intTypePromotion=1
ADSENSE

Nghiên cứu thử nghiệm, đánh giá hiệu quả của bộ vật liệu sơn phủ bảo vệ lớp vỏ cao su cách âm tàu ngầm Kilo 636 chống tác động xâm thực của môi trường biển

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

32
lượt xem
0
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bộ vật liệu sơn phủ bảo vệ lớp vỏ cao su cách âm tàu ngầm Kilo 636 chống tác động xâm thực của môi trường biển được nghiên cứu chế tạo trên cơ sở phân tích xác định thành phần hóa học các loại sơn đang được sử dụng, thực trạng, đặc điểm tác động thực tế của môi trường xâm thực biển Vịnh Cam Ranh.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu thử nghiệm, đánh giá hiệu quả của bộ vật liệu sơn phủ bảo vệ lớp vỏ cao su cách âm tàu ngầm Kilo 636 chống tác động xâm thực của môi trường biển

  1. Hóa học và Kỹ thuật môi trường NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA BỘ VẬT LIỆU SƠN PHỦ BẢO VỆ LỚP VỎ CAO SU CÁCH ÂM TÀU NGẦM KILO 636 CHỐNG TÁC ĐỘNG XÂM THỰC CỦA MÔI TRƯỜNG BIỂN Võ Hoàng Phương*, Nguyễn Thị Hương, Nguyễn Ngọc Sơn Tóm tắt: Bộ vật liệu sơn phủ bảo vệ lớp vỏ cao su cách âm tàu ngầm Kilo 636 chống tác động xâm thực của môi trường biển được nghiên cứu chế tạo trên cơ sở phân tích xác định thành phần hóa học các loại sơn đang được sử dụng, thực trạng, đặc điểm tác động thực tế của môi trường xâm thực biển Vịnh Cam Ranh. Kết quả thử nghiệm thực tế tại đơn vị đã chỉ ra bộ vật liệu sơn có hiệu quả cao trong việc bảo vệ lớp vỏ cao su cách âm của tàu ngầm Kilo 636 chống tác động xâm thực của môi trường biển, góp phần chủ động trong công tác bảo dưỡng tàu ngầm, đáp ứng nhu cầu thực tiễn của đơn vị trong đảm bảo huấn luyện và sẵn sàng chiến đấu. Từ khóa: Vật liệu sơn chống bám bẩn; Tàu ngầm Kilo 636. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong điều kiện môi trường khí hậu biển nước ta (nhiệt độ nước, độ muối, hàm lượng oxy hòa tan, hàm lượng chất dinh dưỡng ven bờ cao,…) tạo điều kiện cho sinh vật bám bẩn phát triển nhanh, gây ảnh hưởng lớn đến tính năng kỹ chiến thuật của vũ khí, trang bị khí tài hoạt động trong môi trường biển. Đặc biệt là đối với tàu ngầm Kilo 636, lớp vỏ cách âm của tàu ngầm bị bám bẩn, gây ảnh hưởng tới các tính năng kỹ thuật, điều kiện tác chiến của tầu ngầm. Hiện tại các hệ sơn của Liên Bang Nga, Jotun,… vẫn đang được áp dụng, tuy nhiên, hiệu quả, chất lượng vẫn còn hạn chế. Bộ vật liệu sơn phủ chống tác động xâm thực của môi trường biển được nghiên cứu chế tạo trên cơ sở phân tích xác định mẫu vật liệu sơn của Liên Bang Nga, thực trạng và đặc điểm bám bẩn sinh học của môi trường biển Vịnh Cam Ranh. Kết