Почему у кораблей красное днище и от чего оно защищает

Стоит огромному кораблю попасть в сухой док, и у него обнаруживается почти комичная деталь: снизу он ярко-красный. Пока судно находится в воде, эта часть обычно скрыта, поэтому цвет легко принять за морскую традицию или дизайнерский каприз. Но красная краска работает там, где корпусу приходится тяжелее всего — в солёной воде, среди бактерий, водорослей и моллюсков. Верхнюю часть круизных лайнеров красят в белый совсем по другим причинам. А днищу требуется отдельное покрытие.

покрытие, которое сохраняет скорость корабля и не даёт морю превратить металл в небольшой живой риф.

Почему дно кораблей окрашивают в красный? Источник изображения: ixbt.com

Красное днище защищает корабль от живого налёта

Любая поверхность, надолго погружённая в море, довольно быстро перестаёт быть чистой. Сначала на ней появляется тонкая плёнка из бактерий и органических веществ. Затем закрепляются водоросли, личинки моллюсков, балянусы — те самые небольшие рачки в твёрдых известковых домиках. Постепенно гладкий корпус покрывается настоящей подводной экосистемой.

Этот процесс называется биологическим обрастанием. На кораблях оно затрагивает не только само днище, но также рули, гребные винты, решётки водозаборников и другие детали, постоянно контактирующие с водой. Для борьбы с ним используют специальные противообрастающие покрытия.

Обычно красный слой — это не простая эмаль, а верхняя часть многослойной системы. Под ним находятся антикоррозионный грунт и связующее покрытие, защищающие сталь от воды и кислорода. А внешний слой мешает прикрепляться морским организмам. Некоторые краски постепенно выделяют небольшое количество биоцидов, другие создают слишком гладкую или скользкую поверхность. Существуют и экспериментальные покрытия против биообрастания, которые обходятся без токсичных компонентов.

Днище кораблей красят в красный цвет, чтобы защитить его от обрастания.

Откуда у корабельной краски появился красный цвет

Традиционный оттенок появился не ради красоты. Одним из главных действующих веществ в противообрастающих красках долгое время был оксид меди(I) — соединение с формулой Cu₂O. Согласно описанию химической базы PubChem, это красный или красно-коричневый порошок.

Оксид меди постепенно контактирует с морской водой и создаёт у поверхности корпуса среду, в которой многим водорослям, моллюскам и ракообразным сложнее закрепиться и расти. Пигмента в таких составах много, поэтому естественный цвет вещества хорошо заметен и практически задаёт оттенок всей краске.

Медь начали использовать для защиты кораблей задолго до появления современной химической промышленности. Деревянные корпуса обшивали медными листами, спасая их от морских организмов. Особенно опасными были корабельные черви — на самом деле это моллюски, способные буквально источить древесину изнутри.

Эта традиция зародилась во времена парусных кораблей, когда днище судна, обычно деревянное, подвергалось нападению морских организмов, которые могли повредить и разрушить корпус.

Позже медь переместилась из металлической обшивки в состав краски. Поэтому красное днище — это, по сути, след старой и очень практичной технологии. Версия о том, что такой цвет нужен лишь для маскировки ржавчины, слишком упрощена. От коррозии корпус защищают нижние слои покрытия, а видимая красная краска прежде всего борется с обрастанием.

Обросший корпус резко увеличивает расход топлива

Несколько ракушек на днище выглядят безобидно, но для большого судна даже тонкий налёт превращается в серьёзную проблему. Гладкий корпус легко скользит через воду. Обросший становится похож на шершавую стену, которую приходится проталкивать вперёд силой двигателей.

По оценке Международной морской организации, слой слизи толщиной всего 0,5 миллиметра, покрывающий половину подводной поверхности судна, способен увеличить выбросы парниковых газов на 20–25%. Точное значение зависит от формы корабля, его скорости и условий плавания, но масштаб всё равно впечатляет. Речь даже не о толстом ковре из ракушек, а о налёте тоньше банковской карты.

