Ջրակայուն սիլիկոնե պտուտակային փականք. կիրառություններ ծովային սարքավորումներում

Ինչու՞ ջրամերժ սիլիկոնե պատվաստապարունները գերակշռում են ծովային կնքման մեջ

Անընդհատ արտահոսքի անհաջողություններ աղային ջրում ենթարկված միացումներում

Աղի ջուրը ծանր հարված է հասցնում ծովային սարքավորումներին, հատկապես՝ այդ հին ձևի ռետինե լայնականներին, որոնք այլևս չեն կարողանում դիմանալ պայմաններին: Ենթածույզ մասերը, որոնք ենթարկվում են ծովի ջրի ազդեցությանը, խնդիրներ են առաջացնում EPDM և նիտրիլային ռետինի նման նյութերի համար: Այս ռետինները փքվում են, երբ կլանում են աղի ջուրը, երբեմն մեծանում են իրենց չափսերով մինչև 15 տոկոսով, իսկ հետո սկսում են ամբողջովին քայքայվել: Ինչ-որ բան այստեղից հետո էլ շատ վատ է լինում: Փքվելը ստեղծում է մանր ճեղքեր մասերի միջև, ինչը հանգեցնում է շարունակական կաթուկների՝ ներառյալ պրոպելլերի առանցքներում և խողովակների ծածկիկներում: Ավելի վատ է, որ աղը ժամանակի ընթացքում կուտակվում է այս նյութերի ներսում: Երբ այն փոխարկվում է խոնավ և չոր վիճակների միջև, աղը փաստորեն արագացնում է ճեղքվելու գործընթացը: Բոլոր այս խնդիրները հետագայում ավելի մեծ խնդիրներ են առաջացնում: Էլեկտրական համակարգերը կարճ են անցնում, սայլակները ժանգոտում են, իսկ նավերը կորցնում են իրենց լողաունակությունը: Ինչպես նշված է անցյալ տարվա «Marine Engineering Journal»-ում, ծովային ամբողջ անսարքությունների մոտ մեկ երրորդը կապված է հենց այս տեսակի լայնականների անսարքությունների հետ: Այս խառնաշփոթը ուղղելու համար մենք պետք է նոր նյութեր օգտագործենք, որոնք հատուկ նախատեսված են իոնների նկատմամբ դիմադրություն ցուցաբերելու և իրենց ձևը պահպանելու համար՝ նույնիսկ այն դեպքում, երբ ամիսներ շարունակ գտնվում են ջրի տակ:

Սիլիկոնե պոլիմերների մոլեկուլային կայունությունը հիդրոլիզի և ջերմային լարվածության պայմաններում

Սիլիկոնը այնքան շատ է առանձնանում, որովհետև նրա հատուկ անօրգանական սիլոքսանային շղթայի կառուցվածքը Si-O-Si-ն չի քայքայվում ջրի ազդեցության տակ՝ ի տարբերություն սովորական օրգանական ռետինների: Ածխածնի վրա հիմնված նյութերը, իրենց թույլ կապերի շնորհիվ, հակ tendency են քայքայվելու աղային ջրի ազդեցության տակ, սակայն սիլիկոնը հիանալի կերպով դիմադրում է: Կապի ամրությունը այստեղ մոտ 444 կՋ/մոլ է, ինչը նշանակում է, որ այս մոլեկուլները պահպանում են իրենց ամբողջականությունը՝ նույնիսկ երկար ժամանակ եռման աղային լուծույթներում գտնվելու դեպքում: Ինչ է նշանակում այս քիմիան իրական կիրառություններում? Դա նշանակում է, որ նյութերը շատ ավելի երկար են պահպանում իրենց ամբողջականությունը խիստ պայմաններում՝ համեմատած այլընտրանքային նյութերի հետ:

