6.6. Кавитационностойкие покрытия

Изделия и объекты, которые эксплуатируются при контакте с движущимися жидкостями и газами (гидросиловое оборудование ГЭС, днища судов, гидротехнические сооружения и др.), при скоростях обтекания 30 м/с подвергаются эрозионному разрушению в результате кавитации поверхности, вызванной воздействием ударных волн. Такому виду разрушения подвержены почти все твердые материалы, в их числе металл и бетон.

Стойкость покрытий к кавитации зависит от характера и скорости движения среды, природы подложки, структуры и физического состояния материала пленки, ее адгезии к подложке, от деформационных свойств покрытий. В наибольшей степени противостоят эрозионному разрушению покрытия из эластомеров, обладающие высокой прочностью, относительным удлинением, адгезией и малыми временами релаксации. Они служат демпфером, способным гасить ударные кавитационные импульсы. Их формируют используя комбинированные пленкообразователи превращаемого типа  как правило, это смеси жесткоцепных полимеров или олигомеров (виниловых, эпоксидных) с эластомерами (каучуками). Установлено, что пигменты и наполнители практически не влияют на кавитационную стойкость покрытий.

Для создания кавитационных покрытий на металлах разработаны эмали: перхлорвиниловая ХВ74, на основе сополимера винилхлорида ХС48, эпоксидно-каучуковые ЭП43, ЭП917.

Кавитационная стойкость покрытий из эмали ЭП43 толщиной 300400 мкм при ускоренных испытаниях в трубе Вентури (скорость омывания водой 60 м/с)  70100ч (к0,25 г/мкм)

(6.10)

где  время разрушения пленки;

h  толщина пленки;

 скорость кавитационного потока

n = 45.

Такие покрытия обеспечивают надежную защиту гребных винтов на судах и других объектов от разрушения и коррозии.

Разработаны покрытия, снижающие сопротивление трению в воде, которые применяют с целью повышения ходовых качеств судов, для уменьшения энергетических затрат при транспортировании водных сред по трубам и др. Для их создания в качестве пленкообразователей используют водорастворимые и водонабухающие полимеры (полиэтилен-оксид с ММ 10⁶10⁷, гидроксилсодержащие акриловые, некоторые оловоорганические), обладающие способностью полироваться водой. Положительный эффект достигается также при введении в состав красок водорастворимых полимерных наполнителей (полиакриламид, Naкарбоксиметилцеллюлоза, сополимеры акриламида с Nвинилпирролидоном). При набухании пленок покрытия коэффициент трения на межфазной границе близок к коэффициенту трения воды.