Подводная часть корпуса судна, эксплуатирующегося в тропических зонах, усиленно обрастает морскими организмами. Так, в Черноморском пароходстве свыше 50 крупнотоннажных судов из-за обрастания теряют в скорости от 0,5 до 1,5 узла.
Во многих пароходствах даже введен скользящий график нормирования скорости, по которому она задается судну в зависимости от срока, прошедшего после выхода из дока.
О серьезности проблемы борьбы с обрастанием весьма убедительно свидетельствует такой факт: общие потери морского флота, связанные с этим явлением, достигают десятков миллионов рублей в год.
Из нескольких тысяч видов обитателей моря наиболее активен балянус (морской желудь), который обнаруживается на корпусе 80-90 из 100 судов, осмотренных в доках. На одном квадратном метре корпуса масса балянусов достигает 40 кг. Очистка корпуса от балянусов в доке весьма трудоемкая операция.
В настоящее время основной способ защиты подводной части корпуса морских судов — применение необрастающей краски (типа ХВ-53), принцип действия которой основан на выделении в морскую воду ядовитых веществ: закиси меди и соединений мышьяка.
Однако такие краски сложно наносить и возобновлять, а срок их службы всего 10-12 месяцев. Кроме того, выщелачивание ядовитых компонентов из покрытия наиболее интенсивно происходит на ходу судна, когда процесс обрастания незначителен. У необрастающих красок есть еще один существенный недостаток: вымываемые из них вещества загрязняют воду.
Поэтому в последние годы наряду с химическими средствами защиты начали применять физические, в частности ультразвук. В нашей стране сейчас эксплуатируется свыше 20 судов с ультразвуковыми установками отечественного и зарубежного производства.
Применяемая защитная система состоит из генератора высокой частоты и магнитострикционного излучателя-вибратора.
На судах используется частота 16-35 кГц и мощность от 200 Вт до 2 кВт. Вибратор преобразует энергию тока высокой частоты в ультразвуковые колебания. Принцип его работы основан на использовании магнитострикционного эффекта — способности некоторых материалов (никеля, пермендюра) изменять линейные размеры под влиянием переменного магнитного поля.
Вибратор — пакет из магнитострикционного материала — приваривается к внутренней обшивке корпуса на уровне второго дна. Количество вибраторов на судне зависит от их мощности и виброизолирующих свойств корпусных конструкций.
На отечественных судах устанавливают от 2 до 6 вибраторов, которые работают в режиме непрерывного или периодического возбуждения. Колебания вибратора через стальную призму-волновод передаются наружной обшивке корпуса судна.
Природа угнетающего и разрушающего действия ультразвука на находящиеся в воде организмы окончательно не выяснена. Большинство исследователей основную роль в действии ультразвука отводят механическим силам кавитационной природы.
Под воздействием ультразвуковых колебаний в воде распространяются продольные волны; появляются области сжатия и разряжения. В тех местах, где нарушается однородность жидкости, происходит ее разрыв, и образуются кавитационные полости, которые в полупериод сжатия захлопываются.
В жидкости возникает ударная волна, способствующая механическому разрушению биологических объектов в звуковом поле, и чем больше их размер, тем они чувствительнее к ультразвуку.
Хотя наибольший эффект достигается при сочетании необрастающей краски и ультразвука, практическая проверка подтвердила, что и один ультразвук оказывается достаточно надежной защитой против обрастания.
В Балтийском морском пароходстве уже эксплуатируется свыше десяти судов, оборудованных только ультразвуковой защитой.