Սիլիկոնի հիմքի շուրջը գտնվող հիդրոֆոբ մեթիլ խմբերը վանում են ջրի մոլեկուլները՝ կանխելով պլաստիֆիկացիան: Փոքրագույն քլորիդ իոնների կլանման հետ միասին այս քիմիական կազմը թույլ է տալիս սիլիկոնե փականներին պահպանել կնքման սեղմումը ջերմային ցնցումների ընթացքում՝ կարևոր պայման շարժիչի կոլեկտորների համար, որոնք փոփոխվում են 4°C ծովային ջուրից մինչև 180°C շահագործման ջերմաստիճաններ:

Կնքման կատարողականություն. Իրական աշխարհում ջրակայունության ստուգում

Ստատիկ խորասուզումից ավելին. Դինամիկ խորասուզման ցիկլեր (0–5 մ, 72 ժամից ավելի)՝ ըստ ASTM D412/D2240

Օվկիանոսը պարզապես ջուրը դուրս keeping պահելու մասին չէ՝ այն պետք է նյութեր օգտագործի, որոնք կարող են դիմանալ իրական ճնշումներին: Ստատիկ խորասուզման փորձարկումները մեզ տալիս են աշխատանքային ցուցանիշների սկզբնական կետ, սակայն իրական փորձարկումը կատարվում է ASTM D412/D2240 ստանդարտների համաձայն, որոնք սիլիկոնե պարանոցների նյութերին ենթարկում են իրական ծովային պայմաններին՝ նմանակելով մակընթացային ճնշման փոփոխություններ, որոնք համապատասխանում են մակերևույթից մինչև 5 մետր խորության ընկած տարածքին՝ երեք ամբողջական օր կամ ավելի: Այս փորձարկումները նմանակում են այն, ինչ իրականում տեղի է ունենում ջրի տակ, որտեղ ալիքները կոտրվում են և խորությունները անընդհատ փոխվում են: Ըստ տարբեր հիդրոդինամիկական հետազոտությունների, ծովային սարքավորումներում ամուրացման մոտ տասից ութ անհաջողություններ տեղի են ունենում հենց այս պայմանների պատճառով: Երբ նյութերը հաջողությամբ անցնում են այսպիսի խիստ փորձարկումներ, նրանք ունակ են պահպանել իրենց ջրակայուն հատկությունները՝ չնայած անընդհատ սեղմման և ազատման շարժումներին, որոնք կքանդեին ավելի էժան այլընտրանքները:

Ֆումացված սիլիցիումի օքսիդով ամրացված սիլիկոնի հիբրիդային սեղմման կորստի նվազեցում

Երբ ճնշումը վերացնելուց հետո կնիքները հաստատական ձևախախտում են կրում, սա կոչվում է սեղմման սահմանափակում, և այս խնդիրը հանգեցնում է կնիքավորման կիրառություններում երկարաժամկետ ձախողումների: Սիլիկոնե պոլիմերային կառուցվածքներին ֆումացված սիլիցիումի օքսիդի նանոմասնիկներ ավելացնելը ստեղծում է ներքին հենարանային ցանց, որը նվազեցնում է սեղմման սահմանափակման խնդիրները մոտ 40 տոկոսով՝ համեմատած սովորական նյութերի հետ: Այս ամրապնդված հիբրիդները պահպանում են իրենց ձևն ու ճկունությունը՝ նույնիսկ հազարավոր սեղմման ցիկլներից հետո, ուստի պահպանում են ջրակայուն կնիքը՝ նույնիսկ այն դեպքերում, երբ նրանց են ենթարկվում շարունակական թրթռոցների և լցված շարժիչների ու ջրի տակի սարքավորումներին բնորոշ լարվածությունների: Մեկ այլ առավելություն այն է, թե ինչպես են այս նանոկառուցվածքները վերաբերվում մանր ճեղքերին ի հայտ գալուն ի հեճուկս խիստ սեղմման դեպքերի: Բնական պայմաններում փորձարկումները ցույց են տվել, որ այս տեխնոլոգիայով պատրաստված մասերը ավելի երեքից մինչև հինգ տարի են տևում աղային ջրի միջավայրում՝ մինչև փոխարինման անհրաժեշտություն առաջանալը:

