防火及隔热材料在舰船上的应用-终版详解课件.ppt
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- 防火 隔热材料 舰船 应用 详解 课件
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1、防火及隔热材料在舰船上的应用防火及隔热材料在舰船上的应用非密非密一、概述一、概述二、国内外现状及需求简介二、国内外现状及需求简介三、舰船防火及隔热材料综合配置要求三、舰船防火及隔热材料综合配置要求四、结束语四、结束语汇报内容一、概述一、概述 舰船上需要使用大量的非金属材料,主要包括在防火舰船上需要使用大量的非金属材料,主要包括在防火及隔热、舱室装饰、甲板敷盖和覆层、防腐防污涂层等方及隔热、舱室装饰、甲板敷盖和覆层、防腐防污涂层等方面,这些材料的使用与舰船的面,这些材料的使用与舰船的安全性、居住性安全性、居住性等有密切关等有密切关系,其存在使用量大、在舰船上分布广的特点,对舰船系,其存在使用量大
2、、在舰船上分布广的特点,对舰船重重量重心量重心等总体性能有着重要的影响,因此越来越受到各相等总体性能有着重要的影响,因此越来越受到各相关部门的重视。这其中尤其以防火及隔热材料所占比重较关部门的重视。这其中尤其以防火及隔热材料所占比重较大,以下重点对此展开讨论。大,以下重点对此展开讨论。二、国内外现状及需求简介二、国内外现状及需求简介舰船舱室绝缘材料舰船舱室绝缘材料防火型绝缘材料防火型绝缘材料隔热保温型绝缘材料隔热保温型绝缘材料隔热保温型绝缘材料:用于有隔热保温型绝缘材料:用于有温差的冷热界面部位,隔热、温差的冷热界面部位,隔热、保温、防结露等作用。保温、防结露等作用。防火型绝缘材料:用于舰船上
3、防火型绝缘材料:用于舰船上有防火等级要求的舱室及主横有防火等级要求的舱室及主横舱壁上,起防火作用。舱壁上,起防火作用。(一)分类及功能(一)分类及功能二、国内外现状及需求简介二、国内外现状及需求简介(二)我国海军舱室绝缘材料发展情况(二)我国海军舱室绝缘材料发展情况 我国海军舰船舱室用防火及隔热绝缘材料多年我国海军舰船舱室用防火及隔热绝缘材料多年来经历了从软木、泡沫塑料逐步向纤维型、复合泡来经历了从软木、泡沫塑料逐步向纤维型、复合泡沫型材料方向发展。早期的舰船上普遍采用阻燃的沫型材料方向发展。早期的舰船上普遍采用阻燃的硬质聚氯乙烯泡沫塑料作为舱室隔热保温绝缘的主硬质聚氯乙烯泡沫塑料作为舱室隔热
4、保温绝缘的主要用材,由于其平时会慢慢释放出要用材,由于其平时会慢慢释放出含氯的有害成份含氯的有害成份,并在火灾中燃烧时会产生大量的并在火灾中燃烧时会产生大量的浓烟及有毒气体浓烟及有毒气体,因而被明文禁用而被因而被明文禁用而被淘汰淘汰。 在硬质聚氯乙烯泡沫塑料被淘汰后,国内相继在硬质聚氯乙烯泡沫塑料被淘汰后,国内相继开发出超细玻璃棉、酚醛泡沫、陶瓷棉等船用防火开发出超细玻璃棉、酚醛泡沫、陶瓷棉等船用防火及隔热绝缘材料,并在八十、九十年代期间建造的及隔热绝缘材料,并在八十、九十年代期间建造的舰船上有大量应用。多年的使用证明这些材料绝热舰船上有大量应用。多年的使用证明这些材料绝热性能较好,且毒性指标
5、亦满足使用要求,但依然存性能较好,且毒性指标亦满足使用要求,但依然存在着较大的缺陷。在着较大的缺陷。二、国内外现状及需求简介二、国内外现状及需求简介(二)我国海军舱室绝缘材料发展情况(二)我国海军舱室绝缘材料发展情况二、国内外现状及需求简介二、国内外现状及需求简介(二)我国海军舱室绝缘材料发展情况(二)我国海军舱室绝缘材料发展情况a a超细玻璃棉材料超细玻璃棉材料回弹性差回弹性差,使用中容易损坏;安,使用中容易损坏;安装和检修时易产生装和检修时易产生碎纤维碎纤维,污染环境,且玻璃纤维,污染环境,且玻璃纤维对施工人员有较大的刺激作用。对施工人员有较大的刺激作用。b b酚醛泡沫为硬质泡沫型材料,酚
