一种用在综合勘探船上的新型绝缘材料

王军红

（招商局重工（深圳）有限公司，广东 深圳 518067）

引言

绝缘保温材料是船舶上一种常用的材料，它对船舶的防火保温具有重要的作用，它就像给船舶穿了一层防火服，防止它被烧着，同时也保护着船舶上的海员的生命安全。“海洋石油707”采用了一种新型的绝缘材料，它在材料、性能，安装方式等方面都有了极大的改善。完全改变了传统造船的保温隔热的安装方式。下面就让我们一起来了解一下新型绝缘材料的发展历程和使用过程。

1 综合勘探船的简介

“海洋石油707”是一艘综合勘探船，其用电力推进，可航行于无限航区，该船入级中国船级社（CCS），总长80.3 米，型宽17.8 米，吃水5.85 米，配备钻井取样系统，该船在建造过程中，最大的亮点是国内首艘具有自主知识产权的综合勘察船,其船上很多材料与设备都具有国产化和新型的标签。由于该船设有钻井系统，那么对于全船的防火分隔以及隔热隔音的处理，我们就要考虑一种材料，一种能隔热隔音的绝缘材料。由于本船独特的线性，我们放弃了传统的保温隔热的方式，采用了一种新型的保温隔热材料——喷涂式绝缘棉。

2 绝缘材料的发展历程

绝缘材料在我国的发展历史比较缓慢，直到20 世纪80 年代，我国的隔热保温棉随着造船业的发展才逐步的发展了起来，经过40 多年的努力，特别是经过近10 年的高速发展，不少产品从无到有，从单一到多样化，质量从低到高，已形成取膨胀珍珠岩、矿物棉、玻璃棉、泡沫塑料、耐火纤维、硅酸钙绝热制品等为主的品种比较齐全的产业。这些保温材料不仅在建筑上有广泛的应用，在船舶上现在也有广泛的应用，尤其是矿物棉和玻璃棉。

矿物棉是以工业废料矿渣为主要原料，经熔化，用喷吹法或离心法而制成的棉状绝热材料：岩棉是以天然岩石为原料制成的矿物棉.常用岩石如玄武岩、辉绿岩、角闪岩等。

矿物棉特点：矿物棉及制品是一种优质的保温材料，已有110 余年生产和应用的历史。其质轻、保温、隔热、吸声、化学稳定性好、不燃烧、耐腐蚀，并且原料来源丰富，成本较低。

玻璃棉是用玻璃原料或碎玻璃熔融后制成的一种纤维状材料，它包括短棉和超细棉两种。

玻璃棉特点：在高温、低温下能保持良好的保温性能；具有良好的弹性恢复力；具有良好的吸音性能对各种声波、噪音均有良好的吸音效果；化学稳定性好，无老化现象长期使用性能不变，产品厚度、密度和形状可按用户要求加工.

通过以上两种棉的认识，知道矿物棉和玻璃棉都是优良的保温隔热材料，在材料改进方面，几乎到了瓶颈，那么综合勘探船上用的是什么材料呢？

我们知道，目前船舶上多数采用的是碰钉+矿物棉+铝箔布或者碰钉+陶瓷棉+铝箔布的搭配模式，这种安装方式已经在船舶应用上形成了经典的组合，矿物棉优良的保温、隔热、吸声的性能让我们无法抛弃它，一时也难以找到能代替它的材料，但是，我们找到了一种和它更好搭配的形式，那就是一种双组份粘结剂，怎么让它更好的融合起来，又不让他缺失保温隔热吸音的优良特性，在综合勘探船上我们给出了很好的答案，那就是一种快捷方便的喷涂式绝缘材料。这种绝缘材料的材料依然用的是性能优越的矿物棉、玻璃棉或者陶瓷棉，但在安装方式上采用了双组份粘结剂+矿物棉的方式，采用了喷涂的方式，而不是人工安装碰钉的方式，这种安装方式打破了长达几十年的船舶上保温隔热棉的安装方式。对于船舶人来说，这是一次创新也是一种改革。

3 新型保温材料的属性

3.1 材料特点

目前，综合勘探船上用的新型保温材料由两种材料构成，就是矿物棉+双组份粘结剂，一份粘结剂（LPA），一份固化剂（LPB）组成。这两种材料通过一定比例的融合，通过有三个喷嘴的定制的设备，把矿物棉、LPA、LPB 用高速离子机的高压打在需要安装绝缘棉的钢板上，之后整理定性就可以了。

3.2 材料的种类

目前，在所有的船舶要求的材料中，都是分为两类的。一类是保温隔热隔音的，这种不需要取得CCS的证书，只需要有合格证书的。新型材料就是SPRAY FIX G(容重40kg/m3).另一类是根据防火分隔要求需要做到A60 的防火绝缘材料。这种需要有CCS 的防火等级证书。对于新型材料它就有SPRAY FIX S(容重140kg/m3)的喷涂棉。

