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            防爆油罐抑爆材料

            更新時(shí)間:2018-05-15    瀏覽次數:


            抑爆材料發(fā)展簡(jiǎn)介

                  網(wǎng)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(wǎng)狀聚氨酯泡沫材料由普通的開(kāi)孔聚氨酯泡沫材料經(jīng)網(wǎng)化處理后而成,其結構是五邊形十二面體,面與面的交線(xiàn)稱(chēng)為經(jīng)絡(luò ),經(jīng)絡(luò )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(jīng)絡(luò )間形成的面膜經(jīng)網(wǎng)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(chē)輛和艦船戰時(shí)生存能力具有重要作用,在軍事工業(yè)和民用工業(yè)等領(lǐng)域有廣泛的應用前景。

            網(wǎng)狀聚氨酯泡沫材料的研制有著(zhù)特殊的歷史背景。越戰時(shí)期,美軍在越南戰場(chǎng)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(chǎn)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(gè)十分重要的問(wèn)題。鑒于此種狀況,美軍對飛機燃油防火抑爆技術(shù)十分重視,以美國為代表的發(fā)達國家于是開(kāi)展了飛機燃油箱防火抑爆技術(shù)的研究,提出了多種燃油箱防火抑爆技術(shù)。試驗并實(shí)施了裝甲防護,氣體惰化、化學(xué)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(wǎng)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(chē)輛等軍用裝備的燃油箱。經(jīng)過(guò)多年應用改進(jìn),美軍已從第一代聚酯型產(chǎn)品發(fā)展經(jīng)過(guò)第二代聚醚型網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)狀聚氨酯泡沫材料水平相當,目前已完成中試,形成工業(yè)化批量生產(chǎn)能力,產(chǎn)品主要指標達到或超過(guò)國際先進(jìn)水平,通過(guò)了所級技術(shù)鑒定,目前抑爆材料已在國內輕型裝甲車(chē)輛上得到試用。

            網(wǎng)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(wǎng)狀材料用作軍用飛機、車(chē)輛、坦克、裝甲車(chē)、及艦艇燃油箱的防火抑爆充填材料,特別大量應用在軍車(chē)、油槽車(chē)、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(jìn)的俄羅斯戰車(chē)和飛機上均見(jiàn)網(wǎng)狀抑爆材料的大量應用。其優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)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(wǎng)狀材料內縱橫交錯的經(jīng)絡(luò )能減少燃油的晃動(dòng),從而防止了靜電的產(chǎn)生和積聚;網(wǎng)狀材料的經(jīng)絡(luò )作為三維防火屏蔽,能有效的吸收點(diǎn)火能和控制火焰鋒的傳播,從而減少了火災的發(fā)生;網(wǎng)狀材料具有很高的比面積,其經(jīng)絡(luò )間能吸收油霧形成油膜,使得經(jīng)絡(luò )間空隙內燃油混合蒸氣處于富油狀態(tài),極大減少了發(fā)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(xué)穩定性。實(shí)驗室研究表明,網(wǎng)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(wǎng)狀泡沫材料通過(guò)吸附燃油中的游離性物質(zhì),大大降低了燃油中促使沉淀發(fā)生的物質(zhì),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(huán)境,提高了燃油的貯存期限。并且網(wǎng)狀泡沫材料能防止雷電、靜電、彈擊產(chǎn)生的爆炸發(fā)生,極大提高其安全性。

            網(wǎng)狀泡沫材料的巨大應用市場(chǎng)前景。就軍用這塊而言,從英國《簡(jiǎn)氏防務(wù)周刊》相關(guān)信息透露,美國專(zhuān)業(yè)為美軍提供此類(lèi)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(wǎng)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(shù)參數,其指標對照如下:

             

            俄羅斯

            美國

            我們

            產(chǎn)品尺寸(mm

            (長(cháng)×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(guān)密度

            kg/m3

            25~32

            25~35

            25~35

            網(wǎng)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(cháng)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(guò)美國UL認證)

            體積電阻

            /

            5×1012

            3.1×1011

            我們所研制生產(chǎn)的網(wǎng)狀泡沫材料的性能,已超過(guò)俄羅斯標準,大部分與美軍標準同步,達到國際先進(jìn)水平。

            抑爆材料的抑爆性能

            為考核網(wǎng)狀聚氨酯材料的抑爆性能,我們所進(jìn)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(jìn)行射擊試驗,油箱中彈后起火,只燃燒不爆炸,網(wǎng)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(jiàn)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(wǎng)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(jìn)行裝配,不需要特別的工裝,施工工藝簡(jiǎn)單。

            6  抑爆材料的使用期及價(jià)格

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

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


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