quả thử nghiệm ngâm mẫu tại Cầu cảng Trung đoàn 196/ Quân chủng Hải quân cho thấy, sau bộ sơn có hiệu quả chống tác động xâm thực của môi trường biển Vịnh Cam Ranh (sau 12 tháng thử nghiệm, chưa xuất hiện hiện tượng bám bẩn và hư hỏng bề mặt mẫu thử tại phao thử). Tuy nhiên, để sản phẩm được áp dụng và đưa vào danh mục vật tư tiêu hao trong việc bảo dưỡng, tàu ngầm Kilo 636, cần được thử nghiệm áp dụng thực tế trong việc bảo vệ lớp vỏ cao su cách âm tàu ngầm Kilo 636 chống tác động xâm thực của môi trường biển. Bài viết đưa ra các kết quả thử nghiệm, đánh giá hiệu quả của bộ vật liệu sơn phủ bảo vệ lớp vỏ cao su cách âm của tàu ngầm Kilo 636 chống tác động xâm thực của môi trường biển Vịnh Cam Ranh trong các điều kiện sử dụng thực tế, nhằm đưa vào sử dụng góp phần đáp ứng yêu cầu chủ động của đơn vị trong việc bảo quản, sửa ch a tàu định kỳ. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Sản phẩm – thiết bị thử nghiệm 2.1.1. Sản phẩm thử nghiệm Bộ vật liệu sơn phủ bảo vệ lớp vỏ cao su cách âm tàu ngầm Kilo 636 chống tác động xâm thực của môi trường biển do Viện Hóa học – Vật liệu nghiên cứu chế tạo trên cơ sở nhiệm vụ “Hoàn thiện công nghệ và áp dụng thử vật liệu sơn phủ bảo vệ lớp vỏ cao su cách âm của tàu ngầm Kilo 636 chống tác động bám bẩn sinh học”, gồm 04 loại sơn: - Sơn lót PD/AFPR-0239: là loại sơn lót, sử dụng tăng khả năng bám dính, tương hợp của các lớp sơn phủ bảo vệ khác đối với vật liệu chế tạo trên cơ sở cao su. Sơn lót 88 V. H. Phương, N. T. Hương, N. N. Sơn, “Nghiên cứu thử nghiệm … của môi trường biển.”
  2. Nghiên cứu khoa học công nghệ PD/AFPR-0239 được áp dụng làm lớp sơn lót trong bộ sơn phủ bảo vệ lớp vỏ cao su cách âm tàu ngầm Kilo 636 chống tác động xâm thực của môi trường biển. - Sơn chống lão hóa PD/AAP-136: là loại sơn bảo vệ chống lão hóa khí hậu, ánh sáng, môi trường biển cho vật liệu chế tạo trên cơ sở cao su, loại sơn này có mầu đen, chịu nước mặn và hệ số phản xạ ánh sáng < 1,5 %. Sơn chống lão hóa PD/AAP-136 được áp dụng sơn phủ bảo vệ lớp vỏ cách âm tàu ngầm Kilo 636 chống tác động xâm thực của môi trường biển phần bên trên mớn nước. - Sơn chống bám bẩn nền không tan PD/AFP-ISS: là loại sơn chống bám bẩn nền không tan, được áp dụng sơn 2 lớp (trên lớp sơn lót PD/AFPR-0239) để bảo vệ lớp vỏ cao su cách âm tàu ngầm Kilo 636 chống tác động động bám bẩn sinh học của môi trường biển (phần vỏ cao su dưới mớn nước). - Sơn chống bám bẩn nền tan PD/AFP-SS: là loại sơn chống bám bẩn nền tan, được áp dụng sơn 1 lớp (trên lớp sơn chống bám bẩn nền không tan PD/AFP-SS) để bảo vệ lớp vỏ cao su cách âm tàu ngầm Kilo 636 chống tác động động bám bẩn sinh học của môi trường biển (phần vỏ cao su dưới mớn nước). 