銅被覆

銅被覆は、船体の外側に取り付けられた銅板を使用して、海水や生物汚損の腐食効果から船またはボートの水中船体を保護する方法です。 18世紀に英国海軍によって開拓され、開発されました。古代では、古代ギリシャ人は鉛板を使用して水中船体を保護していました。

開発

木造船の船体の劣化は、帆船時代の重大な問題でした。船の船体は、ワーム、フジツボ、およびさまざまな海洋雑草による継続的な攻撃を受けていました。これらはすべて、構造上、ワームの場合、または雑草の場合の速度と処理に影響を及ぼしますが、船に何らかの悪影響を及ぼしました。これらの問題に対処する最も一般的な方法は、木材を使用することで、場合によっては鉛を使用することでした。消耗可能な木材被覆は、ワームが攻撃するために船体に非構造スキンを効果的に提供し、定期的にドライドックで簡単に交換できました。しかし、雑草は急速に成長し、船は遅くなりました。鉛被覆は、これらの問題を軽減する上で木材よりも効果的ですが、重すぎて、船の鉄ボルトとひどく反応しました。

被覆方法よりも古いのは、さまざまな掘り込みおよび支払い技術でした。主に3つの物質が使用されました。クジラ油、ロジン、硫黄の混合物である白いもの。黒いもの、タールとピッチの混合物。そして、ブラウンのものは、ブラックのものに追加された単なるブリムストーンでした。船体を選択した物質でコーティングし、それを木製の厚板の薄い外層で覆うのが一般的な方法でした。

銅被覆の使用は、1708年に最初にチャールズペリーによって提案されましたが、コストが高く保守上の問題があると考えられていたため、海軍委員会によって拒否されました。銅被覆の最初の実験は1750年代後半に行われました。いくつかの船のキールと偽のキールの底と側面は銅板で覆われていました。

1761年、実験は拡大され、西インド諸島での勤務から復帰した恐ろしい状況に対応して、32門フリゲートHMS アラームの底部全体を銅で覆うように命じられました。 HMS アラームが選択されたのは、1761年に、船の状態に関する手紙が送られ、水からの虫が船の木製船体に多大な損害を与えたと言っていたからです。銅板が適用される前、船体は柔らかいもので覆われていました。これは、単に髪、糸、茶色の紙でした。銅は、船体をperformed虫の侵入から保護し、水と接触すると、オキシ塩化銅を主成分とする有毒皮膜を生成し、これらの海洋生物を阻止したため、雑草の成長を防止しました。さらに、このフィルムはわずかに溶けたため、徐々に洗い流され、海洋生物が船に付着する方法がなくなりました。しかし、海軍本部によって、プレートを船体に保持するために使用される銅製ボルトが船の建造で使用される鉄製ボルトと反応し、多くのボルトがほとんど役に立たないことが間もなく発見されました。 1766年、鉄製ボルトの状態が悪いため、 Alarmの銅が除去されました。

この実験の後、銅と鉄の間の予期せぬ理解されていない電解反応によって抑止された鉛被覆が再び試みられましたが、プレートが船体から驚くほど速く落下する傾向があったため、タスクには不適切であることがわかりました。 1764年までに、2番目の船HMS Dolphinは、特に熱帯海域での発見の航海に備えて銅で覆われていました。 ドルフィンの船体は、船が世界を2回周航した1768年に検査されました。船体の鉄製部品に著しい腐食があり、交換が必要でした。 1769年、船の船体を銅でメッキする試みが行われました。今回は、銅合金で作られたボルトを使用して建造された新しい船で行われました。今回の結果ははるかに良好でしたが、それでもボルト締めの問題は残っていました。 1773年のアメリカとの戦争の始まりと激化は、本格的な銅張りプログラムを可能にするために必要なボルト締めの問題に焦点を当てました。

1780年代までに、この技術はインドに広がりました。マイソールの統治者であるティプ・スルタンは、フランスと東インド会社の船の利点を観察した後、彼のすべての海軍船に銅の鞘を付けるように命じました。

