海洋水下设施防污最新解决方案-MARINGLIDE防生物污损保护膜

科技 04-07 阅读:2 评论:0

对于长期部署在海水中的各类仪器来说,生物附着是一个严重的问题,它会缩短仪器的使用寿命,增加人工维护的频率和成本,并导致观测信号的漂移和数据误差。生物污损会对海洋水下设施功能造成严重的危害,缩短其服役期,影响其正常运行。因此,需要采取有效的防护措施,抑制或减少生物污损,实现海洋水下设施的有效运行。

生物污损是影响许多水下仪器的关键问题。例如,如果水下传感器被微生物覆盖,系统效率可能会降低,藤壶附着并生长在传感器或其他活动仪器区域会破坏测量质量。此外,生物污损需要花费大量体力和财力来清洁仪器,而使用高压水射流、刮刀、刷子或化学品会永久损坏敏感的传感器区域。生物污垢还可能影响光学仪器的可视范围,需要频繁且昂贵的物理维护。

MARINGLIDE专利技术可以减少各种生物污损问题,而不会伤害海洋生物:该薄膜不含生物杀伤剂,对生态友好。它可以用手连接和拆卸,并在使用后作为惰性塑料处理。

该薄膜由四层组成:保护膜、防污层、粘合层和防粘衬垫(见图)。自粘层确保该膜不需要固化时间。它可以很容易地操作,这是保护仪器免受生物污染所需要的。这防污层预涂在薄膜表面。这使得薄膜厚度均匀,对测试水下声学仪器收集的结果的准确性没有显著影响,同时还提供了稳定和持久的防污性能。防污层的特殊表面能够防止微生物的有机粘附蛋白的粘附,而无需任何杀生物物质。这蓝色保护层顶部用于保护特殊防污层免受灰尘、污垢和大气颗粒的影响,必须在使用薄膜/仪器之前将其移除。

使用后,可以用手剥离薄膜。不需要高压水射流、刮刀、刷子或任何其他可能损坏敏感传感器区域或仪器表面的工具。

对不同应用进行的抗生物污损测试的结果如下所述。

聚氯乙烯面板防污试验

MARINGLIDE已在世界各地经过测试,每次都表现出良好的抗生物污垢性能。

例如,PVC面板部分覆盖了Nitto抗生物污损保护膜,并在日本Mikawa湾水下部署了两个月。薄膜上没有生物污垢,但许多藤壶附着并生长在PVC面板的裸露表面上(见图1)。当用手揭下薄膜时,薄膜下面的表面清晰干净,与原始状态一样。

图1:在日本Mikawa湾部署了两个月的带有Nitto防生物污损保护膜的PVC面板

日本海洋地球科学技术研究机构对TRITON浮标进行防污试验

另一项试验是与日本海洋地球科学技术研究机构合作进行的。该薄膜应用于吃水线下的JAMSTEC TRITON浮标。该浮标随后被部署在日本和歌山海岸100公里处,为期12个月。这部电影被证明是成功的,大大防止了海卫一浮标上的生物污损。与同一个浮标在没有贴膜的情况下部署五个月的状态相比,结果更加明显。贴膜完全覆盖在鸭眼兔(参见图2)。

图2:部署前后带有Nitto防生物污损保护膜的JAMSTEC TRITON浮标。

ADCP的防污试验

该膜也可用于声学多普勒流速剖面仪(ADCPs)。与日本Nortek公司合作,将胶片安装在ADCP传感器上,传感器在海洋中放置了四个月。传感器完全干净,而周围区域则布满了藤壶(见图3)。ADCP还能够准确收集所有必要的数据。

图3:使用前后的Nortek Signature1000和Nitto防生物污染保护膜。

水下相机防生物污损

水下摄像机也是如此,它不仅用于水产养殖,还用于海洋调查。由于生物污染,水下相机通常需要频繁维护,这既耗时又昂贵。因此,我们研究了日东防生物污损保护膜是否可以防止海洋生物的积累,同时保持相机的可视性清晰(见图4)。相机窗口被胶片覆盖,该仪器在东京湾部署了三个月。该相机能够在没有维护的情况下在围栏中拍摄鱼的高分辨率图像至少45天,因为薄膜使窗户表面完全没有生物污垢(见图4)。这表明该膜也适用于水下摄像机。

图4:带有防生物污损膜的水下相机和拍摄的照片

粘合层的可靠性

粘合层的可靠性通过以下方法进行评估:使用特殊的水流阻力测试设备(见图5)。作为测试样品,将该膜应用于聚氨酯板上。然后将带有薄膜的面板放入装满水的塑料管中。水流以15节的速度产生,持续250小时。结果表明薄膜没有被水流剥离。这意味着薄膜粘合剂牢牢地固定在基底上,并且能够抵抗洋流。此外,即使当应用于ADCP的膜在墨西哥湾流(墨西哥湾)中放置超过18个月也没有发生剥离。这证实了粘合剂足够坚固,可以在长期部署和强电流中保持不动。

图5:水流阻力测试

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