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            防爆油罐抑爆材料

            更新時間:2018-05-15    瀏覽次數:


            抑爆材料發展簡介

                  網狀聚氨酯泡沫材料是目前國際上應用廣泛的高分子抑爆材料。網狀聚氨酯泡沫材料由普通的開孔聚氨酯泡沫材料經網化處理后而成,其結構是五邊形十二面體,面與面的交線稱為經絡,經絡為相鄰的多面體所共有而形成各向異性的立體骨架結構,經絡間形成的面膜經網化處理后消失。這種材料具有97%以上的空隙體積,(即放入油箱中僅占其容量3%),具有較高的拉伸和撕裂強度,較強的抗霉性和柔軟性及可塑性,并且具有較強的抑制火焰和爆炸傳播擴散的能力,該材料的應用對提高飛機、車輛和艦船戰時生存能力具有重要作用,在軍事工業和民用工業等領域有廣泛的應用前景。

            網狀聚氨酯泡沫材料的研制有著特殊的歷史背景。越戰時期,美軍在越南戰場直升機和作戰飛機損失慘重,其中絕大部分都是因油箱被擊中產生爆炸而損失。除此之外,飛機燃油箱還要受到雷擊和靜電的威脅,所以保證燃油箱的安全是一個十分重要的問題。鑒于此種狀況,美軍對飛機燃油防火抑爆技術十分重視,以美國為代表的發達國家于是開展了飛機燃油箱防火抑爆技術的研究,提出了多種燃油箱防火抑爆技術。試驗并實施了裝甲防護,氣體惰化、化學滅火及在油箱中填充防火抑爆材料等措施。在六十年代,美軍率先研制成功第一代聚酯型網狀聚氨酯泡沫材料,美國當即將這種重量很輕、具有極強的抑制火焰及爆炸傳播擴散能力的材料應用于飛機、艦船、裝甲車輛等軍用裝備的燃油箱。經過多年應用改進,美軍已從第一代聚酯型產品發展經過第二代聚醚型網狀聚氨酯材料直至今天全面應用的第三代聚醚阻燃抗靜電網狀聚氨酯抑爆材料。

            我們所研制的抑爆材料,與現在美軍使用的第三代聚醚型阻燃抗靜電網狀聚氨酯泡沫材料水平相當,目前已完成中試,形成工業化批量生產能力,產品主要指標達到或超過國際先進水平,通過了所級技術鑒定,目前抑爆材料已在國內輕型裝甲車輛上得到試用。

            網狀聚氨酯材料主要應用方向

            1燃油箱的防火抑爆充填材料

            美國率先將網狀材料用作軍用飛機、車輛、坦克、裝甲車、及艦艇燃油箱的防火抑爆充填材料,特別大量應用在軍車、油槽車、大型貯油罐及艦艇上,俄羅斯緊隨其后也將該材料應用于武器裝備中,在伊拉克戰爭中美軍裝備、國內引進的俄羅斯戰車和飛機上均見網狀抑爆材料的大量應用。其優點是網狀材料含97%的空間,占用油箱容量較小,且不影響正常供油;網狀材料內縱橫交錯的經絡能減少燃油的晃動,從而防止了靜電的產生和積聚;網狀材料的經絡作為三維防火屏蔽,能有效的吸收點火能和控制火焰鋒的傳播,從而減少了火災的發生;網狀材料具有很高的比面積,其經絡間能吸收油霧形成油膜,使得經絡間空隙內燃油混合蒸氣處于富油狀態,極大減少了發生燃燒爆炸的可能性。

            2大型貯油設施的填充材料

            填充于大型燃油貯罐中有利于增加燃油的化學穩定性。實驗室研究表明,網狀泡沫的作用至少相當于燃油穩定添加劑的作用。填充在貯罐中的網狀泡沫材料通過吸附燃油中的游離性物質,大大降低了燃油中促使沉淀發生的物質,使得燃油中的羥酸、銅離子、硫酮及芳香族的含量保持在較低的水平,改善了燃油的貯存環境,提高了燃油的貯存期限。并且網狀泡沫材料能防止雷電、靜電、彈擊產生的爆炸發生,極大提高其安全性。

            網狀泡沫材料的巨大應用市場前景。就軍用這塊而言,從英國《簡氏防務周刊》相關信息透露,美國專業為美軍提供此類材料的“SCCOT”公司一年訂單額高達2億多美元。

            抑爆材料性能水平

            參照目前俄羅斯用于S-27、S-30上的聚氨酯網狀泡沫材料軍用標準(∏∏y-30-100)和美軍最新軍用標準(MIL-PRF-87260AUSAF))確定的主要技術參數,其指標對照如下:

             

            俄羅斯

            美國

            我們

            產品尺寸(mm

            (長×寬×高)

            1700×950×300

            1800×950×300

            1950×960×800

            顏色

            白至黃色允許有顏色不均勻的現象

            白至黃、藍色,允許有顏色不均勻現象

            白至黃、藍、黑色允許有顏色不均現象

            表觀密度

            kg/m3

            25~32

            25~35

            25~35

            網孔平均尺寸

            mm

            1.8~3.5

            1.8~3.5

            1.8~3.5

            拉伸強度

            kg/cm2不小于

            0.9

            0.9

            1

            斷裂伸長率%,

            不小于

            150

            150

            150

            燃料排出量,

            體積%,不大于

            3

            3

            3

            燃料保留量,

            體積%,不大于

            3

            3

            3

            撕裂強度

            N/cm

            4.0

            4.0

            4.5

            燃燒性能

            /

            381

            40(UL HF-1等級,通過美國UL認證)

            體積電阻

            /

            5×1012

            3.1×1011

            我們所研制生產的網狀泡沫材料的性能,已超過俄羅斯標準,大部分與美軍標準同步,達到國際先進水平。

            抑爆材料的抑爆性能

            為考核網狀聚氨酯材料的抑爆性能,我們所進行了大量試驗,取得良好效果。使用7.62mm普通彈、 7.62mm穿燃彈、12.7mm普通彈和12.7mm穿燃彈對

            分別裝有汽油、柴油的油箱進行射擊試驗,油箱中彈后起火,只燃燒不爆炸,網狀聚氨酯材料具有良好的抑爆效果。采用7.62mm穿燃彈對裝有汽油的抑爆油箱射擊后,油箱燃燒情況見圖1、圖2。



            圖1油箱中彈起火;油箱燃燒后變形,但不爆炸

                       圖1油箱中彈起火                      圖2油箱燃燒后變形,但不爆炸。

            5 抑爆材料使用方法

            通常情況下,網狀聚氨酯材料制造成1950×960×800mm標準毛坯,也可以加工成直徑為60mm泡沫球。該材料具有良好的后加工性能,可根據燃油容器的具體結構,加工成塊狀、片狀、球狀等所需形狀進行裝配,不需要特別的工裝,施工工藝簡單。

            6  抑爆材料的使用期及價格

                 抑爆材料填充入油箱后,可正常使用5-7年,不會損壞。

                抑爆材料每立方價格為9000元,單個直徑為60mm的泡沫球價格為3-4元。


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