阻尼脂的海水兼容性及其在压力测试上的应用

高阳

摘 要：海上测试中很多测量仪器不能直接与海水接触，防海水材料的选择在测试过程中十分重要。好的防水材料不仅要有可靠的防腐蚀性能，而且不能影响测量结果。同时还应考虑防腐措施的成本和利用率等方面。该文选择低成本阻尼脂做为防水涂层，解决了压力传感器与海水接触的腐蚀问题。试验过程中通过接触面和厚度的对比实验，验证了阻尼脂与海水的兼容性，进一步试验表明阻尼脂防腐涂层不影响压力测量结果的准确性。

关键词：阻尼脂 防腐涂层 海水兼容 增重率 渗透率 压力测量

中图分类号：TB304 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）12（b）-0168-04

Abstract：Most measuring devices cant be physical contact with seawater during test and measurement，So the selction of waterproof material is very important in the course of the experiment.A good waterproof material not only has reliable corrosion protection but also cannot have a bad effect in measuring result.At the same time we should consider the cost and usage of waterproof material.This article introduces low cost damping-grease as waterproof coat and settle the problem of corrosion between pressure transducer and seawater.We passed the contrast test of the plane and thickness ， and proved the Compatibility between Seawater and Damping-grease， further investigations of the experiment shows that damping-grease as waterproof coat has no effect in the accuracy of pressure measurement.

Key Words：Damping-grease；Waterproof coat；Compatibility with Seawater；Percentage of liveweight growth；Permeability；Pressure measurement

海水是自然界中量最大，腐蚀性强的一种天然电解质，常用金属及合金都会遭受不同程度的腐蚀[1]。

海上试验中，需要考虑到海水对测量仪器的腐蚀。海洋环境中防腐蚀方法主要有：采用耐蚀合金，施加涂层和采用阴极保护[2]。这些方法对防腐材料材质和加工工艺要求很高，且增大了测试成本。该文采用阻尼脂作为防腐涂层，把基体材料与海水隔离，防止海水对压力传感器的侵蚀[3]。

1 实验原理

海水是一种非常复杂的多组分水溶液，存在多种离子和一些气体[4]。阻尼脂的主要成分为合成有机高分子烃类，稠化剂（二氧化硅），不溶于海水，且不与海水发生化学反应[6]。有机高分子材料是大分子，运动较困难，难于向介质中扩散，所以高分子材料的腐蚀主要由腐蚀性化学介质小分子的扩散来控制[1]。阻尼脂与海水主要相互作用：因浓度差为推动力的扩散现象，即物质组分从高浓度区向低浓度区的迁移，是自然界和工程上最普遍的现象[5]。

2 实验器材

数码称（型号：DIAMOND A04，精度0.1 g）温度计，游标卡尺（精度mm），阻尼脂（型号：PB0868G，产地：东莞） ，牙签，塑料盖，数码相机（型号：Canon IXUS 960 IS），压力传感器（型号：Keller PAA 35x dell），电脑。

3 实验方法

选取不同接触面积和不同厚度阻尼脂与海水直接接触。具体来说，塑料器皿作为阻尼脂的载体，在器皿上涂抹阻尼脂后，将其放置在盛海水的容器中。通过测量阻尼脂在海水中质量变化来表征阻尼脂的增重率和渗透率，从而判断它在海水中的腐蚀程度[1]。

4 厚度对比实验

研究阻尼脂厚度对其腐蚀程度的影响。底面积相同塑料容器上分别涂抹厚度约为1 mm，3 mm，6 mm的阻尼脂，放置于海水中，温度：20 ℃，试验时间为20 d。厚度实验装置如图2所示。

从海水中取出待测样品发现，试验前阻尼脂内部存在少量的微小气泡，经过20 d后从内部溢出，在阻尼脂表面出现了微小的凸凹不平。因此，海上测试时涂抹阻尼脂应消除里面的气泡，涂抹的厚度应大于3 mm。称量发现，涂有不同厚度的阻尼脂海水接触后，质量均没有发生变化，增重率为零。

5 接触面对比实验

阻尼脂在海水中腐蚀程度与海水的接触面积有关。通过改变阻尼脂与海水的接触面大小来考察面积对阻尼脂腐蚀程度的影响。如图3，图4所示。下图为面积较大的方形容器（长度l：114.77 mm 宽度w：64.09 mm），和面积较小的圆形容器（直径d=18.08 mm），其底面涂有阻尼脂厚度3 mm，放置于海水中，温度：20 ℃，试验时间为20 d。

实验过程中发现阻尼脂与海水兼容性良好，发生腐蚀反应的速率很慢，增大其与海水的接触面积阻尼脂质量并没有发生变化，渗透率为零。观察阻尼脂与海水接触面漂浮薄薄的油膜状物质，这是由于阻尼脂的主体成分虽不溶于海水，但占其比例很小的油状液体从阻尼脂中析出[1]。

6 阻尼脂对压力传感器测量的影响：

采用压力传感器对比实验，在相同的实验环境中，其中一个传感器表面涂阻尼脂，另一个不涂阻尼脂。实验中温度为23 ℃。所加阻尼脂厚度分别为0 mm，1 mm，3 mm，6 mm。我们通过改变阻尼脂的厚度来比较阻尼脂厚度对压强测量的影响。对同一厚度分别采取水面稳定和有扰动条件下测量。红色线代表涂阻尼脂的实验曲线，蓝色线未涂阻尼脂。两只传感器均执行了零点校准。实验装置图如图5，图6～图13为压强测量曲线。

从图中得出，水面稳定时，没有涂阻尼脂时，曲线没有完全重合，这是由于压力传感器本身测量存在微小示值误差。当存在外界扰动时，阻尼脂厚度变化时，相同条件下测量压强的峰值基本相同。

从图中得出，水面稳定时，阻尼脂厚度为1 mm，3 mm，6 mm时，曲线特征与没有涂阻尼脂情况相同。当存在外界扰动时，阻尼脂厚度变化时，相同条件下测量压强的峰值基本相同。通过对比实验，说明阻尼脂导压性能良好，阻尼脂厚度在6 mm内对压强测量准确度没有影响。

7 结语

阻尼脂在海水中发生腐蚀反应的速率很慢，在20 d的试验时间内其增重率和渗透率为零。

通过接触面和厚度试验验证了阻尼酯可作为防腐涂层的可行性。

阻尼脂不仅可避免海水对压力传感器的腐蚀，而且具有良好的导压性能，对水压测量准确性没有影响。

参考文献

[1]王保成.材料腐蚀与防护[M].北京：北京大学出版社，2012.

[2]曾一非.海洋工程环境[M].上海：上海交通大学出版社，2007.

[3]中国就业培训技术指导中心组织.防腐蚀工[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2012.

[4]李成玉.船舶辅机[M].大连：大连海事大学出版社，2006.

[5]威尔特.动量、热量和质量传递原理[M].北京：化学工业出版社，2005.

[6]阻尼脂物资安全资料表[R].东莞：东莞市拜尔电子材料有限公司，2007.