艦船防火涂料的發(fā)展分析及應用現(xiàn)狀
中國新型涂料網(wǎng)訊： 前言 火災一直以來都是艦船艦船的多發(fā)事故，具有代表性的防火有：美國航母在1951年到2008年間就發(fā)生了大小火災18次，平均每3年就會發(fā)生1次火災;美國“小鷹號”航母1968年機庫外的涂料
廊坊云益防腐設備有限公司輪胎儲藏室發(fā)生火災;1969年美國“企業(yè)號”核動力航母、“福萊斯特號”航母發(fā)生火災;1994年核動力航母“喬治?展分華盛頓號”發(fā)生了一起較嚴重的火災，2008年再次起火，析及現(xiàn)狀雖然這次火災尚屬“輕微”，應用但損失仍高達7000萬美元;俄羅斯的艦船“庫茲涅佐夫”號航母2002年、2003年、防火2006年3次因不同原因遭遇火災襲擊。涂料 由于艦船本身的展分特點，無法避免火災的析及現(xiàn)狀發(fā)生。為減少艦船火災造成的應用損失，除了采取先進的艦船滅火設備外，使用各種防火材料也是防火一項必要的措施。防火涂料作為一種功能性涂料，涂料在火災過程中特別是在火災的初期，能夠有效地阻止或延緩火勢的蔓延，減緩底材和背火面在火災中迅速升溫，起到防火隔熱保護的作用。與防火板、耐火毯等防火材料相比，防火涂料具有防火效率高、涂裝厚度小、施工維護方便等優(yōu)點，
廊坊云益防腐設備有限公司適合于各種復雜形面。在艦船上使用具有一定優(yōu)勢。 1艦船防火涂料的發(fā)展現(xiàn)狀 20世紀70年代膨脹型防火涂料的開發(fā)已經引起了研究人員和的重視。這種材料在受到火焰高溫輻射時，能迅速膨脹形成具有隔熱作用的炭化層，從而在火焰和被保護基體之間筑成一道熱屏障。防止基材和背火面在火災中迅速升溫，起到防火隔熱保護的作用。特別是在火災的初期，能夠有效阻止火焰的蔓延，為實行撲救贏得時間。 與現(xiàn)在廣泛使用的纖維毯、板類耐火分隔材料相比，防火涂層具有防火性能優(yōu)良且施工維護方便的優(yōu)點，其使用厚度僅為其他防火材料的1/10，能夠大量節(jié)省空間，減輕重量，在艦船防火的使用中具有很大的優(yōu)勢。 目前美國、英國、日本及澳大利亞等國都選用了不同種類的防火涂料的對其船舶進行防護，并已經研制出能夠達到A級和N級防火隔熱標準的防火涂料。由于國內防火涂料的研究起步較晚，技術水平相對落后，在艦船防火涂料的應用方面與國外有一定差距。近年來國內的研究人員一直致力于艦船防火涂料的技術開發(fā)，目前海洋化工研究院已經研制出一種能夠達到“A-30”級艙壁防火隔熱要求的防火涂料。 2艦船防火涂料的應用現(xiàn)狀 2.1艦船鋼結構及其他等效材料的防火保護 我國艦船的主體結構和艙壁基本為鋼結構或其他等效材料，鋼材作為艦船主體結構材料具有強度高、受荷能力強、抗震性能好、自重輕、占空間體積小、構件制造與安裝方便等許多優(yōu)點，但鋼結構致命的弱點是耐火極限低，在火災高溫作用下極易毀壞失效。而且鋼材雖是一種不燃燒的材料，卻是熱的良導體，極易傳導熱量。無保護的鋼構件，耐火極限一般只有0.25h。在火場高溫作用下。如800～1000℃，裸露的鋼結構會很快出現(xiàn)塑性變形，產生局部破壞，甚至引起鋼結構整體倒塌。 