6、醛泡沫为硬质泡沫型材料,脆性大脆性大,易粉化易粉化,与曲面或不平整钢板表面与曲面或不平整钢板表面粘合不理想粘合不理想。c.c.陶瓷棉材料的容重较大(通常在陶瓷棉材料的容重较大(通常在170kg/m170kg/m3 3 左右),左右),表面硬度差且不平整,施工麻烦且美观型较差表面硬度差且不平整,施工麻烦且美观型较差。二、国内外现状及需求简介二、国内外现状及需求简介(二)我国海军舱室绝缘材料发展情况(二)我国海军舱室绝缘材料发展情况 近年来,国内企业和科研单位又相继开发出矿近年来,国内企业和科研单位又相继开发出矿物棉材料、复合硅酸盐、多晶丝以及聚酰亚胺泡沫物棉材料、复合硅酸盐、多晶丝以及聚酰亚胺泡
7、沫材料等新型防火及隔热材料。同以往材料相比,无材料等新型防火及隔热材料。同以往材料相比,无论是材料本身的性能指标,还是施工性能、环保性论是材料本身的性能指标,还是施工性能、环保性能等都有较大的改善和提高,目前已在众多新型舰能等都有较大的改善和提高,目前已在众多新型舰船上得到广泛的应用。船上得到广泛的应用。二、国内外现状及需求简介二、国内外现状及需求简介(二)国外海军舱室绝缘材料情况(二)国外海军舱室绝缘材料情况 国外舰船上,美国、英国、法国、意大利等西国外舰船上,美国、英国、法国、意大利等西方国家以前主要采用方国家以前主要采用玻璃棉和陶瓷棉玻璃棉和陶瓷棉等纤维型材料等纤维型材料作为舱室防火及隔
8、热绝缘材料。近年来,作为舱室防火及隔热绝缘材料。近年来,海绵状泡海绵状泡沫材料如聚酰亚胺泡沫沫材料如聚酰亚胺泡沫在美军舰船上得到广泛的使在美军舰船上得到广泛的使用,该材料的最大优点在于用,该材料的最大优点在于重量轻、闭孔结构、防重量轻、闭孔结构、防水性强、压缩回弹性能较好,易于施工和维修水性强、压缩回弹性能较好,易于施工和维修,主,主要缺点是价格昂贵。俄罗斯海军的舰船上泡沫材料要缺点是价格昂贵。俄罗斯海军的舰船上泡沫材料如酚醛泡沫使用得较广泛。如酚醛泡沫使用得较广泛。二、国内外现状及需求简介二、国内外现状及需求简介(二)国外海军舱室绝缘材料情况(二)国外海军舱室绝缘材料情况 美国海军针对美国海
9、军针对N N级耐火分隔的要求,通过研究和级耐火分隔的要求,通过研究和试验,开发了试验,开发了可溶性硅酸盐纤维和硅质纳米孔耐火可溶性硅酸盐纤维和硅质纳米孔耐火材料材料等防火绝缘材料。等防火绝缘材料。 可溶性硅酸盐纤维是一种含钙、镁元素的碱可溶性硅酸盐纤维是一种含钙、镁元素的碱土金属硅酸盐纤维(土金属硅酸盐纤维(AES)AES),它具有在人体内部,它具有在人体内部可溶性的特点,是一种绿色环保型防火绝热材可溶性的特点,是一种绿色环保型防火绝热材料。它的熔点温度为料。它的熔点温度为12601260,长期使用温度超,长期使用温度超过过900900,该材料在国外船舶的,该材料在国外船舶的A A级耐火分隔上
10、级耐火分隔上已得到广泛应用。已得到广泛应用。 硅质纳米孔耐火材料被誉为硅质纳米孔耐火材料被誉为“超级耐火隔超级耐火隔热材料热材料”,最早由美国宇航局研制,由硅质微,最早由美国宇航局研制,由硅质微纳米多孔材料、无机纤维、粘合剂等纯无机材纳米多孔材料、无机纤维、粘合剂等纯无机材料组合而成,由于材料自身的微纳米多孔结构料组合而成,由于材料自身的微纳米多孔结构(气孔尺寸小于空气平均分子自由程(气孔尺寸小于空气平均分子自由程70nm70nm)使得材料具有很好的耐火性能,在使得材料具有很好的耐火性能,在减轻质量和减轻质量和节约空间节约空间方面有明显的先进性。方面有明显的先进性。 国内有多家单位开展了硅质纳