2.1.2. Thiết bị - Các thiết bị thi công sơn: Súng phun sơn, máy nén khí, máy khuấy, cân kỹ thuật. - Thiết bị đo nhiệt độ, pH, độ mặn HI98203, nồng độ oxy hòa tan HI96732. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp thử nghiệm treo mẫu thực tế theo tiêu chuẩn TCVN 8785-1: 2011 - Mẫu thử nghiệm: Tấm cao su ngụy trang sonar vỏ tàu ngầm Kilo 636 do Viện Hóa học – Vật liệu chế thử, kích thước 300x300x50 mm. - Phương pháp thi công vật liệu sơn: sử dụng thiết bị thi công sơn thông dụng sơn phủ lên tấm mẫu thử nghiệm lần lượt các lớp sơn: sơn lót PD/AFPR-0239 (1 lớp), sơn chống bám bẩn nền không tan PD/AFP-ISS (2 lớp), sơn chống bám bẩn nền tan PD/AFP-SS (1 lớp). Ký hiệu mẫu AFPVN. - Phương pháp kiểm tra đánh giá: + Độ bền màng sơn thông qua các dấu hiệu hư hỏng như: rạn nứt, tạo vảy, tách, bong tróc, phồng rộp màng sơn. + Hiệu quả chống bám bẩn thực hiện theo phần “Đánh giá độ bền và khả năng chống bám bần của hệ sơn trong nước biển và mức độ dược bảo vệ của nền thép” được quy định tại Phụ lục B của tiêu chuẩn TCVN 8785. 2.2.2. Phương pháp thử nghiệm áp dụng thực tế trên tàu ngầm Kilo 636 - Phương pháp thi công vật liệu sơn: Tiến hành sơn thử nghiệm bộ sơn do nhiệm vụ chế tạo lên lớp vỏ cao su tàu ngầm hiện đang sửa ch a cấp đốc theo quy trình cụ thể như sau: + Chuẩn bị vật liệu, thiết bị, dụng cụ, đồ gá phục vụ thử nghiệm (các loại vật liệu sơn đề tài chế tạo, thiết bị đo kiểm, dụng cụ gia công sơn phủ,...). + Chuẩn bị bề mặt: Bề mặt diện tích lớp vỏ cao su sơn phủ được làm sạch cơ học, dầu mỡ, không bị bám bụi bẩn, dính hóa chất hoặc nước. Bề mặt được làm sạch và lau bằng dung môi đặc chủng, để bề mặt khô, bay hết dung môi trước khi đưa lớp sơn lên bề mặt và được sự đồng ý của cán bộ kỹ thuật Hãng Jotun. + Thi công diện tích sơn phủ (08 m2) bằng sơn lót PD/AFPR – 0239: sơn 1 lớp, để khô hoàn toàn trong 3 giờ. + Thi công diện tích sơn phủ trên mớn nước (04 m2) bằng sơn chống lão hóa PD/AAP – 136: sơn 2 lớp, mỗi lớp cách nhau 03 giờ. Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, 9 - 2020 89
  3. Hóa học và Kỹ thuật môi trường + Thi công diện tích sơn phủ dưới mớn nước (04 m2) bằng 02 loại sơn chống bám bẩn: Sơn chống bám bẩn nền không tan PD/AFP – ISS: sơn 2 lớp, mỗi lớp cách nhau 3 giờ; Sơn chống bám bẩn nền tan PD/AFP – SS: sơn 1 lớp. + Lập biên bản thi công bộ sơn bảo vệ lớp vỏ cao su cách âm tàu ngầm Kilo 636 chống tác động xâm thực của môi trường biển Vịnh Cam Ranh. - Phương pháp kiểm tra đánh giá: Đánh giá đối chứng với bộ sơn đang sử dụng sau khi tàu lên đốc kiểm tra đợt tiếp theo (khoảng 2 năm) về hiệu quả chống lão hóa và chống bám bẩn sinh học môi trường biển. 