一種用在綜合勘探船上的新型絕緣材料

王軍紅

（招商局重工（深圳）有限公司，廣東 深圳 518067）

引言

絕緣保溫材料是船舶上一種常用的材料，它對船舶的防火保溫具有重要的作用，它就像給船舶穿了一層防火服，防止它被燒著，同時(shí)也保護(hù)著船舶上的海員的生命安全。“海洋石油707”采用了一種新型的絕緣材料，它在材料、性能，安裝方式等方面都有了極大的改善。完全改變了傳統(tǒng)造船的保溫隔熱的安裝方式。下面就讓我們一起來了解一下新型絕緣材料的發(fā)展歷程和使用過程。

1 綜合勘探船的簡介

“海洋石油707”是一艘綜合勘探船，其用電力推進(jìn)，可航行于無限航區(qū)，該船入級中國船級社（CCS），總長80.3 米，型寬17.8 米，吃水5.85 米，配備鉆井取樣系統(tǒng)，該船在建造過程中，最大的亮點(diǎn)是國內(nèi)首艘具有自主知識產(chǎn)權(quán)的綜合勘察船,其船上很多材料與設(shè)備都具有國產(chǎn)化和新型的標(biāo)簽。由于該船設(shè)有鉆井系統(tǒng)，那么對于全船的防火分隔以及隔熱隔音的處理，我們就要考慮一種材料，一種能隔熱隔音的絕緣材料。由于本船獨(dú)特的線性，我們放棄了傳統(tǒng)的保溫隔熱的方式，采用了一種新型的保溫隔熱材料——噴涂式絕緣棉。

2 絕緣材料的發(fā)展歷程

絕緣材料在我國的發(fā)展歷史比較緩慢，直到20 世紀(jì)80 年代，我國的隔熱保溫棉隨著造船業(yè)的發(fā)展才逐步的發(fā)展了起來，經(jīng)過40 多年的努力，特別是經(jīng)過近10 年的高速發(fā)展，不少產(chǎn)品從無到有，從單一到多樣化，質(zhì)量從低到高，已形成取膨脹珍珠巖、礦物棉、玻璃棉、泡沫塑料、耐火纖維、硅酸鈣絕熱制品等為主的品種比較齊全的產(chǎn)業(yè)。這些保溫材料不僅在建筑上有廣泛的應(yīng)用，在船舶上現(xiàn)在也有廣泛的應(yīng)用，尤其是礦物棉和玻璃棉。

礦物棉是以工業(yè)廢料礦渣為主要原料，經(jīng)熔化，用噴吹法或離心法而制成的棉狀絕熱材料：巖棉是以天然巖石為原料制成的礦物棉.常用巖石如玄武巖、輝綠巖、角閃巖等。

礦物棉特點(diǎn)：礦物棉及制品是一種優(yōu)質(zhì)的保溫材料，已有110 余年生產(chǎn)和應(yīng)用的歷史。其質(zhì)輕、保溫、隔熱、吸聲、化學(xué)穩(wěn)定性好、不燃燒、耐腐蝕，并且原料來源豐富，成本較低。

玻璃棉是用玻璃原料或碎玻璃熔融后制成的一種纖維狀材料，它包括短棉和超細(xì)棉兩種。

玻璃棉特點(diǎn)：在高溫、低溫下能保持良好的保溫性能；具有良好的彈性恢復(fù)力；具有良好的吸音性能對各種聲波、噪音均有良好的吸音效果；化學(xué)穩(wěn)定性好，無老化現(xiàn)象長期使用性能不變，產(chǎn)品厚度、密度和形狀可按用戶要求加工.

