2014-07-15 2014-09-10 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 Test device used for testing resistance reduction performance of antifouling coating

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2185612C2 (en) * 2000-06-28 2002-07-20 Дочернее акционерное общество открытого типа "Оргэнергогаз" Method measuring corrosion rate of metals and alloys
CN101871877A (en) * 2010-06-04 2010-10-27 浙江大学 Automatic test device for simulating ocean tide environment
CN104034507A (en) * 2014-07-15 2014-09-10 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 Test device used for testing resistance reduction performance of antifouling coating

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113029514A (en) * 2021-02-25 2021-06-25 重庆邮电大学 Mobile robot experiment platform for simulating underwater dynamic complex environment
CN116481766A (en) * 2023-04-28 2023-07-25 中国船舶科学研究中心 Test method and test system of belt carrying and rotating test system of semi-submerged propeller propulsion device
CN116481766B (en) * 2023-04-28 2024-02-27 中国船舶科学研究中心 Test method and test system of belt carrying and rotating test system of semi-submerged propeller propulsion device
RU2817161C1 (en) * 2023-06-26 2024-04-11 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Protective multilayer coating of propeller shaft and propeller against corrosion

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mizokami et al. Experimental study of air lubrication method and verification of effects on actual hull by means of sea trial
RU2728490C1 (en) Method of studying properties of protective coatings in a stream of sea water and an apparatus for carrying out said method
CN101482482B (en) Marine corrosion simulated acceleration test apparatus
CN101696926A (en) Device for simulating hydrodynamic shear force on undersea solid phase surface
CN105758786B (en) Metal corrosion test's analogue means in dynamic environment
CN109900579B (en) Device for realizing erosion corrosion test of sea water pump impeller
US7313976B2 (en) Techniques for dynamically testing and evaluating materials and coatings in moving solutions
CN107449723A (en) Water immersion area corrosion testing apparatus
Tarełko The effect of hull biofouling on parameters characterising ship propulsion system efficiency
CN200975971Y (en) Sea atmosphere corrosion environmental simulation test machine
CN112798515A (en) Equipment for simulating corrosion resistance of hydraulic cylinder in marine climate and seawater environment
Uzun et al. A CFD study: Influence of biofouling on a full-scale submarine
Lea et al. Scale model testing of a commercial rim-driven propulsor pod
KR102316032B1 (en) Mesocosm system for simulating environment and testing method for using thereof
CN111337419A (en) Test device and method for simulating sea wave impact environment to accelerate material corrosion
Chubarenko et al. Model analysis of the currents and wind waves in the Vistula Lagoon of the Baltic Sea
CN202403991U (en) Test device used for rapidly testing abrasion rate of self-polishing antifouling paint
CN108627618A (en) The dynamic test system and method for planar surface soil resistance under a kind of turbulence state
CN105116125A (en) Scaling and simulating experiment device for influences of spilled oil weathering on water quality
Thibodeaux et al. A model for enhanced aeration of streams by motor vessels with application to the Seine river
CN111398150A (en) Experimental device and method for simulating multi-factor interactive corrosion of marine service environment
CN104929079A (en) Shallow water wave tank flow generation system
JPS5945552B2 (en) Experimental equipment for waterjet propulsion equipment
Gindroz Cavitation nuclei and cavitation inception of marine propellers: State of the art at the dawn of the 21st century
Tsujimoto et al. A Practical Prediction Method for Self Propulsion Factors in Actual Seas