3.3 安装特点

新材料在安装方面是最大的亮点，在综合勘探船上，采用了ISO400 型射流喷涂机(见图1），该设备是为了保证最佳喷涂质量，按专业技术要求而特制的。施工前需要充分的准备好喷涂棉和双组份粘结剂，然后由工人严格按照配比施工。

图1 ISO400 型射流喷涂机

4 新型材料在勘探船上的应用

2014 年中开始，综合勘探船“海洋石油707”在招商局重工（深圳）有限公司开始建造，第二年年中，内装开始施工，前期船厂和船东在订货阶段考虑到该船的线性比较大，异型的空间比较多，故考虑了一种新型绝缘保温材料，这正好也符合了该船多采用创新型材料的主旨，喷涂棉就闪亮登场了。

该船主要采用两种喷涂棉，一种是隔热隔音棉，也就是前面提到的SPRAY FIX G，其容重为45kg/m3这种材料，主要是整个上建的外围壁和驾驶室顶部以及一些不需要防火要求的舱壁和甲板的地方敷设。另外一种是防火棉，就是SPRAY FIX S，其容重为140kg/m3。主要是按照防火区域划分图的要求，对于是A15、A60 级别的防火舱壁和甲板进行敷设。这两种棉都是喷涂的形式去安装，但是保温隔热的要求厚度是50～100mm 区间。防火绝缘棉的厚度要求则是40～50mm 的区间。两种的厚度是保证各自性能的重要参数。故在检验的时候对厚度的检测是重点。

对于喷涂棉如何施工，具体施工工艺如下图（图2）所示：

图2 喷涂棉施工工艺图

图4 喷涂棉的安装节点

在以上的施工工艺流程中，最主要的两个环节，一个是喷涂施工，一个是完工检验。喷涂施工对设备有很严格的要求，需要特制设备的三个喷嘴都要干净清洁，易于喷涂材料的喷出，同时材料对环境和温度有比较高的要求（环境温度须在4O以上才能施工），在南方城市，选择四五月份施工是最适合的季节。该新型材料最大的优点就是节省大量的人工成本，他只需要两名工人，一个喷涂，一个送料。两名工人的成本就可以把一艘船搞定，相比较传统的施工方式，既节约了人力，又让施工环境干净整洁，这对于船上的施工人员来说，简直就是个福音。因为造船人都知道船上的施工环境有多恶劣。完工后，重要的另一个环节就是对喷涂棉的施工厚度的检验。首先是还在棉湿润的状态下，进行一次测量，这是湿厚状态。等到他完全干透后，还要再进行一次干厚的检测。当干厚满足了图纸节点的厚度，即可进行铝箔布的贴面，进行美化处理。在勘探船上保温隔热型的喷涂棉用了1522m2,A60 的防火绝缘棉用了603.3m2.返修率控制在了20%。在历时两个月时间就干完了全船棉的施工，新型材料不仅大大的节约了施工工期，同时也节省了大量的人工成本。

5 喷涂棉与传统棉的对比

5.1 材料各种特性的对比（表1）

通过以上对比，可以看到，喷涂棉和传统棉的优劣各有千秋，在材料方面，两种采用的都是矿物棉，但是传统棉在材料准备上，需要花费更多的时间和工序。在产品安装方面，喷涂棉只需要一个定制的机器和极少的工人来施工，而传统棉需要大量的工人进行前期碰钉处理。在特性方面可以看到喷涂棉在整体性、隔音性能方面更有优势。综合以上，新型喷涂棉优势多多，随着时间的推移，喷涂棉将更具有广阔的前景。

5.2 材料安装设计节点的对比

从以上两个安装节点也可以看出，传统的安装方式需要16～20/m2个碰钉，如果大范围施工，打碰钉的工作量还是很大的，对工人的需求量也很大。而喷涂棉只需要前期对钢板的底面进行清洁，保证无油无水的状态，然后上好底漆，就可以大规模的进行施工了，因为是机器工作，节省了大量的人工成本。而且，机器的稳定性更好，整个绝缘棉的敷设也很好地保证了它的完整性。

6 新型保温材料的应用前景

目前，喷涂棉已经在很多船舶上有了应用，比如综合勘探船海洋石油707、广船的荣广项目、江南造船厂的西南海运LPG 船以及广州文冲船厂等都有了实用案例，由于喷涂棉施工的便利性，它的目标不仅仅是在船舶海工领域，在高铁、火车领域也有着很广泛的应用，在不久的将来，新材料代替旧材料，进行新旧的更新迭代，喷涂棉的未来发展将会是一片光明的。