Найбільш розповсюдженні способи вогнезахисту суднобудівних конструкцій

 

Найбільш розповсюдженні способи вогнезахисту суднобудівних конструкцій: нанесення вогнезахисних покриттів; введення антипіренів – глибока або хімічна обробка; введення негорючих наповнювачів; хімічне модифікування полімерів природних (дерево) та синтетичних.

В сучасному суднобудуванні в цілях протипожежної безпеки використовуються різноманітні види негорючої ізоляції, зашивки та покриттів: напилювана ізоляція; жорстка ізоляція щільністю більше 130 кг/м³ (мінеральна вата підвищеної жорсткості, плити теплоізоляційні термоперлітові гідрофобізірованні, плити теплоізоляційні базальтові); ізоляція яка установлюється за допомогою клею з додатковим механічним кріпленням або без нього; м’яка ізоляція – волокнисті та інші матеріали щільністю менше 130 кг/м³ (вата мінеральна, мати звуко поглинаючі, базальтові, які установлюються за допомогою приварних шпильок); пухло волокнисті матеріали щільністю 70 кг/м³ і менше у вигляді плит, пакетів та матів – замість кріплення на шпильках дана ізоляція може кріпитись на розтяжку зі стальної проволоки, яка натягнута на лати, кріпиться до інших деталей або приклеюється до корпусу; листова зашивка; зашивка конструктивними плитами або напилюванням; мастичні покриття – палубні та інші, які наносяться вручну або механізовано (у тому числі напилюванням).

Для вогнезахисту стальних конструкцій використовують фосфатні покриття. Вогнезахист цим покриттям виконується механізовано обладнанням аеродинамічної дії ТМ-ІА методом напилювання. Вогнестійкість захисту конструкцій досягає 0,5-3 години в залежності від товщини покриття. Спучене покриття (тобто утворює при температурі

170⁰ С пористий теплоізоляційний шар в декілька сантиметрів) для сталі та алюмінію випускається у вигляді густотілої пасти, яка розбавляється водою до консистенції еластичної шпаклівки. Воно представляє з себе суспензію термостійких газо утворюючих компонентів та волокнистих наповнювачів у водяному розчині полімерного зв’язуючого, яка складається зі смоли, карбоксилметилцелюлози, амофосу, діціандіаміду та інших наповнювачів. Це покриття наноситься за допомогою пнемо розпушувача або за допомогою пензля у кількості 5 кг/м². Конструкції перед захистом цим составом очищають від іржі, обезжирюють та ґрунтують. Товщина сухого шару повинна складати не менше 4 мм. Покриття підвищує вогнестійкість стальних конструкцій до 0,75 – 1,00 години, а алюмінієвих до 0,25 – 0,5 години. Термін служби такого покриття в сухих поміщеннях складає 10 -15 років. Це покриття рекомендується використовувати в опалюваних приміщеннях з відносною вологістю повітря не більше 80%.

Для вогнезахисту металічних конструкцій використовують теплоізоляційні матеріали: гіпсокартонні та гіпсоволокнисті листи, перлитофосфогеліві плити та інші.

Обшивка з полегшених гіпсокартонних та гіпсоволокнистих листів товщиною 10 – 20 мм кріплять на металевий каркас за допомогою холодно гнутих профілів з оцинкованої сталі. Відстань між металоконструкцією та вогнезахисними листами повинно бути не менше 25 мм. Вогнезахист металевих конструкцій гіпсокартоном в один шар (товщиною 16 мм) забезпечують границю вогнестійкості колон 1 годину.

У склад перлитофосфогелівих плит входять перліт, рідке скло, ортофосфорна кислота та гідрофобізіруючі добавки. Об’ємна маса цих плит 200 – 300 кг/м³. Захист з перлитофосфогелівих плит витримує температуру 800⁰С та при товщині 50 мм забезпечує стальним конструкціям границю вогнестійкості 2,5 години.

На сьогоднішній час особливо актуальними в протипожежних конструкціях негорючі теплоізоляційні матеріали низької щільності (р=10…..50 кг/м³).

8.3. Теплоізоляційний протипожежний матеріал «Ізотерм» фірми НВО «САН»

У якості нетоксичної теплоізоляції, яку випускає вітчизняна фірма НВО «САН» на основі неорганічних волокон (базальту, каоліну, гідросилікату магнію та інші) використовується матеріал «Ізотерм». [ ].

