1、 毕业论文开题报告 船舶与海洋工程 自升式海洋平台防海生物系统设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义： 海洋污损生物是指固着或栖息在船舶 、 平台和各种人工设施水下固体表面上，对人类经济活动产生不利影响的动物 、 植物和微生物，其危害主要为增加船舶行进阻力，降低航速，增大燃料消耗；堵塞用水管道；改变金属腐蚀过程，导致局部腐蚀或穿孔；妨碍各类海洋设施的正常工作，增加负荷 、 引发漂移 、 失衡甚至导致倾覆 。 海生物污损对海上设施的危害非常严重，在从事海事活动和开发利用海洋资源时，必须事先对相应水域污损生物 群落的结构特点及演替发展规律有所了解，以选择相应的经济有效的防污措施
2、。 本课题 结合海洋生物学和附着机理研究及生物技术在污损生物防除中应用的最新进展，从经济实用 、 操作简便 、高效环保等方面，探讨了海洋污损生物防治技术与对策及应用发展前景。 可以用以下方法处理海洋生物：防海生物涂料和 电解防海生物。 目前，防污涂料中使用率最高的防污剂则是氧化亚铜 。 但是，随着铜元素的释放，防污效果下降，同时铜元素也会在海洋中大量的聚集，从而对海洋生态环境产生不良影响 。 因此，研制开发新型环保的海洋防污技术已成为当前海洋防污领域的研究热点 ，而关于海洋生物天然防污作用机制的研究也越来越受到人们的关注基于生物仿生技术的聚合物涂层主要是低表面能防污涂层 。 低表面能防污涂层主
3、要以有机硅或有机氟为基体树脂 。 有机硅系列化合物包括硅氧烷树脂 、 有机硅橡胶及其改性物质等 。 以有机硅与乙烯和丙烯酸丁醋共聚物为原料的硅橡胶型涂料一聚合物涂料其涂层表面张力极低，耐腐蚀性能好，垂直使用不流挂，可用于舰艇水下部位和浮标的防污 。 含有长链的全氟烷基化合物不仅显示出憎水性，而且对普通的烃 、 油类也具有憎油性 。 近来利用氟化树脂改善基料的表面张力取得了很好的实用效果 。 氟碳树脂为刚性聚 合物，有机氟高聚物的表现张力是高聚物中最低的，这是由于氟原子的加入使单位面积的作用力减小的结果 。 Ober 等研究了含两亲性侧链的新型嵌段共聚物的表面性能及其对海洋有机物的吸附作用，其侧
4、链由疏水的含氟组分与亲水的 PEO 组成 。 该两亲性表面对强烈吸附于疏水 表面与亲水表面的两类不同海藻的吸附作用均很弱，具有广谱 抗污效果 。 新型涂料十分符合环保要求，同时也不会出现因为毒性防污剂不断释放而导致的防污效果下降现象，能够起到防污的作用 。 但是它也有缺陷，如品种少，有效期短，只有在水流剪切力的作用下，低表面能防污涂料才能显现出 较好的防污效果 。 因此，对于低表面能防污技术应着重于新型材料的开发，降低成本，提高防污效果，以拓宽其应用领域 。 电解防污技术是目前普遍使用的防污技术之一，具有技术成熟，安全可靠，管理方便，运行费用低等优点 。 所谓电解防污技术是通过电解的方法，产生
5、有毒的物质，从而造成一种不适合海洋生物附着生长的环境，防止污损的发生 。 电解海水防污电解海水防污是利用不溶性电极电解海水产生有效氯，有效氯是强氧化剂，它可以击晕或杀死海洋生物的幼虫和孢子，从而达到防污的目的 。 反应中产生的 HClO、 ClO-、 Cl2都称为有效氯，它们都可以击 晕或杀死海洋生物的幼虫和孢子，防止海生物的附着和生长 。 电解海水制氯防污装置由取水 、 电解槽 、 不溶性电极 、 控制器 、 流量计等组成 。 电解海水制氯装置主要应用于石油平台的海水处理系统和海水冷却系统 。 电解铜 -铝防污海水中电解铜 -铝防污是将铜 、 铝合金作为阳极，被保护的设备系统作为阴极 。 电
6、解铜阳极得到的铜离子具有毒性，与海水混合物，形成有毒的环境 。 电解铝阳极产生 Al3+，与阴极产生的 OH-形成 Al(OH)3，此种 Al(OH)3包封着释放出来的铜离子，随海水流动从被保护系统中通过 。 它具有很高的吸附性，会散布开来而进入海生物 可能栖息的海水流动较缓的区域，抑制了海生物的生长 。铜铝阳极系统在海水中电解时，作为阴极的钢质管道内表面生成致密的钙镁覆盖层，而且电解生成的氢氧化铝胶体会随海水流动，在管道内壁形成一层保护膜 。氢氧化铝胶体膜阻滞氧的扩散，增加浓差极化，减缓腐蚀速度，这样可以达到防污 、 防蚀的目的 。 电解铜 、 铝防海生物装置由控制箱 、 电解槽或阀箱 、
7、联接电缆及防腐防污电极组成，其电极可根据需要选择铜 、 铝或铁材料 。 氯 -铜联用防污，海水中电解氯铜联合防污 、 防蚀是将不溶性阳极和特殊的铜 、铝合金作为阳极，被保护的设备系统作为阴极 。 电解铜铝阳极 生成铜离子和氢氧化铝絮状沉淀 。 其作用机理与电解铜铝阳极防污相同，与此同时利用不溶性阳极电解海水制氯，有效氯和铜离子都是有毒物质，能杀死或抑制海生物 。 其防污效果要比单独使用的效果大很多 。 氯铜联用防污由电解槽 、 不溶性电极 、 铜铝电极 、控制器等组成 。 此种装置可应用于石油平台的海水处理系统 、 消防系统 、 海水冷却系统及电缆防护管线等 。 污损生物的研究应进一步注重基础
8、研究与应用研究相结合，在生物学基础上，通过与物理 、 化学及材料学等学科的交叉和渗透，寻找环境友好 、 并能彻底解决生物污损这一难题的方法和技术 。 二、研究的基 本内容，拟解决的主要问题： 1对自升式海洋平台图纸进行研究分析。 2简单介绍该海洋平台的防海生物系统。 3分析该系统的原理以及所产生的效果，和带来的影响 。 三、研究步骤、方法及措施： 1对海洋平台有个了解和认识； 2了解 2005 海上移动平台入级与建造规范； 3了解船舶设计手册轮机分册； 4结合自升式海洋平台图纸掌握海水防海生物系统原理； 5分析该系统与其他系统的不同之处； 6分析该系统对海洋平台的发展有什么重要的意义。 四 、
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