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这种复合材料不仅能满足结构完整性还具备防火性能

2023-11-28 16:366560
 舰船制造与航空、轨道交通、汽车等有相同的轻量化需求,但是在船体舱板和船体结构件中使用碳纤维复合材料是否具备足够的安全性一直饱受质疑,印尼海军导弹巡逻艇“科瑞”号的火灾事故是一个引起广泛关注的案例。这艘舰艇在2019年4月发生火灾,导致损失严重。事故后,许多人开始质疑碳纤维复合材料在船舶结构中的可靠性和安全性。

△印尼海军科瑞号导弹巡逻艇,科幻感爆棚

轻量化复合材料在船舶制造中的应用是为了提高船体的强度和减轻整体重量,从而提高燃油效率和航行性能。然而,确实存在火灾安全性的顾虑,特别是在使用碳纤维复合材料的情况下。火灾对水面舰船的威胁不可忽视,因此防火设计和防火材料的选择至关重要。

△科瑞号失火,火势蔓延极快,碳纤维外壳材料成了最佳助燃物

在船舶设计中,防火技术主要包括建立耐火分隔的结构,以预防和控制火灾的蔓延。目前的防火材料主要包括硬质材料如硅酸钙、膨胀珍珠岩、蛭石、石膏,以及软质材料如岩棉、陶瓷棉和防火涂料等。这些材料已经在防火领域取得了一定的成果,但对于轻量化复合材料的使用,特别是在船用铝合金和复合材料中,研究相对较少。

△仅两个小时,这艘科幻战舰就被烧没了

对于船用铝合金,陶瓷防火层、无机防火涂料和铝塑复合材料等是当前主要采用的防火措施。然而,这些措施在满足A级耐火要求和船级社防火要求方面存在一定难度。

对于复合材料结构,一些常规的做法是利用复合材料的自熄性,并在结构之间增加钢质基底耐火分隔,以阻断火灾传播路径。然而,这种设计并不总是适用于水面舰船,并且可能会牺牲复合材料的轻量化效果。

△复合材料示意

要解决这一问题,需要一种新型的复合材料,具有同时满足铝合金的强度和复合材料的减重效果的特性。这需要综合考虑新材料的整体性能需求,包括防火性能、强度、轻量化效果等。同时,对于碳纤维复合材料,制造商需要深刻认识到其耐受温度和树脂基体的易燃性,并在新产品设计中做出相应的改进。

总体而言,轻量化复合材料在船舶制造中的应用需要在安全性和性能之间取得平衡。新型材料的研发应该注重从船舶总体性能需求出发,确保在满足轻量化目标的同时,不牺牲防火安全性。

△SVT防火织物与复合材料一体成型,具有稳定的结构性替代铝合金材料

在这一背景下,大连义邦SVT防火织物作为一种创新的防火材料应运而生。SVT防火织物展现出卓越的耐高温性能,能够经受住高达1400度的高温粒子轰击。通过在复合材料中的应用,SVT防火织物使得传统复合材料在高温环境下能够维持结构完整性和防火性能,显著提升了复合材料的安全性。

 

与传统的防火方法不同,传统方法通常涉及在复合材料表面添加一层阻燃织物以提高其耐高温性能。然而,SVT防火织物采用了带有膨胀防火涂层的玻璃纤维织物,能够形成一个耐高温粒子轰击的防护层。这种防火织物可以与复合材料一体成型,并与环氧树脂施工体系相适配。相较于传统的铝基材质,SVT防火织物不仅具有更小的厚度(仅0.8mm),而且在耐高温性能上表现更为出色(可达1400℃),为A级防火复合材料的发展提供了更大的优势。

这种创新的防火织物为舰船制造及其他高温环境下的工程应用提供了一种更安全、更有效的解决方案,突破了传统防火材料的限制

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