Երկարաժամկետ մաշվածություն. Դիմադրություն ՈՒՖ, աղի մառախուղ և օքսիդային կոռոզիա

ՈՒՖ քայքայում ընդդեմ օքսիդային քլորիդային հարձակման՝ պտուտակաձև ծածկի ձախողման արմատային պատճառի վերլուծություն

Ծովային սիլիկոնե պատվաստամածերը հիմնականում երկու գործընթացների շնորհիվ են վատանում. մեկը առաջանում է ՈՒՖ լույսի և մյուսը՝ քլորիդի ազդեցության հետևանքով: Երբ երկար ժամանակ արևի տակ են լինում, ՈՒՖ ճառագայթները իրականում քանդում են պոլիմերային կապերը մակերեսում: Սա հանգեցնում է խնդիրների, ինչպիսիք են գույնի փոփոխությունը, ժամանակի ընթացքում դառնալը փխրուն և փոքր ճեղքերի առաջացումը, որոնք վերջապես թույլ են տալիս ջրին ներթափանցել: Մյուս խնդիրը առաջանում է օդում առկա աղից: Աղի մառախուղը ներթափանցում է նյութի մեջ և մոլեկուլային մակարդակում սկսում է քիմիական ռեակցիաներ: Ինչ է այնուհետև կատարվում. պատվաստամածը փքվում է, կորցնում է սեղմումը պահելու ունակությունը և շատ ավելի արագ է ծերանում ջրի տակի միացումներում: Արդյունաբերական փորձարկումները, որոնք համապատասխանում են ASTM G154 ստանդարտին՝ ՈՒՖ ազդեցության նկատմամբ, ցույց են տալիս, որ մակերեսային ամրությունը մոտ 2000 ժամ ՈՒՖ լամպերի տակ մոտ 40% է նվազում: ASTM B117-ին համապատասխան աղի մառախուղով փորձարկումների դեպքում արտադրողները հայտնաբերել են, որ քլորիդի ազդեցությունը բարձր աղի պարունակությամբ տարածքներում նյութի ճկունությունը կրճատվում է գրեթե 58%: Այս թվերը կարևոր են, քանի որ օգնում են կանխատեսել, թե ինչքան ժամանակ կապրեն այս կնիքները՝ մինչև փոխարինման անհրաժեշտություն առաջանա:

Ապացուցված պահպանում. 5000 ժամ QUV-B + աղի մառախուղի ավելացման ընթացքում ձգվածության 98,7% ամրություն

caրգավոր սիլիկոնե պտուտակները ցուցադրում են աննախադեպ տևողականություն երկարատև ծովային լարվածության տակ: Անկախ փորձարկումները հաստատում են 98,7% ձգվածության ամրության պահպանում 5000 ժամ ցիկլային QUV-B (ՈՒՖ) և աղի մառախուղի ազդեցության ընթացքում՝ գերազանցելով EPDM-ի նմանատիպ այլընտրանքներին ավելի քան 30% ցուցանիշով: Փորձարկման ստանդարտը նմանակել է ծայրահեղ պայմաններ.

• ՈՒՖ ճառագայթում 0,55 Վտ/մ² (340 նմ)
• Աղի ամպրոպի կոնցենտրացիա. 5% NaCl
• Ջերմային ցիկլավորում 50°C (ՈՒՖ փուլ) և 35°C (աղի մառախուղ) միջև

Գերազանց փոշիանման սիլիցիումի ամրապնդումը սահմանափակում է պոլիմերային շղթաների շարժը օքսիդային լարվածության տակ՝ նվազագույնի հասցնելով սեղմման դեֆորմացիան: Այս մոլեկուլային կայունությունը ապահովում է հերմետիկ կնքման ուժի պահպանում նավի կառուցվածքներում և վերևի սարքավորումներում տասնյակ տարիների ծառայությունից հետո:

Ջրակայուն սիլիկոնե պտուտակների հիմնարար ծովային կիրառությունները

Սիլիկոնե թափանցիկները ծովային սարքավորումները ջրամբարից պաշտպանելու գործում կարևոր դեր են խաղում, երբ դրանք ենթարկվում են բարդ աղի ջրի պայմանների: Նրանք պետք է պահպանեն իրենց ձևը և դիմադրեն մոլեկուլային մակարդակում քայքայմանը՝ նույնիսկ տարիներ շարունակ ճնշման տակ գտնվելուց հետո: Նավակների համար այս թափանցիկները անհրաժեշտ են կապտի թափանցումների համար, օրինակ՝ պրոպելլերային առանցքների և այլ ամրացման մասերի համար, որոնք անցնում են կապտի միջով: Եթե այստեղ ճիշտ թափանցիչ չլինի, ջուրը կներթափանցի ներս և կվտանգի նավակի կայունությունը՝ երբ այն շարժվում է խիստ ծովային պայմաններում: Շարժիչի խցում սիլիկոնե թափանցիչները ստեղծում են արգելքներ կարևոր հանգույցների շուրջ, ինչպիսիք են փականների ծածկերը և սարքավորումների արտանետման համակարգերը: Այս մասերը միաժամանակ ենթարկվում են յուղի և չափազանց բարձր ջերմաստիճանների՝ սառը սառույցից մինչև կրակոտ տաք: Պալուբայում դրանք օգտագործվում են նավահանգստային սարքերը և ծածկերը թափանցիչ դարձնելու համար, որպեսզի դրանք չքայքայվեն արևի ներգործության կամ ծովային ջրի ցայտունների հետևանքով: Նավաշինարարները նաև հիմնվում են այս թափանցիչների վրա բիլգե պոմպերի, սոնարային սարքերի և բալաստային համակարգերի միացումների համար: Ինչո՞ւ: Որովհետև սիլիկոնը չի քայքայվում թաց լինելուց, ինչը կանխում է տարբեր մետաղների միջև վտանգավոր քիմիական ռեակցիաները ջրի տակ:

Հաճախ տրամադրվող հարցեր

Ինչու՞ են սիլիկոնե պտուտակները նախընտրվում ավանդական ռետինե թափանցիկներից ծովային կիրառումներում

Սիլիկոնե պտուտակները նախընտրվում են աղի ջրի, ջերմային ցիկլավորման, ՈՒՖ ազդեցության և օքսիդացման շատ բարձր դիմադրության պատճառով։ Ի տարբերություն ավանդական ռետինե թափանցիկների՝ սիլիկոնե նյութերը պահպանում են իրենց ամբողջականությունը ծովային ծայրահեղ պայմաններում

Ինչպե՞ս են սիլիկոնե պտուտակները աշխատում դինամիկ ճնշման փոփոխությունների դեպքում

Սիլիկոնե պտուտակները ենթարկվում են խիստ փորձարկումների՝ ինչպիսիք են ASTM D412/D2240 ստանդարտները, որպեսզի դիմադրեն դինամիկ ճնշման փոփոխություններին և համոզվեն, որ պահպանում են իրենց ջրակայուն հատկությունները անընդհատ մակընթացության փոփոխությունների ընթացքում

Ինչպիսի՞ դեր է խաղում մանրացված սիլիցիումի երկօքսիդը սիլիկոնե պտուտակների բարելավման գործում

Մանրացված սիլիցիումի երկօքսիդը ուժեղացնում է սիլիկոնե պոլիմերային կառուցվածքները՝ ներդաշնակությունը կրճատելով մինչև 40%-ով սովորական նյութերի համեմատությամբ։ Այս նորարարությունը օգնում է ծովային պտուտակներին պահպանել իրենց ձևն ու ճկունությունը երկարատև ճնշման և թրթռոցների պայմաններում

Ինչպե՞ս են սիլիկոնե պտուտակները դիմադրում ՈՒՖ-ի և աղի մառության առաջացրած քայքայմանը

Սիլիկոնե պատվաստամածուկները նախագծված են՝ դիմադրելու UV-ից պոլիմերների քայքայմանը և աղի մառախուղից փքվելուն, պահպանելով մինչև 98,7% ձգման ամրություն՝ ըստ փորձարկման ստանդարտների երկարատև ազդեցությունից հետո: