第八章--船用非金屬材料

,造船材料,第八章船用非金屬材料,主講：王臻,第一節(jié)概述,第二節(jié)船用涂料,第三節(jié)船用內(nèi)舾裝材料,第四節(jié)船用防火絕熱材料,第五節(jié)船用復(fù)合材料,第六節(jié)船用其他材料,概述,船用非金屬材料,船體結(jié)構(gòu)的建造材料主要是金屬材料，而船體艙室和甲板的舾裝工藝則主要應(yīng)用了非金屬材料。船用非金屬材料種類繁多，主要分為船用涂料、船用內(nèi)舾裝材料、船用防火絕熱材料、船用復(fù)合材料以及其他材料。非金屬材料在船舶應(yīng)用極為廣泛，在快艇和救生艇的艇體、上層建筑、駕駛室、螺旋槳、船用齒輪、泵葉輪中都有著廣泛的應(yīng)用。,右為船用非金屬材料概述視頻。,船用涂料,概述,涂料就是我們?nèi)粘Ｉ钪兴f的油漆。涂料通常是一種有機高分子為主體的具有流動性的、粘稠的混合液體，涂于物體表面后在常溫或加溫后干燥硬化，在物體表面形成堅韌且富有一定彈性的皮膜，給物體以保護、裝飾或賦予特殊作用的物質(zhì)。涂裝于船舶內(nèi)外部位、以延長船舶使用壽命和滿足船舶的特種要求的各種涂料統(tǒng)稱為船用涂料。,右為船用涂料概述視頻。,船底水下部位,船底防污漆,海水中生活著多種海生物，如藤壺、海藻、牡蠣等。它們會使船底表面粗糙，大大降低船舶的航行速度并增加能耗，還會造成鋼板的腐蝕。對此，最佳的方法是采用船底防污漆。在海水中，毒料與船底防污漆同時慢慢溶解擴散，不斷露出新鮮面，使毒料與微生物接觸而防污，并可防止海洋生物的污損。,右為船底防污漆。,船底防銹漆,船底防污漆的防污能力強，但其中毒料如與鋼板直接接觸會因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而失效，并加速鋼板的腐蝕，故必須在中間涂一層堅韌致密且不透水的涂料，防止毒料與鋼板的直接接觸，這層涂料就是船底防銹漆。,右圖為船底防銹漆。,船底水下部位,水線涂料,船舶水線是載重時入水、輕載時出水的部位。此處是水、空氣交接處，經(jīng)常受到日光的暴曬、海浪的沖擊，是干濕交替的介質(zhì)，極易發(fā)生漆膜剝落和腐蝕，所以對此處涂料的質(zhì)量要求很高，水線涂料應(yīng)是船舶涂料中品質(zhì)較高的一類。,右圖中畫圈部分的交接處就是水線涂料。,船舶水上部位,甲板漆,船舶各層甲板是行走及機械操作的部位。要求甲板漆具有一定厚度、耐摩擦、耐水淋、耐堿水洗刷、漆膜快干、附著力強等特點。航行時，經(jīng)常有人在甲板上工作或行走，還需涂刷防滑甲板漆。,右圖中的畫圈區(qū)域即為甲板漆。,船舶水上部位,船殼漆,船舶水線以上的船殼、船舷、上層建筑各部位所處環(huán)境相似，均可涂刷船殼漆。這些部位經(jīng)常受到日光暴曬、海上風(fēng)雨、煙霧冰雪的侵蝕和海水的沖擊，所以要求船殼漆具有保光保色性好、耐暴曬、耐沖擊、耐氣候多變等特點。,右圖中的畫圈區(qū)域即為船殼漆。,船舶水上部位,水艙漆,船舶水艙分壓載水艙和飲用水艙兩類。對其涂裝的水艙涂料要求與鋼板附著力好，耐水性好、耐化學(xué)藥品性好，飲用水艙涂料還須對水質(zhì)無污染、對人體無危害、符合衛(wèi)生標(biāo)準。,右圖為水艙漆（壓載水艙）。,船艙,油艙漆,船舶的油艙一般裝載石油產(chǎn)品，空載時常需要裝載海水，所以油艙漆必須既耐海水又耐油。,右圖為單聯(lián)油艙呼吸閥。,船艙,起居工作艙漆,起居室包括臥室、走道、餐廳、閱覽室等，其內(nèi)部需涂飾美觀、色調(diào)柔和的涂料。為保證船員生命安全，要求此涂料不易燃燒，且在高溫下燃燒、蔓延火焰的能力低，分解的產(chǎn)物毒性小，這類漆稱為防火漆。一般船艙，如機艙、儲藏室、蓄電池室等，對涂料有各自的要求，可根據(jù)使用部位選用一般磁漆或防酸漆等。,右圖為某型海巡船的“心臟”輪機艙。,船艙,其他涂料,除了先前所介紹的船舶涂料，還有一些其他的油漆也在船舶工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。其中，車間底漆和防銹底漆最常用。車間底漆是專用于保護預(yù)處理鋼板的一種保養(yǎng)底漆。其特點是快干、防銹性好、涂層薄、火工校正時產(chǎn)生煙氣毒害小。但防銹期較短，火工作業(yè)時易產(chǎn)生鋅中毒。而防銹底漆可直接涂刷于船底、油水艙部位外的鋼板表面，使用面積廣，與各類面漆配套性也好。,右為其他常見船用涂料的概述視頻。,船用涂料,船用內(nèi)舾裝材料,造船用主要樹種,造船中要求木材質(zhì)量適中，材質(zhì)結(jié)構(gòu)細致、材色悅目、紋理美觀、彎曲性好、脹縮變形??；易加工、易膠接、易上色、涂飾性好。常用于內(nèi)舾裝的木材主要有紅松、杉木、樺木和柚木等。,右圖為紅松。,船用內(nèi)舾裝材料,低播焰飾面材料,低播焰飾面材料是指在火焰和高熱的作用下其傳播火焰的能力很低的一種表面裝飾材料。其在船舶工業(yè)中主要應(yīng)用于船舶防火板材、木夾板、刨花板、地板等表面的飾面材料。低播焰飾面材料一般質(zhì)地堅硬、色澤美觀，且其高溫分解的產(chǎn)物不易燃燒、煙霧小、毒性低。,右圖為涂有船用低播焰材料的構(gòu)件進行防火試驗的視圖。,船用防火絕熱材料,船舶防火的基本原則,物質(zhì)燃燒有三大要素：可燃物、氧氣、熱源。船舶火災(zāi)的特點是：難以撲救、損失大、危險大。故了解與學(xué)習(xí)船舶防火的基本原則至關(guān)重要。其原則如下：（1）將船舶分為若干主豎區(qū)；（2）將起居處所與其他處所隔開；（3）通道的保護；（4）可燃材料的限制。,右圖為防火宣傳圖。,不燃材料,不燃材料是指某種材料加熱到750時，既不燃燒，也不產(chǎn)生足量的造成自燃的易燃蒸發(fā)氣體。船用不燃材料主要分為以下五種：陶瓷棉、巖棉、硅酸鈣板、石棉布和隔熱玻璃纖維布。,右為不燃材料的概述視頻。,船用防火絕熱材料,陶瓷棉,陶瓷棉實際上是由陶瓷質(zhì)材料經(jīng)高溫熔融、用壓縮空氣吹制而成的耐火纖維，耐火度可達1000以上。陶瓷棉的特點是強度、彈性較好，高溫下隔熱效果好，防火性能優(yōu)良，纖維較細，施工性能也較好。陶瓷棉主要用于艙室保溫、船用鍋爐、排煙管道等的防火絕熱材料。,右圖為陶瓷棉。,不燃材料,巖棉,船舶上使用的巖棉是由巖石經(jīng)高溫熔融吹制而成的，吹制的巖棉經(jīng)噴灑加入適量有機粘結(jié)劑、防潮劑烘干即制得巖棉氈。巖棉氈的主要優(yōu)點是：質(zhì)輕，保溫性好，導(dǎo)熱系數(shù)低，耐熱性好，吸聲性能較好，價格比陶瓷棉更便宜。它的缺點主要是纖維較粗，性脆，故施工時對人體皮膚的刺激性較大。巖棉氈主要用于艙室保溫、艙室隔音隔振等的絕熱、彈性材料。,右圖為巖棉。,不燃材料,硅酸鈣板,硅酸鈣板主要由硅藻土、石英粉等材料和石灰粉摻入石棉或云母增強材料，然后加入水玻璃和水，拌成漿料，后經(jīng)高溫高壓蒸養(yǎng)烘干而成。硅酸鈣板具有容重較輕、隔熱性好、高溫下導(dǎo)熱系數(shù)低、強度大、隔聲性好、易加工切割、遇水不裂不送等特點。硅酸鈣板主要應(yīng)用于管道保溫材料。,右圖為硅酸鈣板。,不燃材料,石棉布,船舶上應(yīng)用石棉布的歷史已經(jīng)很悠久了。它是由不含有有機纖維的礦石棉通過一定的工藝，紡織成纖維后織成的較厚實的布。一般用來包覆熱水管道和蒸汽管，使其表面有整體感，也使易松散的保溫絕熱材料經(jīng)久耐用，不會松散、跌落。,右圖為石棉布。,不燃材料,隔熱玻璃纖維布,它是一種新穎的由無堿玻璃纖維編織而成的不燃性織物，質(zhì)輕、隔熱效果好、耐熱，使用溫度可達550。它的厚度是普通玻璃布的23倍，是船檢部門認可的不燃材料。近幾年來，國際上對石棉致癌問題時有爭論，所以用隔熱玻璃纖維布是大勢所趨。,右圖為無堿隔熱玻璃纖維布。,不燃材料,甲板敷料,甲板敷料是指在船舶鋼甲板上敷設(shè)的有一定厚度的敷料。它起著保護甲板、防止甲板腐蝕和改善甲板的某些使用性能的作用。,右圖為甲板敷料的使用效果示意圖。,船用防火絕熱材料,概述,復(fù)合材料是由不同材料互為基體或互為增強材料，通過復(fù)合工藝組合而成的新型材料。決定復(fù)合材料性能和質(zhì)量的主要因素如下：（1）原材料組分的性能和質(zhì)量；（2）原材料組分比例及復(fù)合工藝；（3）復(fù)合材料的界面粘結(jié)劑處理。,右為復(fù)合材料的概述視頻。,船用復(fù)合材料,玻璃鋼,玻璃鋼，學(xué)名為熱固性玻璃纖維增強塑料，它是以熱固性樹脂為黏結(jié)劑，玻璃纖維為增強材料的一種復(fù)合材料。它的質(zhì)地堅固、不燃燒、熱膨脹系數(shù)小、能耐大多數(shù)介質(zhì)的腐蝕。它的缺點是不耐磨、易受機械損傷、放置時間長時強度稍有下降。,右為玻璃鋼的介紹視頻。,船用復(fù)合材料,船用柴油機燃料油,柴油機是船舶的心臟。它們的動力都是依靠燃料油供給的。故船用柴油必須符合以下五大特點：（1）凝點和燭點要低，黏度要適中；（2）良好的燃燒性；（3）不含有害物質(zhì)；（4）安定性好；（5）為保證儲運和使用過程中的安全，柴油應(yīng)達到一定的閃點。,右圖為天津市東盛工貿(mào)有限公司生產(chǎn)的某種船舶用柴油。,船用其他材料,船用柴油機潤滑油,潤滑油是船舶柴油機及各種機械設(shè)備必須使用的材料，其主要作用有以下五點：（1）潤滑作用：減少摩擦力，減少機械磨損；（2）冷卻作用：帶走機器摩擦產(chǎn)生的熱量；（3）封閉作用：保證活塞與氣缸之間不漏氣；（4）保護作用：防腐蝕；（5）清潔作用：保持機械清潔。,右圖為無錫惠源高級潤滑油有限公司生產(chǎn)的某型船用潤滑油。,船用其他材料,密封膠和修補膠,密封膠和修補膠，統(tǒng)稱密封材料。密封材料分固態(tài)和液態(tài)兩大類。對于非金屬材料而言，主要有固態(tài)的橡膠、樹脂、皮革、石棉等材料，通常用于制作墊圈、O型圈等；液態(tài)的則包括膠黏劑和磁流體密封材料。液態(tài)密封膠，由于其具有結(jié)構(gòu)流動性，且固