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả thử nghiệm treo mẫu thực tế tại Trung đoàn 196/Quân chủng Hải quân 3.1.1. Số liệu thủy lý, thủy hóa nơi thử nghiệm Kết quả kiểm tra số liệu thủy lý, thủy hóa tại vùng biển Cầu cảng Trung đoàn 196/ Quân chủng Hải quân được chỉ ra trong bảng 1. Bảng 1. Kết quả kiểm tra số liệu thủy lý, thủy hóa nơi thử nghiệm. Ngày kiểm tra Nhiệt độ, oC Độ mặn, ‰ Độ pH Nồng độ O2 hòa tan (mg/l) 30/8/2018 29,8 34,89 8,45 6,84 15/01/2019 26,3 33,54 8,42 6,95 30/5/2019 29,6 34,76 8,46 6,88 3.1.2. Kết quả kiểm tra đánh giá trạng thái bề mặt mẫu thử nghiệm - Đối với mẫu không sơn (mẫu MT): sau 05 tháng, trên bề mặt mẫu thử xuất hiện sinh vật bám bẩn gồm hầu, hà, các loài nhuyễn thể và tảo biển,… bám chắc, chiếm toàn bộ bề mặt mẫu với độ dày 0,5-1 cm. Sau 09 tháng, sinh vật bám bẩn đã phát triển rõ rệt chiếm toàn bộ bề mặt mẫu với độ dày 2-5 cm. - Đối với mẫu sơn bộ sơn chống bám bẩn (mẫu AFPVN): sau 09 tháng thử nghiệm, không có sự xuất hiện của các loại sinh vật bám bẩn và không có dấu hiệu nứt, tách, phồng rộp, bong tróc mẫu sơn thử nghiệm. Hình 1. Mẫu MT Hình 2. Mẫu MT Hình 3. Mẫu MT (30/8/2018). (15/01/2019). (30/5/2019). Kết quả thử nghiệm đánh giá trạng thái bề mặt mẫu thực tế được đưa ra trong hình 1 đến 6 cho thấy, bộ vật liệu sơn phủ bảo vệ lớp vỏ cao su cách âm tàu ngầm Kilo 636 chống tác động xâm thực của môi trường biển có hiệu quả chống bám bẩn sinh học cao. Trải qua 9 tháng thử nghiệm, vẫn chưa xuất hiện hiện tượng bám bẩn và hư hỏng bề mặt mẫu thử tại phao thử (Vùng biển Trung đoàn 196/ Quân chủng Hải quân). 90 V. H. Phương, N. T. Hương, N. N. Sơn, “Nghiên cứu thử nghiệm … của môi trường biển.”
  4. Nghiên cứu khoa học công nghệ Hình 4. Mẫu AFPVN Hình 5. Mẫu AFPVN Hình 6. Mẫu AFPVN (30/8/2018). (15/01/2019). (30/5/2019). 3.2. Kết quả thử nghiệm thực tế tại Lữ đoàn 189/Quân chủng Hải quân 3.2.1. Số liệu thủy lý, thủy hóa nơi thử nghiệm Kết quả kiểm tra số liệu thủy lý, thủy hóa tại vùng biển L đoàn 189/Quân chủng Hải quân được chỉ ra trong bảng 2. Bảng 2. Kết quả kiểm tra số liệu thủy lý, thủy hóa nơi thử nghiệm. Ngày kiểm tra Nhiệt độ, oC Độ mặn, ‰ Độ pH Nồng độ O2 hòa tan (mg/l) 29/8/2018 29,9 34,76 8,42 6,88 30/5/2019 29,6 34,84 8,44 6,91 3.2.2. Kết quả kiểm tra đánh giá thử nghiệm thực tế Hiệu quả chống tác động xâm thực của môi trường biển bao gồm chống lão hóa (phần trên mớn nước) và chống bám bẩn sinh học (phần dưới mớn nước) được đánh giá đối chứng với bộ sơn đang sử dụng. Kết quả kiểm tra đánh giá