広範な実装

アメリカ戦争が本格化したため、イギリス海軍は1778年に艦隊全体の底部の銅張りを開始しました。これは戦争のためではなく、起こりました。これは、1778年にリバプールの造船業者であるフィッシャー氏（西アフリカと活発な貿易を行った）が海軍委員会に手紙を送ったためにも生じました。その中で、彼は、暖かい熱帯の海での船の虫の問題、および船体に掛かる海藻の巻きひげの速度への影響の解決策として「銅被覆」を推奨しました。手紙自体は存続せず、国立海洋博物館が保持する他の公式通信で斜めに参照されます。銅板と船体の間に厚い紙を貼って鉄ボルトを保護するという重要な新しい技術的ブレークスルーが含まれているか、同時に発生した可能性があります。これは最近、HMS Jupiterで （おそらく）正常に試行されました。この突破口は海軍本部を勝ち取るものとなることでした。

フィッシャーの手紙は、当時のアメリカの独立戦争（1775–1783）に100隻以上の船を供給するという大きな問題を抱えていた新しい海軍のボードコントローラーチャールズミドルトンによって見られました。アメリカの反政府勢力を支援するためにイギリスに宣戦布告。これにより、地域内戦と呼ばれるものが事実上世界的な紛争に変わりました。スペインは1779年に、オランダは1780年に続いたため、イギリスは3つの最大のライバルに直面しなければなりませんでした。ミドルトンは、イギリスは「すべての駅で数で劣る」と考え、海軍は「現在の危険から私たちを追い出す」ことを要求された。彼は、銅張りにより、海軍が水中船体の清掃や修理を必要とせずに海上にはるかに長く留まることができ、高価な場合でも非常に魅力的な提案であることを理解しました。彼は海軍を拡大しなければなりませんでしたが、艦隊に追加する時間がなく、利用可能なリソースが限られていました。軍艦を作るには5年と2000本の木が必要でした。しかし、彼は既存の艦隊を改修することができ、フィッシャーの解決策を把握し、1779年1月21日に海軍本部に手紙を書きました。また、彼は必要な資金提供のためにこの「最も重要な問題」についてジョージ3世に直接請願しました。彼は、メソッドを説明するために、銅底を示すHMS Bellonaのモデルを持ち帰りました。国王は、テストされていない技術の高価なプロセスについて彼を支持しました。

各船は、平均で300プレートの銅を15トン必要としました。すべての銅はイギリスの鉱山（当時、世界で唯一の鉱山）によって供給され、最大の鉱山はウェールズ北部のアングルシーのパリス山でした。パリス鉱山は最近、大規模生産を開始し、安価な銅で英国市場を食い止めていました。しかし、74ガンの三流艦のラインを銅にするために必要な14トンの金属は、木材が262ポンドであるのに対して、まだ1500ポンドの費用がかかりました。海上での速度と時間の増加の利点は、関連するコストを正当化すると見なされました。ミドルトンは1779年5月にポーツマスドックで、次に乾ドックに入ったときに32門までのすべての船を銅で処理するよう注文しました。 7月、この命令は1年以内に合計51隻で、44銃以下の船を含むように拡張されました。その後、銅船と非銅船の混合艦隊を維持するのが困難であるため、艦隊全体を銅で処理することが決定されました。 1781年までに、82隻の船が50隻の50隻の艦船、115隻のフリゲート艦、および182隻の未評価船とともに銅張りされました。

しかし、これはすべて遅すぎてアメリカの植民地の損失を回避することはできませんでした。一方、フランス人はカリブ海での有利な砂糖貿易を脅かしていましたが、当時13の植民地よりも英国の利益にとって重要であると考えられていました。砂糖貿易は、アメリカ独立戦争と英仏戦争（1778–1783）の費用を支払っていました。まだテストされていない王立海軍の新たに銅メッキされた船は、1782年のドミニカ沖のサントの戦いでロドニーがフランスを破るのに成功しました。