Из-за дополнительного сопротивления судно расходует больше топлива, хуже набирает скорость и теряет часть манёвренности. Одновременно возрастает нагрузка на двигатели. Поэтому владельцам приходится регулярно осматривать, очищать и заново красить днище в сухом доке.

Солёная вода заодно ускоряет электрохимическую коррозию металла. Именно поэтому обычная сталь в море требует особенно тщательной изоляции, тогда как нержавеющая сталь защищена тонким слоем оксида хрома. Однако даже дорогие сплавы не отменяют необходимость следить за подводной частью корабля.

Современное днище не обязано быть красным

Со временем появились и другие антифоулинговые пигменты и красители, так что сейчас днищу можно придать любой цвет. Однако у большинства судов оно по-прежнему красное.

Сегодня красный цвет остаётся самым узнаваемым, но обязательным он давно не является. В продаже есть чёрные, синие, зелёные, серые и даже почти белые противообрастающие покрытия. Цвет зависит от используемых пигментов, состава краски и требований владельца судна.

Меняется и принцип работы. Самополирующиеся покрытия очень медленно обновляют внешний слой во время движения корабля. Вода постепенно воздействует на связующий полимер, старая поверхность удаляется, а под ней открывается свежий слой с противообрастающими веществами. Корпус при этом остаётся относительно гладким.

Другой вариант — силиконовые и фторполимерные покрытия с низким поверхностным сцеплением. Морские организмы могут ненадолго закрепиться на них, но держатся хуже и отрываются при движении судна или во время очистки. Разрабатываются также гидрогели, микрорельефы, напоминающие кожу морских животных, и покрытия без соединений меди.

Красный оттенок сохранился благодаря привычке, распространённости оксида меди и огромному количеству уже отработанных технологических схем. Но по одному цвету определить точный состав краски невозможно.

А вы уже подписаны на наш канал в MAX? Если нет, самое время это сделать!

Самые эффективные краски пришлось запретить

В 1960-х годах появились покрытия на основе трибутилолова, или ТБТ. Они отлично защищали корабли от обрастания и могли работать годами. Проблема обнаружилась позже: соединения олова не оставались только на корпусе, а попадали в воду и донные отложения.

Даже небольшие концентрации ТБТ нарушали развитие устриц и других моллюсков. У некоторых морских улиток возникал импосекс — самки приобретали мужские половые признаки и теряли способность нормально размножаться. В результате эффективная корабельная краска стала угрозой для целых прибрежных экосистем.

Международная морская организация приняла соответствующую конвенцию 5 октября 2001 года. Она вступила в силу 17 сентября 2008 года и запретила использовать органические соединения олова в качестве биоцидов на корпусах судов. С 1 января 2023 года ограничения распространились и на цибутрин — ещё одно вещество, применявшееся против водорослей.

Медные краски разрешены во многих странах, но и их использование регулируется: избыток меди может накапливаться в закрытых гаванях и вредить организмам, которые вообще не собирались селиться на корабле. Поэтому идеального покрытия пока нет. Оно должно долго работать, сохранять гладкость корпуса и при этом не превращать воду вокруг судна в раствор пестицидов.

Красная полоса не показывает загрузку корабля

Красную часть корпуса часто принимают за ватерлинию, хотя это не совсем одно и то же. Граница краски показывает область, рассчитанную на постоянный или частый контакт с водой. Реальный уровень воды меняется в зависимости от груза, запасов топлива, волн и плотности воды.

На многих кораблях между красным днищем и основной окраской корпуса проходит узкая тёмная полоса. Её называют поясом переменной ватерлинии: эта зона попеременно оказывается то под водой, то на воздухе и особенно быстро загрязняется.

Допустимую загрузку показывает отдельный знак на борту — грузовая марка, или диск Плимсоля. Поэтому красное днище не сообщает, сколько контейнеров находится внутри судна. Оно говорит о другом: вся эта часть корпуса должна оставаться гладкой, защищённой от коррозии и максимально непривлекательной для морских обитателей.

Получается, ярко-красная краска почти всегда скрыта от пассажиров, но от неё напрямую зависят скорость, расход топлива и состояние моря. Не самая заметная деталь корабля — зато одна из самых полезных.