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水中洗浄は水中表面洗浄とも呼ばれ、構造物の水中表面から不要な物質をその場で除去するための一連の方法である。これは船体から海洋付着物を除去することを指すことが多いが、土木構造物、パイプライン取水口、およびメンテナンスのために水中から取り出すことが不可能または不便な類似の部品にも適用される。[1]これは通常、ピギングと呼ばれるプロセスである水中またはその他のパイプラインの内部を洗浄することを指すものではない。多くの用途では、動力を供給するため、または動力工具を操作するために、ダイバーの介入が必要である。
アプリケーション
- 船舶の性能向上のための海洋付着物の除去[1]
- 外来種の侵入を防ぐための海洋生物の除去。海洋生物による船底の汚損は、経済および環境に重大な影響を及ぼす可能性のある侵略的外来種の侵入の主な媒介物として認識されています。保護区域に入る前に、浸水面をメンテナンスして汚損生物を殺したり除去したりすることで、リスクを軽減できます。通常の主要な方法は、防汚コーティングを使用することですが、それ自体が毒性のため環境に有害です。水中洗浄は、コーティングが完全に効果を発揮していない場合の防汚の補助であり、コーティングから除去された生物や毒素が放出される可能性があるため、バイオセキュリティのリスクも伴います。[1]
- 検査、メンテナンス、修理作業に備えて汚れや汚染物質を除去します。
船底清掃
方法
手動の方法: [1]
機械的方法: [1]
- ブラッシング– 毛の付いた道具を使って汚染物質を削り取る。
- ブラシカート – 清掃する表面に沿って電動ブラシを運ぶ装置。ブラシカートには通常、廃棄物の除去や処理のためのシステムは含まれていませんが、十分な需要があれば組み込むことができます。表面コーティングに直接接触しないブラシは、コーティング自体を損傷することなく汚れを除去できます。カートが車輪で表面上を転がるときに、スタンドオフを制御できます。一部の防汚コーティングの表面をいくらか除去すると、より濃縮された活性物質を含む新しい層が露出し、実際に性能が向上する場合があります。[1]
- ロータリーブラシ
- ウォータージェット
- 高圧水ジェット – 高圧水ジェットは、正しく適用すれば、防汚コーティングを損傷したり環境に毒素を放出したりすることなく、許容できるレベルの洗浄を提供できますが、そのためにはジェットの角度と表面からの距離、および衝突時間をかなり正確に制御する必要があります。他の状況では、ウォータージェットを使用してペイントを除去することができます。ウォータージェットは、ダイバーが手動で適用することも、ダイバーが操作するカートで適用することも、ROVで適用することもできます。[1]高圧水ジェットでは、200～600 barの圧力を使用できます。洗浄速度は、通常、乾ドック内の船舶よりも水中では遅く、乾ドック内の船舶では1時間あたり200 m 2の速度が可能です。非常にひどい汚れの場合は、1時間あたり20 m 2に速度が低下する場合があります。十分な圧力（約750 bar）があれば、損傷したコンクリートコーティングを鋼鉄パイプラインから鋼鉄に損傷を与えることなく除去できます。平行面間およびパイプ内部へのジェット噴射には、特別なノズルを使用できます。ジェットの形状は洗浄速度に影響します。円形ジェットは汚染物質に最大の影響を与えますが、影響を受ける領域は比較的小さいです。ファンジェットはより広い範囲に衝突しますが、影響は小さく、ファンジェットの幅と影響はノズルと表面の間の距離に大きく影響されます。ファンジェットが効果的な場合、最適な距離と角度は実験によって発見でき、表面全体で異なることがよくあります。柔らかいまたは弾力性のある堆積物は、表面に対して約 30 ～ 60° の角度でジェット噴射すると、まとまったシート状に剥がれることがあります。より脆い堆積物は剥離するときに壊れやすいため、表面に対して垂直に近いジェット噴射角度が必要になる場合があります。[2] : ch40
- 研磨水ジェット – このシステムは、汚染物質、コーティング、腐食生成物を基板まで除去することを目的としています。研磨粒子は水ジェットに混入され、粒子の衝撃によって強力な洗浄作用が発揮されます。
- キャビテーション水ジェット - このシステムは、ノズル内で超音波で生成された水蒸気のキャビテーション空隙を含む水ジェットを使用し、洗浄する表面で泡が破裂すると、硬い表面に局所的に高い衝撃圧力が発生します。これは、高圧ジェットよりも表面コーティングへのダメージが少なく、オペレーターへの危険性が軽減されるとされています。キャビテーションジェットは、正しく使用すれば、健全な塗装にダメージを与えることなく、汚れ、剥がれた塗料、錆を取り除くことができますが、近づきすぎたり、長時間適用すると、アブレーション性塗料や自己研磨性塗料を侵食する可能性があります。ツールには、手持ち式ピストル、ダイバーカート、自走式カート、およびロボットシステムが含まれます。廃棄物を回収するための吸引システムがあり、廃棄物は処理または濾過できます。[1]
廃棄物の回収と処理
底掃除の目的によっては、表面から剥がれた廃棄物を捕獲して処理することが望ましい場合があります。目的が侵入する可能性のある外来種を除去することである場合、それらを水中から除去するか、殺す必要があります。生物が問題でない場合は、防汚コーティングから放出された毒素を封じ込める必要がある場合があります。[1]
環境への影響
構造物や容器の水中洗浄により、表面の汚染物質が有害な領域に拡散する可能性があります。主な懸念事項は 2 つあります。
- 潜在的に侵略的な外来生物の放出。これは主に、汚染された表面が異なる生態学的地域から移動してきた船舶にあり、清掃が行われる地域にとって外来種で覆われている場合に問題となる。[1]
- 毒素の放出により、地域環境が悪化する可能性があります。これは、表面の汚れ層の下に防汚塗料の層がある場合に懸念されます。[1]
基質への影響
洗浄技術によっては、基材に重大な損傷や劣化を引き起こす可能性があり、特に保護コーティングや生物学的に活性な表面コーティングの除去や過度の摩耗を引き起こす可能性があります。場合によっては、防汚塗料の上層を除去すると、活性殺生物剤の濃度が高い塗料が露出し、塗料を再活性化する可能性があります。[1]