通過以上兩種棉的認(rèn)識，知道礦物棉和玻璃棉都是優(yōu)良的保溫隔熱材料，在材料改進(jìn)方面，幾乎到了瓶頸，那么綜合勘探船上用的是什么材料呢？

我們知道，目前船舶上多數(shù)采用的是碰釘+礦物棉+鋁箔布或者碰釘+陶瓷棉+鋁箔布的搭配模式，這種安裝方式已經(jīng)在船舶應(yīng)用上形成了經(jīng)典的組合，礦物棉優(yōu)良的保溫、隔熱、吸聲的性能讓我們無法拋棄它，一時(shí)也難以找到能代替它的材料，但是，我們找到了一種和它更好搭配的形式，那就是一種雙組份粘結(jié)劑，怎么讓它更好的融合起來，又不讓他缺失保溫隔熱吸音的優(yōu)良特性，在綜合勘探船上我們給出了很好的答案，那就是一種快捷方便的噴涂式絕緣材料。這種絕緣材料的材料依然用的是性能優(yōu)越的礦物棉、玻璃棉或者陶瓷棉，但在安裝方式上采用了雙組份粘結(jié)劑+礦物棉的方式，采用了噴涂的方式，而不是人工安裝碰釘?shù)姆绞剑@種安裝方式打破了長達(dá)幾十年的船舶上保溫隔熱棉的安裝方式。對于船舶人來說，這是一次創(chuàng)新也是一種改革。

3 新型保溫材料的屬性

3.1 材料特點(diǎn)

目前，綜合勘探船上用的新型保溫材料由兩種材料構(gòu)成，就是礦物棉+雙組份粘結(jié)劑，一份粘結(jié)劑（LPA），一份固化劑（LPB）組成。這兩種材料通過一定比例的融合，通過有三個(gè)噴嘴的定制的設(shè)備，把礦物棉、LPA、LPB 用高速離子機(jī)的高壓打在需要安裝絕緣棉的鋼板上，之后整理定性就可以了。

3.2 材料的種類

目前，在所有的船舶要求的材料中，都是分為兩類的。一類是保溫隔熱隔音的，這種不需要取得CCS的證書，只需要有合格證書的。新型材料就是SPRAY FIX G(容重40kg/m3).另一類是根據(jù)防火分隔要求需要做到A60 的防火絕緣材料。這種需要有CCS 的防火等級證書。對于新型材料它就有SPRAY FIX S(容重140kg/m3)的噴涂棉。

3.3 安裝特點(diǎn)

新材料在安裝方面是最大的亮點(diǎn)，在綜合勘探船上，采用了ISO400 型射流噴涂機(jī)(見圖1），該設(shè)備是為了保證最佳噴涂質(zhì)量，按專業(yè)技術(shù)要求而特制的。施工前需要充分的準(zhǔn)備好噴涂棉和雙組份粘結(jié)劑，然后由工人嚴(yán)格按照配比施工。

圖1 ISO400 型射流噴涂機(jī)

4 新型材料在勘探船上的應(yīng)用

2014 年中開始，綜合勘探船“海洋石油707”在招商局重工（深圳）有限公司開始建造，第二年年中，內(nèi)裝開始施工，前期船廠和船東在訂貨階段考慮到該船的線性比較大，異型的空間比較多，故考慮了一種新型絕緣保溫材料，這正好也符合了該船多采用創(chuàng)新型材料的主旨，噴涂棉就閃亮登場了。

該船主要采用兩種噴涂棉，一種是隔熱隔音棉，也就是前面提到的SPRAY FIX G，其容重為45kg/m3這種材料，主要是整個(gè)上建的外圍壁和駕駛室頂部以及一些不需要防火要求的艙壁和甲板的地方敷設(shè)。另外一種是防火棉，就是SPRAY FIX S，其容重為140kg/m3。主要是按照防火區(qū)域劃分圖的要求，對于是A15、A60 級別的防火艙壁和甲板進(jìn)行敷設(shè)。這兩種棉都是噴涂的形式去安裝，但是保溫隔熱的要求厚度是50～100mm 區(qū)間。防火絕緣棉的厚度要求則是40～50mm 的區(qū)間。兩種的厚度是保證各自性能的重要參數(shù)。故在檢驗(yàn)的時(shí)候?qū)穸鹊臋z測是重點(diǎn)。

對于噴涂棉如何施工，具體施工工藝如下圖（圖2）所示：

圖2 噴涂棉施工工藝圖

圖4 噴涂棉的安裝節(jié)點(diǎn)