11、米孔耐火隔国内有多家单位开展了硅质纳米孔耐火隔热材料相关的研究,如同济大学、北京科技大热材料相关的研究,如同济大学、北京科技大学、航天材料及工艺研究所等,研制的硅质纳学、航天材料及工艺研究所等,研制的硅质纳米孔耐火隔热材料的热导率可稳定在米孔耐火隔热材料的热导率可稳定在0.025 W/0.025 W/(m mK K)以下,最高使用温度达到)以下,最高使用温度达到10001000,与,与国外报道的水平基本相当。国外报道的水平基本相当。二、国内外现状及需求简介二、国内外现状及需求简介(二)国外海军舱室绝缘材料情况(二)国外海军舱室绝缘材料情况 目前,国内外各类船舶上使用的防火型绝缘目前,国内外各类
12、船舶上使用的防火型绝缘材料主要还是材料主要还是陶瓷棉陶瓷棉(复合硅酸铝)材料为主,(复合硅酸铝)材料为主,陶瓷棉防火材料制品系采用优质焦宝石原料经陶瓷棉防火材料制品系采用优质焦宝石原料经精造加工、高温熔融、喷制成纤、压制成型而精造加工、高温熔融、喷制成纤、压制成型而成,具有防火、保温隔热等优良性能。成,具有防火、保温隔热等优良性能。 二、国内外现状及需求简介二、国内外现状及需求简介(三)防火材料(三)防火材料 另有另有超轻多晶丝超轻多晶丝舰船防火制品,该材料为舰船防火制品,该材料为国内新研制成功的防火材料,具有质轻、防火、国内新研制成功的防火材料,具有质轻、防火、导热率低等优良性能。已通过了导
13、热率低等优良性能。已通过了A-60A-60级的耐火级的耐火试验,达到了试验,达到了A-60A-60级耐火分隔的要求,适用于级耐火分隔的要求,适用于舰艇防火隔热材料,它满足舰艇防火隔热材料,它满足19741974年国际海上年国际海上人命安全公约人命安全公约(SOLAS1974SOLAS1974)A-60A-60级防火隔热级防火隔热要求。要求。 国内正广泛应用的国内正广泛应用的复合氧化铝复合氧化铝耐火材料容耐火材料容量轻,导热系数较小,保温绝热性能良好,物量轻,导热系数较小,保温绝热性能良好,物理性能稳定,不老化,施工便捷。理性能稳定,不老化,施工便捷。 目前国内还有目前国内还有复合硅酸盐复合硅酸
14、盐耐火材料,该材耐火材料,该材料导热率低;热稳定性和抗热震性好;耐压强料导热率低;热稳定性和抗热震性好;耐压强度高,韧性好;抗风蚀能力优良;机加工性能度高,韧性好;抗风蚀能力优良;机加工性能优良。优良。 二、国内外现状及需求简介二、国内外现状及需求简介(三)防火材料(三)防火材料二、国内外现状及需求简介二、国内外现状及需求简介(三)防火材料(三)防火材料材料名称密度kg/m3导热系数W/mK耐高温性能陶瓷棉材料1401700.0380.04最高温度超过1000多晶丝防火材料901200.032最高温度达1400复合氧化铝耐火材料901300.0380.045最高温度达1000复合硅酸盐耐火材料
15、6050.0350.036最高温度800各类防火材料技术参数表各类防火材料技术参数表 近二十年来,国内科研单位和企业相继研制和近二十年来,国内科研单位和企业相继研制和生产生产出超细玻璃棉、酚醛泡沫、改性聚双马来出超细玻璃棉、酚醛泡沫、改性聚双马来酰亚胺泡沫材料、矿物棉材料、复合硅酸盐以酰亚胺泡沫材料、矿物棉材料、复合硅酸盐以及聚酰亚胺泡沫及聚酰亚胺泡沫等系列新型隔热保温绝缘材料,等系列新型隔热保温绝缘材料,同以前舰船所用软木、硬质泡沫塑料型绝缘材同以前舰船所用软木、硬质泡沫塑料型绝缘材料相比,无论是材料本身的性能指标,还是施料相比,无论是材料本身的性能指标,还是施 二、国内外现状及需求简介二、
