doi: 10.52899/24141437_2025_04_503
УДК: 620.193.244

Биоцидные цинковые покрытия: разработка и эффективность для защиты морских конструкций

Грибанькова А. А., Трусов В. И., Кузнецов Д. И., Чан В. Т., Агапов К. А.
Язык статьи:
Ссылка для цитирования: Агапов К.А., Чан Ван Туан, Трусов В.И., Кузнецов Д.И., Грибанькова А.А. Биоцидные цинковые покрытия: разработка и эффективность для защиты морских конструкций // Труды Санкт-Петербургского государственного морского технического университета. 2025. Т. 4, № 4. С. 503–511. DOI: 10.52899/24141437_2025_04_503 EDN: CFJBRK

Аннотация

Актуальность. В работе представлены результаты исследования новых защитных покрытий для морских конструкций в тропическом климате. Представленные исследования выполнены в рамках научно-исследовательского проекта «Эколан T-1.1, Задача 9», реализуемого при содействии Совместного Российско-Вьетнамского Тропического научноисследовательского и технологического центра. Работа интегрирована в комплексную научную повестку центра и направлена на решение актуальных задач в области защиты материалов в тропических условиях. Основное внимание уделялось изучению влияния морской среды на оцинкованную сталь и эффективности модифицированных биоцидными присадками покрытий. Разработана система защиты на основе электрохимического цинкования с биоцидным компонентом. Морские испытания в акватории Восточного моря (Кханьхоа, Вьетнам) показали снижение биообрастания на 80% и высокую коррозионную стойкость покрытий. Полученные результаты демонстрируют перспективность применения разработанных композиций для защиты судовых конструкций. Исследование посвящено разработке экологически безопасных противокоррозионных покрытий для морских конструкций. Актуальность работы обусловлена высокой интенсивностью биообрастания в прибрежной зоне тропических морей и необходимостью замены токсичных биоцидных составов на безопасные альтернативы. Цель ― изучение эффективности цинковых покрытий с добавлением органических соединений для защиты стальных конструкций от биообрастания и коррозии в морской среде. Методы. В исследовании использованы: образцы стали марки Ст3 размером 175×250×3 мм; сульфатный электролит для цинкования с концентрацией сернокислого цинка 200–300 г/л; цинковые покрытия с добавлением органических соединений (ОС 1-4). Методика морских испытаний в Восточном море (Кханьхоа, Вьетнам); микроскопический анализ; йодометрическое титрование; гравиметрический метод определения скорости коррозии. Результаты исследования. Исследования показали существенное снижение биообрастания и коррозии на образцах с биоцидными добавками. Контрольные образцы характеризовались интенсивным формированием колоний морских организмов, тогда как образцы с добавками сохраняли целостность поверхности. Скорость коррозии снизилась на 50%, максимальная защита (61%) достигнута при использовании ОС 4 (1 ммоль/л, 1 А/дм²). Выявлено подавление роста сульфатредуцирующих бактерий: латентный период ― 48 часов, жизненный цикл Desulfovibrio ― 7 суток. Концентрация биогенного сероводорода существенно снизилась. Цинковые покрытия с добавками сформировали плотную структуру с пониженной проницаемостью. Заключение. Разработанные покрытия с органическими добавками обеспечивают эффективную защиту стальных конструкций от биообрастания и коррозии в морской среде. Результаты исследования могут быть использованы при создании новых антикоррозионных материалов для морской техники и сооружений, обеспечивая их длительную эксплуатацию в условиях интенсивного биообрастания. Проблема защиты судовых конструкций от биообрастания в тропических водах приобретает особую значимость в связи с высокой интенсивностью колонизации подводных поверхностей морскими организмами в прибрежной зоне Вьетнама. Существующие защитные системы не обеспечивают требуемой эффективности в условиях агрессивной морской среды, что обуславливает необходимость разработки новых композиционных решений с улучшенными эксплуатационными характеристиками. Ключевые слова: биообрастание; морская коррозия; цинковые покрытия; сульфатредуцирующие бактерии; цинкование; скорость коррозии; степень защиты.

Список литературы

1. Титлянов Э.А., Титлянова Т.В. Водорослевые обрастания подводных конструкций ферм по выращиванию лангустов в заливе Нячанг (Вьетнам) // Биология моря. 2013. Т. 39, № 5. С. 320–329. EDN: RELFGV
2. Карзина Е.И., Гайдым М.А. Исследование активности ингибиторов атмосферной коррозии против плесневых грибов // Труды Санкт-Петербургского государственного морского технического университета. 2025. Т. 4, № 3(15). С. 341–346. doi: 10.52899/24141437_2025_03_341 EDN: JNZLVU
3. Гайдым М.А., Карзина Е.И., Грибанькова А.А., Трусов В.И. Биоцид противообрастающих покрытий судов // Труды Санкт-Петербургского государственного морского технического университета. 2024. № 4(12). С. 44–52. EDN: RSOILE
4. Карзина Е.И. Исследование коррозионной стойкости композиционных покрытий // Судостроение. 2025. № 5 (882). С. 29–30. EDN: ZMBCYJ
5. Гайдым М.А., Карзина Е.И. Исследование токсичности биоцида для судовых противообрастающих покрытий. В кн.: Образование. Наука. Производство: Сборник докладов XVI Международного молодежного форума, Белгород, 30–31 октября 2024 года. Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, 2024. С. 24–27. EDN: SIQAPY
6. Карзина Е.И., Гайдым М.А. Цинкирование как новая технология в судостроении и оценка его токсичности // Неделя науки СанктПетербургского государственного морского технического университета. 2024. Т. 1, № 1. С. 380–385. EDN: STFHZF
7. Радионова Л.В., Глебов Л.А., Быков В.А., Соседкова М.А Экологические перспективы технологий цинкования стали. Черная металлургия // Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2024. Т. 80, № 7. С. 61–70. DOI 10.32339/0135-5910-2024-7-61-70 EDN: JUGGHG
8. Старикова, Е.Ю. Композиционные защитные покрытия / Е.Ю. Старикова, Т.А. Шанауров // Химия и химическая технология: достижения и перспективы: Материалы VI Всероссийской конференции, Кемерово, 29–30 ноября 2022 года. Кемерово: Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева, 2022. С. 6081–6084. EDN: BTVEYV