1783年に戦争が終了するまでに、船体のボルト締めの問題が再び明らかになりました。最後に、船体のボルトに適した銅と亜鉛の合金が見つかりました。海軍内のすべての船の再ボルト付けを進めることで海軍本部は1786年に多大な費用をかけて決定し、最終的にボルト腐食の問題を解決しました。このプロセスは数年続き、その後、銅めっきシステムに大きな変更を加える必要はなく、金属メッキは、現代の防汚塗料が出現するまで船の水中船体を保護する標準的な方法でした。 19世紀には、純銅の一部が、60％の銅、40％の亜鉛、および微量の鉄の合金であるMuntz金属によって置き換えられました。 Muntz金属には、銅よりもいくぶん安いという利点がありました。

民間使用

イギリス海軍で広く採用されたため、一部の船主は商船でこの方法を採用しました。 1777年に1隻の銅製の船がロイド船長の登録簿に記録された。奴隷船スループホーク 、140トン。この特定の船は、インドへの5年間の航海の後、1775年にSheernessでSandwichによって検査されたとき、海軍本部に感銘を与えました。 1786年までに、275隻の船（商船隊の約3％）が銅張りされました。 1816年までに、これはイギリスの商船の18％に上昇しました。銅板は、そこで造られた船で使用するためにインドに輸出されました。 18世紀後半から19世紀初頭に、インドの船の約30％が銅メッキされました。

商船所有者は、最初の出費にもかかわらず、銅被覆によって可能になった節約に惹かれました。銅は高価だったので、より良い所有者だけがこの方法に投資する傾向があり、その結果、銅の被覆の使用は、十分に見つかって維持された船を示す傾向があり、ロンドンのロイドはより低い保険料を請求することになりました船舶はより良いリスクでした。このことから、品質の指標として「銅底」というフレーズが生じ、

銅張りは、暖かい海を航行する商船でより一般的に使用されていました。寒い北の海を航行する船は、しばしば交換可能な木製の外装板を使い続けました。これらの船舶では、木材に穴を開ける生物はそれほど問題ではなく、日常的に手入れが行われていることが多く、高価な銅製品にかなりの損害を与える可能性があります。銅張りは奴隷船で広く使用されていました。奴隷貿易法の廃止が1807年に英国の法律になった後、奴隷貿易は違法になり、奴隷商人は彼らを捕まえようとするイギリス海軍の船のパトロールを回避する可能性が高い高速船を評価しました。

ハンフリーデービーの銅被覆に関する実験

18世紀後半から19世紀初頭にかけて、ハンフリーデービーirは、保護されていない銅被覆で海水が引き起こした腐食を軽減する方法を決定するために多くの実験を行いました。このために、彼はさまざまな厚さの銅を海岸に沈め、それぞれの海水がどれだけ劣化したかを測定しました。さまざまな金属のシートが海水中に4か月間残った後、検査されました。このテストでは、2つの港湾船も使用されました。1つは追加の亜鉛バンド、もう1つは鉄のバンドを使用しています。デービーは、亜鉛と鉄自体が炭酸塩で覆われ、雑草、植物、昆虫が金属に付着する一方で、鋳鉄または亜鉛部品に接続された銅板には、付着した生命体や変色がないことを観察しました。保護されていない銅は、すぐに赤みがかった色から緑がかった色の腐食になります。他の金属を1：40〜1：150の比率で銅と混合した場合、腐食の兆候は見られず、重量損失は最小限でした。比率を1：200および1：400に変更すると、著しい腐食と重量損失が発生しました。したがって、デービーは、銅の製造が最も安価だったため、銅を保護するために鋳鉄を提唱し、彼の観察では、可鍛性の鉄と亜鉛はより早く摩耗するようでした。

参照：陰極防食

その他の用途

銅底という用語は、安全で成功することが確実なベンチャー、計画、または投資を表すために引き続き使用されます。関連する銅留め （およびverbfast形式のcopperfasten ）も同様に使用されますが、「信頼できる、信頼できる」というよりも「安全で明確な」というニュアンスがあります。