在以上的施工工藝流程中，最主要的兩個(gè)環(huán)節(jié)，一個(gè)是噴涂施工，一個(gè)是完工檢驗(yàn)。噴涂施工對設(shè)備有很嚴(yán)格的要求，需要特制設(shè)備的三個(gè)噴嘴都要干凈清潔，易于噴涂材料的噴出，同時(shí)材料對環(huán)境和溫度有比較高的要求（環(huán)境溫度須在4O以上才能施工），在南方城市，選擇四五月份施工是最適合的季節(jié)。該新型材料最大的優(yōu)點(diǎn)就是節(jié)省大量的人工成本，他只需要兩名工人，一個(gè)噴涂，一個(gè)送料。兩名工人的成本就可以把一艘船搞定，相比較傳統(tǒng)的施工方式，既節(jié)約了人力，又讓施工環(huán)境干凈整潔，這對于船上的施工人員來說，簡直就是個(gè)福音。因?yàn)樵齑硕贾来系氖┕きh(huán)境有多惡劣。完工后，重要的另一個(gè)環(huán)節(jié)就是對噴涂棉的施工厚度的檢驗(yàn)。首先是還在棉濕潤的狀態(tài)下，進(jìn)行一次測量，這是濕厚狀態(tài)。等到他完全干透后，還要再進(jìn)行一次干厚的檢測。當(dāng)干厚滿足了圖紙節(jié)點(diǎn)的厚度，即可進(jìn)行鋁箔布的貼面，進(jìn)行美化處理。在勘探船上保溫隔熱型的噴涂棉用了1522m2,A60 的防火絕緣棉用了603.3m2.返修率控制在了20%。在歷時(shí)兩個(gè)月時(shí)間就干完了全船棉的施工，新型材料不僅大大的節(jié)約了施工工期，同時(shí)也節(jié)省了大量的人工成本。

5 噴涂棉與傳統(tǒng)棉的對比

5.1 材料各種特性的對比（表1）

通過以上對比，可以看到，噴涂棉和傳統(tǒng)棉的優(yōu)劣各有千秋，在材料方面，兩種采用的都是礦物棉，但是傳統(tǒng)棉在材料準(zhǔn)備上，需要花費(fèi)更多的時(shí)間和工序。在產(chǎn)品安裝方面，噴涂棉只需要一個(gè)定制的機(jī)器和極少的工人來施工，而傳統(tǒng)棉需要大量的工人進(jìn)行前期碰釘處理。在特性方面可以看到噴涂棉在整體性、隔音性能方面更有優(yōu)勢。綜合以上，新型噴涂棉優(yōu)勢多多，隨著時(shí)間的推移，噴涂棉將更具有廣闊的前景。

5.2 材料安裝設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)的對比

從以上兩個(gè)安裝節(jié)點(diǎn)也可以看出，傳統(tǒng)的安裝方式需要16～20/m2個(gè)碰釘，如果大范圍施工，打碰釘?shù)墓ぷ髁窟€是很大的，對工人的需求量也很大。而噴涂棉只需要前期對鋼板的底面進(jìn)行清潔，保證無油無水的狀態(tài)，然后上好底漆，就可以大規(guī)模的進(jìn)行施工了，因?yàn)槭菣C(jī)器工作，節(jié)省了大量的人工成本。而且，機(jī)器的穩(wěn)定性更好，整個(gè)絕緣棉的敷設(shè)也很好地保證了它的完整性。

6 新型保溫材料的應(yīng)用前景

目前，噴涂棉已經(jīng)在很多船舶上有了應(yīng)用，比如綜合勘探船海洋石油707、廣船的榮廣項(xiàng)目、江南造船廠的西南海運(yùn)LPG 船以及廣州文沖船廠等都有了實(shí)用案例，由于噴涂棉施工的便利性，它的目標(biāo)不僅僅是在船舶海工領(lǐng)域，在高鐵、火車領(lǐng)域也有著很廣泛的應(yīng)用，在不久的將來，新材料代替舊材料，進(jìn)行新舊的更新迭代，噴涂棉的未來發(fā)展將會是一片光明的。