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，同時也保護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，可航行于無限航區，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，該船在建造過程中，最大的亮點是國內首艘具有自主知識產權的綜合勘察船,其船上很多材料與設備都具有國產化和新型的標簽。由于該船設有鉆井系統，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。由于本船獨特的線性，我們放棄了傳統的保溫隔熱的方式，采用了一種新型的保溫隔熱材料——噴涂式絕緣棉。

2 絕緣材料的發展歷程

絕緣材料在我國的發展歷史比較緩慢，直到20 世紀80 年代，我國的隔熱保溫棉隨著造船業的發展才逐步的發展了起來，經過40 多年的努力，特別是經過近10 年的高速發展，不少產品從無到有，從單一到多樣化，質量從低到高，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業。這些保溫材料不僅在建筑上有廣泛的應用，在船舶上現在也有廣泛的應用，尤其是礦物棉和玻璃棉。

礦物棉是以工業廢料礦渣為主要原料，經熔化，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：礦物棉及制品是一種優質的保溫材料，已有110 余年生產和應用的歷史。其質輕、保溫、隔熱、吸聲、化學穩定性好、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，它包括短棉和超細棉兩種。

玻璃棉特點：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；化學穩定性好，無老化現象長期使用性能不變，產品厚度、密度和形狀可按用戶要求加工.

通過以上兩種棉的認識，知道礦物棉和玻璃棉都是優良的保溫隔熱材料，在材料改進方面，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，這種安裝方式已經在船舶應用上形成了經典的組合，礦物棉優良的保溫、隔熱、吸聲的性能讓我們無法拋棄它，一時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劑+礦物棉的方式，采用了噴涂的方式，而不是人工安裝碰釘的方式，這種安裝方式打破了長達幾十年的船舶上保溫隔熱棉的安裝方式。對于船舶人來說，這是一次創新也是一種改革。

3 新型保溫材料的屬性

3.1 材料特點

目前，綜合勘探船上用的新型保溫材料由兩種材料構成，就是礦物棉+雙組份粘結劑，一份粘結劑（LPA），一份固化劑（LPB）組成。這兩種材料通過一定比例的融合，通過有三個噴嘴的定制的設備，把礦物棉、LPA、LPB 用高速離子機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

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

圖1 ISO400 型射流噴涂機

4 新型材料在勘探船上的應用

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。另外一種是防火棉，就是SPRAY FIX S，其容重為140kg/m3。主要是按照防火區域劃分圖的要求，對于是A15、A60 級別的防火艙壁和甲板進行敷設。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 區間。防火絕緣棉的厚度要求則是40～50mm 的區間。兩種的厚度是保證各自性能的重要參數。故在檢驗的時候對厚度的檢測是重點。

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 噴涂棉的安裝節點

在以上的施工工藝流程中，最主要的兩個環節，一個是噴涂施工，一個是完工檢驗。噴涂施工對設備有很嚴格的要求，需要特制設備的三個噴嘴都要干凈清潔，易于噴涂材料的噴出，同時材料對環境和溫度有比較高的要求（環境溫度須在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。該新型材料最大的優點就是節省大量的人工成本，他只需要兩名工人，一個噴涂，一個送料。兩名工人的成本就可以把一艘船搞定，相比較傳統的施工方式，既節約了人力，又讓施工環境干凈整潔，這對于船上的施工人員來說，簡直就是個福音。因為造船人都知道船上的施工環境有多惡劣。完工后，重要的另一個環節就是對噴涂棉的施工厚度的檢驗。首先是還在棉濕潤的狀態下，進行一次測量，這是濕厚狀態。等到他完全干透后，還要再進行一次干厚的檢測。當干厚滿足了圖紙節點的厚度，即可進行鋁箔布的貼面，進行美化處理。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%。在歷時兩個月時間就干完了全船棉的施工，新型材料不僅大大的節約了施工工期，同時也節省了大量的人工成本。

5 噴涂棉與傳統棉的對比

5.1 材料各種特性的對比（表1）

通過以上對比，可以看到，噴涂棉和傳統棉的優劣各有千秋，在材料方面，兩種采用的都是礦物棉，但是傳統棉在材料準備上，需要花費更多的時間和工序。在產品安裝方面，噴涂棉只需要一個定制的機器和極少的工人來施工，而傳統棉需要大量的工人進行前期碰釘處理。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勢。綜合以上，新型噴涂棉優勢多多，隨著時間的推移，噴涂棉將更具有廣闊的前景。

5.2 材料安裝設計節點的對比

從以上兩個安裝節點也可以看出，傳統的安裝方式需要16～20/m2個碰釘，如果大范圍施工，打碰釘的工作量還是很大的，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行清潔，保證無油無水的狀態，然后上好底漆，就可以大規模的進行施工了，因為是機器工作，節省了大量的人工成本。而且，機器的穩定性更好，整個絕緣棉的敷設也很好地保證了它的完整性。

6 新型保溫材料的應用前景

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