trạng thái bề mặt mẫu được chỉ ra trong bảng 3 và hình 7 - 10 (ngày kiểm tra: 30/5/2019). Bảng 3. Kết quả kiểm tra đánh giá trạng thái bề vị trí thi công sơn phủ bộ sơn bảo vệ lớp vỏ cao su cách âm tàu ngầm chống tác động xâm thực của môi trường biển. Diện S Vị trí thử Số Trạng thái mẫu, mức độ tích Loại sơn Ký hiệu TT nghiệm lượng bám bẩn bám bẩn, % Màng sơn có mầu đen, Sườn 26, bóng; Không có dấu hiệu mạn trái Mẫu đối 1 Bộ sơn Jotun - nứt, tách, phồng rộp, bong - (Phần trên chứng tróc màng sơn; Có hiện mớn nước) tượng phản xạ ánh sáng. Màng sơn có mầu đen, Bộ sơn chống lão Sườn 26, không bóng; Không có dấu hóa (Sơn lót Mẫu sơn mạn trái hiệu nứt, tách, phồng rộp, 2 PD/AFPR – 0239; thử 04 m2 - (Phần trên bong tróc màng sơn; Không Sơn chống lão hóa nghiệm mớn nước) có hiện tượng phản xạ ánh PD/ AAP – 136) sáng. Sườn 26, - Không có sự xuất hiện của mạn trái sinh vật bám bẩn trên bề Mẫu đối 3 (Phần Bộ sơn Jotun - mặt. 2-3 chứng dưới mớn - Không có dấu hiệu nứt, nước) tách, phồng rộp, bong tróc Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, 9 - 2020 91
  5. Hóa học và Kỹ thuật môi trường màng sơn. - Xuất hiện lớp phủ mỏng, bám trên bề mặt sơn phủ. Bộ sơn chống bám - Không có sự xuất hiện của bẩn sinh học (sơn lót sinh vật bám bẩn trên bề Sườn 26, PD/AFPR – 0239; mặt vị trí sơn thử nghiệm. mạn trái Mẫu sơn sơn chống bám bẩn 2 - Không có dấu hiệu nứt, 4 (Phần thử 04 m 2-3 nền không tan PD/ tách, phồng rộp, bong tróc dưới mớn nghiệm AFP – ISS; Sơn màng sơn. nước) chống bám bẩn nền - Xuất hiện lớp phủ mỏng, tan PD/ AFP – SS. chứa nhuyễn thể, tảo biển. Hình 7. Mẫu sơn bộ sơn chống lão hóa thử Hình 8. Mẫu sơn bộ sơn Jotun; Sườn 26, nghiệm; Sườn 26, mạn trái, phần trên mớn mạn trái, phần trên mớn nước nước (30/5/2019) (30/5/2019). Hình 9. Mẫu sơn bộ sơn chống bám bẩn sinh Hình 10. Mẫu sơn bộ sơn Jotun; Sườn 26, học thử nghiệm; Sườn 26, mạn trái, phần mạn trái, phần dưới mớn nước dưới mớn nước (30/5/2019). (30/5/2019). Kết quả kiểm tra đánh giá cho thấy, sau 09 tháng thử nghiệm, từ ngày 30/8/2018 đến ngày 30/5/2019, bộ vật liệu sơn bảo vệ lớp vỏ cao su cách âm tàu ngầm Kilo 636 chống tác động của môi trường xâm thực biển do nhiệm vụ nghiên cứu hoàn thiện có hiệu quả cao trong việc chống lão hóa và chống bám bẩn lớp vỏ cao su cách âm của tàu ngầm Kilo 636, tương đương như bộ sơn của Hãng Jotun hiện đang được sử dụng. Mặt khác, kết quả thử nghiệm cũng cho thấy: đối với lớp sơn chống lão hóa (sử dụng trên mớn nước), không có hiện tượng phản xạ ánh sáng như lớp sơn của Hãng Jotun. 92 V. H. Phương, N. T. Hương, N. N. Sơn, “Nghiên cứu thử nghiệm … của môi trường biển.”