Теплоізоляція "Ізотерм" випускається у вигляді еластичних напівжорстких плит з структурою подібною чарунки. У випадку пожежі матеріал не виділяє токсичних речовин і диму, температурний діапазон його використання від -50°С до + 1000°С, що забезпечує негорючість, не токсичність і гідрофобність протипожежної суднової конструкції. Застосування "Ізотерма" особливо актуально у зв'язку з тим, що деякі закордонні фірми випускають теплоізоляційні матеріали, які в умовах пожежі можуть виділяти шкідливі гази. Підтвердженням цьому служить недавня пожежа на канадському підводному човні в жовтні 2004 р., де частина екіпажу одержала отруєння та були людські жертви.

Ефективність протипожежної конструкції W з даною теплоізоляцією характеризується питомим тепловим опором r, віднесеним до щільності р матеріалу

де — коефіцієнт ефективної теплопровідності матеріалу.

Завдяки тонкої розпушці неорганічних волокон можна не тільки знизити щільність негорючої пористої теплоізоляції, але й підвищити її питомі теплозахисні властивості. Розпушенні волокна діаметром близько мікрона й часток мікрона дозволяють одержати теплоізоляцію із закритими порами та щільністю нижче 50 кг/м³ . Стійкість структури матеріалу настільки низької щільності досягається змішанням ультра тонких волокон з полісілоксанами. У результаті відбувається хімічне зв'язування полімерів з волокном і утворення просторово зшитого полімеру, що обволікає елементарні волокна.

Гідрофобна обробка волокон приводить також до утворення матеріалу із просторовою волокнисто-ніздрюватою структурою, що надає волокнам виняткову стійкість до механічних і хімічних впливів, у тому числі

 

водовідштовхувальні властивості.

На рис. 8.1 представлена мікроструктура фрагментів матеріалу "Ізотерм", отримана при кратності 50 за допомогою сканувального електронного мікроскопа Camscan-2300 (Великобританія), підтверджує утворення просторової волокнисто-ніздрюватої структури, що забезпечує теплоізоляції певні фізико-механічні й фізико-хімічні властивості.

Рис. 8.1 Мікроструктура матеріалу «Ізотерм»

Підсилити відбиття або поглинання теплового випромінювання конструкційної теплоізоляції можна шляхом введення до її складу різних наповнювачів, якими служать тонко дисперсні порошки вермикуліту, графіту, алюмінію й ін. (рис. 8.2), що приведе до зниження коефіцієнта теплопровідності та до повільного наростання його при підвищених температурах. Це характеризує ефективність теплоізоляційних властивостей конструкції та підвищенню її вогнестійкості.

 

Рис. 8.2. Графік зміни коефіцієнта теплопровідності при

підвищених температурах для теплоізоляції типу "Ізотерм" з низькою щільністю (20-50 кг/м3) і різними видами наповнювачів:

1 - без наповнювача; 2 - з вермикулітом; 3 - з оксидом алюмінію

Це характеризує ефективність теплоизоляційних властивостей конструкції й підвищення її вогнестійкості.

Широкий спектр фізико-механічних і технічних властивостей "Ізотерма" дозволяє використовувати його в різних протипожежних конструкціях залежно від вимог замовника.

Основні характеристики матеріалу "Ізотерм":

ефективна теплоізоляція - пориста волокниста структура щільністю від 10 до 50 кг/м³, коефіцієнт теплопровідності 0,029-0,037 Вт/(мК);

пожежна безпека - комбінація негорючості й низької теплопровідності при високих температурах. Структура теплоізоляції витримує від поширення полум'я й теплові потоки, що утворювалися в результаті пожежі, і тим самим захищає людей від загибелі, а різні конструкції від деформації й руйнування;

екологічність, димовиділення - матеріал не містить шкідливих речовин, здатних виділяти шкідливі летучі компоненти при нагріванні, що дозволяє рекомендувати його для використання в населених приміщеннях надводних судів і підводних кораблів;

водостійкість -застосування у виробництві теплоізоляції полімерних сполучних дозволило, матеріалу додати високі водовідштовхувальні властивості: сорбційна вологість по масі становить 1,5%, паро проникнення 0,40- 0,45 кг/(м ²сПа);

звукопоглинання - пористо волокниста структура теплоізоляції поглинає енергію звукових хвиль, які при контакті з матеріалом втрачають свою потужність. Коефіцієнт звукопоглинання при 1000 Гц становить не менше 0,7-0,8;

вогнестійкість -на двосторонній конструкції при товщині ізоляції 50 мм із повітряним зазором 106 мм вогнестійкість перевищує 60 хв (час стандартної пожежі).