时间:2025-07-23 预览:1
船舶螺旋桨密封圈的防腐蚀涂层需应对海水、微生物和动态摩擦的多重侵蚀,其防护机理建立在物理屏障、电化学保护和生物抑制的协同作用之上。海水环境中 3.5% 的氯化钠浓度会引发金属基体的电化学腐蚀,而密封圈与轴系的相对运动(线速度达 5m/s)会加剧涂层磨损,导致防护失效。
新型复合涂层体系由底层、中间层和功能层构成。底层采用锌镍合金电镀(厚度 8-12μm),通过牺牲阳极效应为金属基体提供电化学保护,腐蚀电流密度从 20μA/cm² 降至 3μA/cm² 以下。中间层为环氧树脂(20-30μm),通过交联形成致密网络结构,水渗透率控制在 1×10⁻¹¹g/(cm・s・Pa),有效阻挡氯离子渗透。
功能层的设计是防腐蚀的核心。添加 2% 石墨烯的聚四氟乙烯(PTFE)涂层,表面粗糙度可降至 Ra0.05μm,既减少海洋生物附着(附着率降低 70%),又通过自润滑特性将摩擦系数稳定在 0.06。某造船厂应用该涂层后,密封圈的腐蚀速率从 0.2mm / 年降至 0.03mm / 年,寿命延长至 5 年以上。
涂层与密封圈的结合强度至关重要。通过喷砂预处理(表面粗糙度 Ra3-5μm)和硅烷偶联剂处理,可使涂层附着力达到 50MPa 以上,在 1000 万次往复运动测试中无剥落现象。此外,添加 8% 铜粉的功能层能缓慢释放 Cu²+ 离子,形成直径 5-10mm 的抑菌区,有效抑制藤壶、藻类等海洋生物的附着腐蚀。