  6. Nghiên cứu khoa học công nghệ 4. KẾT LUẬN Kết quả nghiên cứu thử nghiệm, đánh giá thực tế tại Trung đoàn 196/Quân chủng Hải quân (mẫu sơn phủ bộ sơn trên tấm cao su ngụy trang sonar do Viện Hóa học-Vật liệu chế tạo) và 08 m2 trên tàu 183 L đoàn 189/ Quân chủng Hải quân (04 m2 phủ trên mớn nước và 04 m2 phủ dưới mớn nước) cho thấy: bộ vật liệu sơn phủ bảo vệ lớp vỏ cao su cách âm của tàu ngầm Kilo 636 chống tác động xâm thực của môi trường biển có hiệu quả chống bám bẩn cao, sau 09 tháng thử nghiệm, các mẫu thử và diện tích sơn thử nghiệm đều không bị bám bẩn sinh học và hư hỏng màng sơn. Trên cơ sở kết quả đạt được, có thể chứng minh bộ vật liệu sơn phủ bảo vệ lớp vỏ cao su cách âm của tàu ngầm Kilo 636 chống tác động xâm thực của môi trường biển có triển vọng phát triển bước tiếp theo nhằm mục đích đưa sản phẩm vào thực tế, đáp ứng yêu cầu chủ động sản xuất, bảo đảm vật liệu sơn trong nước để bảo dưỡng tàu ngầm, phục vụ công tác huấn luyện và sẵn sàng chiến đấu của đơn vị. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Võ Đề, Nguyễn Đức Trung, Negasep. N. E, Carpop A. V, “Bám bẩn sinh học và ăn mòn biển”, Tuyển tập các báo cáo khoa học 1998, Quyển III – Độ bền nhiệt đới. 1998. [2]. Võ Hoàng Phương, Đề tài cấp Viện KHCN quân sự “Nghiên cứu chế tạo vật liệu sơn phủ bảo vệ lớp vỏ cách âm của Tàu ngầm Kilo 636 chống tác động bám bẩn sinh học tại môi trường biển Vịnh Cam Ranh”, Thời gian thực hiện: 2014-2016. [3]. Martin Wahl, “Marine epibiosis. I. Fouling and antifouling: some basic aspects”, Mar. Ecol. Prog. Ser. Vol. 58: 175-189. 1989. [4]. Claire Hellio and Diego Yebra, “Advances in marine antifouling coatings and technologies”, Woodhead Publishing Limited, Abington Hall, Granta Park, Great Abington, Cambridge CB21 6AH, UK, 2009. [5]. TCVN 8785-1:2011, “Sơn và lớp phủ bảo vệ kim loại – Phương pháp thử trong điều kiện tự nhiên”. ABSTRACT EXPERIMENTAL RESEARCH, ASSESSMENT OF PROTECTING EFFICIENCY OF COATINGS USED FOR ANECHOIC TILE OF KILO 636 SUBMARINE AGAINST THE AGGRESSIVE IMPACT OF THE MARINE ENVIRONMENT A set of coating materials to protect the anechoic tile of Kilo 636 submarine against the aggressive effect of the marine environment has been researched and manufactured base on analyzing and determining the chemical composition of the coating being used, actual situation, actual impact characteristics of the erosion environment at Cam Ranh Bay. The results of experiment shows that the coating materials is highly effective in protecting anechoic tile of Kilo 636 submarine against the aggressive effect of the marine environment, contributing to taking the initiative in submarine maintenance work, to meet the practical needs of the army. Keywords: Coating materials; Antifouling; Kilo 636 submarine. . Nhận bài ngày 17 tháng 7 năm 2020 Hoàn thiện ngày 18 tháng 8 năm 2020 Chấp nhận đăng ngày 24 tháng 8 năm 2020 Địa chỉ: Viện Hóa học – Vật liệu/Viện Khoa học và Công nghệ quân sự. * Email: vophuong71@gmail.com. Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, 9 - 2020 93
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2