時間:2025-07-23 預覽:1
船舶螺旋槳密封圈的防腐蝕涂層需應對海水、微生物和動態摩擦的多重侵蝕,其防護機理建立在物理屏障、電化學保護和生物抑制的協同作用之上。海水環境中 3.5% 的氯化鈉濃度會引發金屬基體的電化學腐蝕,而密封圈與軸系的相對運動(線速度達 5m/s)會加劇涂層磨損,導致防護失效。
新型復合涂層體系由底層、中間層和功能層構成。底層采用鋅鎳合金電鍍(厚度 8-12μm),通過犧牲陽極效應為金屬基體提供電化學保護,腐蝕電流密度從 20μA/cm2 降至 3μA/cm2 以下。中間層為環氧樹脂(20-30μm),通過交聯形成致密網絡結構,水滲透率控制在 1×10?11g/(cm?s?Pa),有效阻擋氯離子滲透。
功能層的設計是防腐蝕的核心。添加 2% 石墨烯的聚四氟乙烯(PTFE)涂層,表面粗糙度可降至 Ra0.05μm,既減少海洋生物附著(附著率降低 70%),又通過自潤滑特性將摩擦系數穩定在 0.06。某造船廠應用該涂層后,密封圈的腐蝕速率從 0.2mm / 年降至 0.03mm / 年,壽命延長至 5 年以上。
涂層與密封圈的結合強度至關重要。通過噴砂預處理(表面粗糙度 Ra3-5μm)和硅烷偶聯劑處理,可使涂層附著力達到 50MPa 以上,在 1000 萬次往復運動測試中無剝落現象。此外,添加 8% 銅粉的功能層能緩慢釋放 Cu2+ 離子,形成直徑 5-10mm 的抑菌區,有效抑制藤壺、藻類等海洋生物的附著腐蝕。