在鋼結構表面涂刷防火涂料后，一般可使其耐火極限達到2～3h，為撲滅艦船火災、搶救人員，贏得寶貴時間，所以對于艦船艙室的鋼結構進行防火保護是十分必要的。我國艦船以往只在某些重要艙室涂裝防火涂料，沒有對其他艙室進行必要的防火保護。建議在新的配套體系中將防火涂料的涂裝范圍擴大到輔機艙、生活艙、指揮艙、工作艙、儲存室、以及通道及梯道的外露表面等，更有效地進行防火保護。 2.2非金屬材料的防火保護 2.2.1裝飾材料的防火保護 隨著造船技術的不斷發(fā)展，艦船的舒適性和裝飾性也不斷提高，隨之而來的是大量可燃性非金屬材料在艦船上得到應用，例如各種木質材料、塑料制品、纖維制品等。這些材料在火災中具有加速火勢蔓延的危險性，因此對這些材料表面進行防火處理也是十分必要的。在這些裝飾材料的表面涂刷一層防火涂料能夠顯著提高其耐火阻燃性能，提高裝飾材料在艦船上使用的安全性。 2.2.2管路、電纜的防火保護 英阿馬島海戰(zhàn)中，英艦“謝菲爾德”號中彈起火，點燃了艙內聚氯乙烯絕緣電纜，大火迅速蔓延，致使火勢無法控制，導致沉沒。目前許多艦船在管路和電纜的防火保護上沒有足夠的重視，而實際火災中電纜、管路的防火也極為重要，特別對于穿越防火隔墻兩側的電纜、管路等的防護。在艦船發(fā)生火情后，如果對電纜防護不當，將造成大面積停電或其他連鎖災難。目前日本等國家的艦船上重要部位的電纜除要求使用耐火電纜外，還要求必須涂刷防火涂料進行雙重防火保護。特別是對于穿越防火隔墻兩側的電纜、管路等必須涂刷一段距離的防火涂料進行保護。 2.3特殊部位的防火保護 一些特殊部位如導彈發(fā)射筒支撐環(huán)以下部位及水面艦艇發(fā)射架及周邊甲板等需要涂覆耐氣流沖擊和耐燒蝕隔熱涂料以使其基材得到保護，海洋化工研究院研制的無溶劑環(huán)氧膨脹型防火涂料在2000℃以上的氧乙炔焰的灼燒30min膨脹層仍結實致密，黏結強度高，可以進行多次導彈發(fā)射，不需像以前那樣發(fā)射一次重涂一次，而且有更好的隔熱耐溫效果，使得基材得到更好地保護。 2.4防火涂料用于耐火甲板敷料 現(xiàn)代艦船為了安全舒適和美觀的需要,在艙室甲板和露天甲板上都敷設一層合適的材料作為甲板敷料。目前,我國船廠普遍使用的是乳膠水泥甲板敷料,但這種甲板敷料的耐燃性不夠理想。而能夠達到A-15、A-30、A-60級的專用耐火甲板敷料，雖然耐火性能優(yōu)良，但其耐潮性差，結構復雜，安裝維護困難，具有一定的使用局限性。防火涂料用于耐火甲板敷料，其耐火性能夠達到A級艙室甲板敷設的耐火要求,具有一定的彈性、良好的抗振性和耐潮性差,且防火涂料結構簡單，施工維護方便，適用于艙室甲板和露天甲板的大面積敷設。 3艦船防火涂料用于耐火分隔結構 3.1艦船耐火分隔的目的和要求 所謂艦船耐火分隔，就是從艦船的構造上保證艦船的各部位處于與其失火危險性相適應的保護之中，可以在一定時間內有效地維護艦船結構的耐火完整性，有效地防止火災的發(fā)生，并且一旦發(fā)生火災，可將火災產生的煙氣、熱量和火焰控制在局部范圍內，為人員疏散和撲滅火災贏得時間，最大限度地減少人員傷亡和財產損失。船舶耐火分隔，按其阻火性能的差異分為A級、B級、C級、N級等。 