16、国内外现状及需求简介(三)隔热绝缘材料(三)隔热绝缘材料工性能、环保性能等都有较工性能、环保性能等都有较大的改善和提高,且已先后大的改善和提高,且已先后在国内多型舰船上得到广泛在国内多型舰船上得到广泛的应用。的应用。 国外对舰艇用酚醛泡沫的研制开发及应用国外对舰艇用酚醛泡沫的研制开发及应用较早。其中,俄罗斯酚醛泡沫的品种、规格、较早。其中,俄罗斯酚醛泡沫的品种、规格、牌号较多,其产品性能与我国酚醛泡沫性能不牌号较多,其产品性能与我国酚醛泡沫性能不相上下,由于采用连续化机械生产,产品质量相上下,由于采用连续化机械生产,产品质量稳定,提高了生产能力及原材料利用率。另外,稳定,提高了生产能力及原材料
17、利用率。另外,美军舰船广泛使用聚酰亚胺泡沫隔热保温材料,美军舰船广泛使用聚酰亚胺泡沫隔热保温材料,其最大特点是密度低(最低:其最大特点是密度低(最低:8.8kg/m8.8kg/m3 3),施工),施工性能好,但价格十分昂贵。目前据我们了解的性能好,但价格十分昂贵。目前据我们了解的情况,国内已有公司成功研制出聚酰亚胺泡沫情况,国内已有公司成功研制出聚酰亚胺泡沫材料,相比进口产品其性价比有较大的改进,材料,相比进口产品其性价比有较大的改进,有望在今后新研舰船上逐步得到使用。有望在今后新研舰船上逐步得到使用。 二、国内外现状及需求简介二、国内外现状及需求简介(三)隔热绝缘材料(三)隔热绝缘材料材料名
18、称密度kg/m3导热系数w/mk毒性氧指数矿物棉600.036合格32 %聚双马泡沫600.035合格30 %酚醛泡沫500.04合格38%聚酰亚胺泡沫200.035无毒38%二、国内外现状及需求简介二、国内外现状及需求简介(三)隔热绝缘材料(三)隔热绝缘材料各类绝缘材料技术参数表各类绝缘材料技术参数表 综上所述,可以看出目前国内外新型的绝缘材料综上所述,可以看出目前国内外新型的绝缘材料具有导热系数低、密度小、烟密度低,毒性低等特具有导热系数低、密度小、烟密度低,毒性低等特点,均能满足在舰船上的使用需求。点,均能满足在舰船上的使用需求。三、舰船防火及隔热材料综合配置要求三、舰船防火及隔热材料综
19、合配置要求3.13.1防火材料防火材料作用作用:使舰船的舱室防火分隔敷层满足舱室防:使舰船的舱室防火分隔敷层满足舱室防火界面的等级要求。火界面的等级要求。防火分隔等级主 要 组 成A-60钢或等效材料(A-60级)防火层A-30钢或等效材料(A-30级)防火层A-15钢或等效材料(A-15级)防火层A-0钢或等效材料防火界面的结构型式防火界面的结构型式三、舰船防火及隔热材料综合配置要求三、舰船防火及隔热材料综合配置要求3.13.1防火材料防火材料舰船通用规范舰船通用规范和和舰舰船消防要求船消防要求对结构防火对结构防火所用非金属材料主要有如所用非金属材料主要有如下几点:下几点:1.1.在防火主竖
20、区内的防火边界上的防火隔热材在防火主竖区内的防火边界上的防火隔热材料应为不燃材料;料应为不燃材料;2.2.用作供暖、通风、空调系统和舱室热绝缘的用作供暖、通风、空调系统和舱室热绝缘的隔热材料,不必为不燃材料,但此种材料在常隔热材料,不必为不燃材料,但此种材料在常温时应不致释放出危害人员身体的有害气体和温时应不致释放出危害人员身体的有害气体和燃烧时不产生过量的烟和窒息性气体;燃烧时不产生过量的烟和窒息性气体;3.3.一些结构表面材料应具有低播焰性;一些结构表面材料应具有低播焰性;4.4.舱室防火材料的敷设,应达到在该界面防火舱室防火材料的敷设,应达到在该界面防火等级的标准耐火试验时间内,其绝缘层
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