[发明专利]一种船舶螺旋桨防护配套涂层环境适应性试验装置与方法

说明书

本发明属于船舶螺旋桨防护配套材料性能评价技术领域，具体涉及一种船舶螺旋桨防护配套涂层环境适应性试验装置与方法，装置通过模拟船舶螺旋桨不同半径处的螺距角与线速度，对船舶螺旋桨运行工况的进行模拟，能够在实验室内测试螺旋桨叶片在不同螺距角、不同转速(线速度)下的配套性能，包括海水剪切导致的粗糙度升高、起泡、脱落等现象，实现快速评价螺旋桨防污和配套涂层的环境适应性，基于耗费低、评定快速和符合实际运行环境的特点，缩短防护涂层研制周期，解决了缺乏防护涂层在螺旋桨表面环境适应性评价方法导致的涂层应用受限的问题，具有显著的经济效益和行业发展推动作用。

技术领域：

本发明属于船舶螺旋桨防护配套材料性能评价技术领域，具体涉及一种船舶螺旋桨防护配套涂层环境适应性试验装置与方法，可于实验室内测试螺旋桨叶片在不同螺距角、不同转速(线速度)下的配套性能。

背景技术：

螺旋桨是船舶推进系统的关键部件，由于其服役工况的恶劣和复杂性，污损问题尚未得到解决。海洋生物污损可显著降低螺旋桨推进效率、增大噪声、增加船舶维修保养时间，研究表明，仅3个月的污损就可使螺旋桨推进效率降低10％以上，航速下降20％，能耗增加40％，必须采取措施予以防除。

海洋防污涂料经历了从有毒到环保，从短期到长效的发展过程，主要有3种类型：一是采用氯化橡胶等非抛光性成膜物，添加氧化亚铜和其他辅助性防污剂构成的磨蚀型防污涂料；二是采用丙烯酸铜/锌/硅自抛光性成膜物，采用氧化亚铜和其他辅助性防污剂构成的无锡自抛光型防污涂料；三是采用有机硅弹性体作为成膜物，添加硅油等表面能调节剂形成的污损释放型防污涂料。由于船舶螺旋桨服役工况的恶劣性和复杂性(例如高速水流剪切作用)，防污涂层在螺旋桨表面的配套应用始终是一个难题。

1995年，国际油漆公司(IP)在螺旋桨上涂覆Intersleek涂料形成涂层，使用12个月后，涂层情况良好，无海洋生物污损，仅在叶片的前端边缘有大约5％的涂层出现剥落。英国贝尔佐纳公司推出可耐受115节的超高转速而不损坏的Belzona2141聚氨酯树脂涂料，能够承受局部高压空蚀、腐蚀，容易施工，可应用于水轮机、螺旋桨、阀等部件。澳大利亚的螺旋桨专用涂料PropTreat^TM于2005年应用在西澳大利亚海域的螺旋桨上。美国PYI公司的螺旋桨专用防污涂料Velox Plus的防污期效为2年。中国上海外高桥造船海洋工程设计有限公司曾采用耐磨铝粉纯环氧底漆、弹性不沾污过渡漆和含氟聚合物不沾污防污面漆配套涂装，对螺旋桨进行防污试验。

目前，防污涂层研制生产已得到较好发展，对防污材料防污性能的评价主要采用GB/T5370-2007规定的浅海挂板实验和GB/T7789-2007规定的船舶防污漆防污性能动态试验方法，主要是对防污材料表面污损生物的附着数量和覆盖面积进行分析，不能评价防污材料在螺旋桨恶劣运行工况下的海水环境适应性。由于缺乏防污涂层及其配套体系在螺旋桨表面环境适应性数据，阻碍了实船验证与应用。现有技术中也没有相关的文献和报道。因此，设计和建立合理的螺旋桨防护涂层配套性试验装置与方法，对于开展螺旋桨防护涂层配套性试验，推动螺旋桨防护涂层的发展，具有重要意义。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种船舶螺旋桨防护配套涂层环境适应性试验装置与方法，便于拆装，具有耗费低、快速和较符合实际运行环境的特点。

为了实现上述目的，本发明涉及的船舶螺旋桨防护配套涂层环境适应性试验装置的主体结构包括支架、转速计、电机、旋转轴、试验水槽和螺旋桨模拟试验盘；支架的顶部设置有转速计和电机，转速计与电机电连接，电机通过旋转轴与设置在试验水槽中的螺旋桨模拟试验盘连接，支架的底部与试验水槽连接；螺旋桨模拟试验盘的主体结构包括圆盘、固定孔、圆筒、连接孔、螺杆、螺母和试样固定叶片；圆盘的中心设置有固定孔，若干个带有内丝的圆筒等间距式设置在圆盘的边缘，圆筒的方向与圆盘的半径虚拟线一致，靠近圆筒尾部的圆盘上设置有连接孔，螺杆拧入圆筒后，两端由螺母固定，螺杆的外端与试样固定叶片连接。