3.2國內外艦船耐火分隔的發(fā)展 從20世紀60年代中后期開始，歐美等造船發(fā)達國家紛紛進行了耐火分隔材料的研究，主要成果是:研究出了硅酸鈣板、膨脹珍珠巖板、蛭石板、石膏板等硬質材料;巖棉、陶瓷棉、超細玻璃棉等軟質氈毯及防火涂料等。 1974年國際海事組織在《1974年國際海上人命安全公約》(SOLAS1974)，提出了艙室的耐火分隔要求。因此，歐美日等國家又開始進行耐火艙室系統(tǒng)的研究，并形成了許多不同耐火基材、不同結構的系統(tǒng)。特別是近年來為了應對現(xiàn)代戰(zhàn)爭環(huán)境下艦船的防護要求，美國海軍海上系統(tǒng)司令部有對艦船耐火分隔提出了更高要求，即N級耐火分隔要求。同時艦船為了減輕上層建筑的重量，使用了大量復合材料和鋁合金材料，因此對結構件的耐火分隔技術和材料的要求比A級耐火分隔有了進一步的提高。N級耐火分隔與A級耐火分隔的關鍵區(qū)別是A級耐火燃燒試驗采用的是標準升溫曲線，而N級耐火燃燒試驗采用的是烴類火燃燒升溫曲線。烴類火比纖維素(標準)火更猛烈(見圖1)。 艦船防火涂料的發(fā)展及應用 美國海軍研究實驗室針對防火涂料應用于N級耐火分隔進行了大量的試驗研究，認為膨脹型防火涂料能達到N級隔熱的要求，但還存在燃燒時涂層會掉落等問題，需要繼續(xù)改進。 我國艦船的耐火分隔結構以復合巖棉板、硅酸鈣板和陶瓷棉氈等材料為主。是在20世紀70年代末、80年代初為滿足S0LAS1974所規(guī)定的要求，仿照國外耐火分隔系統(tǒng)開發(fā)的。A級耐火分隔的結構形式是鋼圍壁加隔熱材料，即將耐火板、毯等采用機械固定的形式固定在鋼圍壁上，組合成結構耐火艙壁。目前，這種耐火分隔在使用中存在一定的局限性，耐火板、毯類材料用于結構耐火分隔時，使用厚度為40～圖1烴類火與纖維素火的升溫曲線比較50mm。由于其使用厚度很大，減小了艙室的空間，加重了艦船的重量;且其采用機械固定，安裝維護復雜，在實際使用過程中存在很多弊端。 3.3防火涂料在艦船耐火分隔中的優(yōu)勢 防火涂料用于艦船耐火分隔具有防火效率高、使用厚度小、施工維護方便等優(yōu)點。可將防火涂料直接涂刷在鋼圍壁上，組合成結構耐火艙壁。我國一直以來沒有在耐火分隔中使用防火涂料主要是由于我國防火涂料的研發(fā)起步較晚，技術水平與國外有一定差距，研制的防火涂料不能滿足A級艙壁的耐火要求。 針對這一問題近年來海洋化工研究院進行了大量的科研開發(fā)工作，目前已經研制出一種能夠達到A-30級耐火分隔的防火涂料，其防火涂料的涂裝厚度僅為原有結構分隔耐火材料的1/10。同時海洋化工研究院研制成功的無溶劑環(huán)氧膨脹型防火涂料在2000℃以上的氧乙炔焰中灼燒30min，膨脹層仍結實致密，理論上能夠達到美國海軍艦船N級耐火分隔的要求。但由于目前國內還沒有N級耐火分隔的檢測裝置，不能進行N級耐火分隔的檢測。而隨著用國內對耐火分隔防火涂料的研制成功，艦船防火涂料有希望部分取代現(xiàn)有的結構分隔耐火材料用于艦船的耐火結構分隔。 4結語 我國對艦船防火涂料的認識、研究、檢測及應用都與國外存在較大差距。無論技術方面還是阻燃理論方面，遠遠落后于國外先進水平。因此，我國必須加大此領域的科研開發(fā)力度，擁有自主知識產權，提高自主創(chuàng)新能力，提高核心競爭力，為我國海軍裝備的現(xiàn)代化做出應有的貢獻。
