海工內(nèi)裝減重材料利用與分析

陳宏志　周宏婷

摘 要：通過對內(nèi)裝材料選擇方面的研究與掌握，整個生活區(qū)內(nèi)裝工程在滿足規(guī)范的前提下，使重量達(dá)到最低，為整個平臺的減重做出貢獻(xiàn)，以及為后續(xù)項目奠定了材料選擇的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：內(nèi)裝板；絕緣；敷料；浮動地板；容重；芯材；重量控制

隨著國內(nèi)近幾年，船舶市場的價格戰(zhàn)愈演愈烈，很多船企都在轉(zhuǎn)型，進(jìn)軍海洋工程市場。在生活區(qū)這方面，海洋工程項目與常規(guī)船舶最明顯的區(qū)別就是它定員多，對于居住環(huán)境要求高。海上生活區(qū)的建造就如同陸地建筑的裝簧業(yè)一樣，新要求、新材料及新工藝不斷涌現(xiàn)，輕質(zhì)材料的選擇是難點之一。

由于近海的油氣開采量大，日費用低，使自升式鉆井平臺的市場需求量大，自升式鉆井平臺的空間較小而需要裝備的現(xiàn)代化設(shè)備較多，使空船重量的控制要求更加嚴(yán)格。內(nèi)裝選材的重量控制，可以合理的控制整個生活區(qū)的重量，也可提高內(nèi)裝工程的效率及質(zhì)量，縮短建造周期，降低成本，對各大船廠能否成為海工建造的領(lǐng)軍者有著重要而又深遠(yuǎn)的意義，下面以大連中遠(yuǎn)船務(wù)承接的Super-116E型Jack-up為例，探討內(nèi)裝在選材方面如何做到重量控制。

1 內(nèi)裝板

內(nèi)裝板分為天花板、壁板，我們選擇的廠家是國內(nèi)一流的內(nèi)裝板制造廠家，種類和型號齊全，可供海工民船等項目選擇。壁板按照連接形式分為A、C、M三型，厚度有25mm、50mm、75mm、100mm四種（如表1所示），按照規(guī)格書要求，我們只選擇A型壁板：

所謂A型壁板就是我們通常見到的雌雄板，根據(jù)我們的詳細(xì)設(shè)計圖紙，選好不同區(qū)域用的不同厚度的版型、選擇房間之間的高隔音板、以及不同防火等級的板，這些只是訂貨時的選型，但是怎么在標(biāo)準(zhǔn)板選型中做到有效的減重呢？我們知道B級板要求不燃材料，用50mm厚雙面鍍鋅鋼板，但是C級以下的板型我們可以對板材的組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，背面面板用鋁板代替鍍鋅鋼板，在不破壞防火等級及結(jié)構(gòu)強度的情況下完成減重任務(wù)：鋁板的密度是2700kg/m3而鋼板的密度是7800kg/m3，這樣每平米就能省下重量5.1kg的重量，全船按照1000平算，共省下5.1噸，減重效果非?？捎^。

天花板按照連接形式分為A、D、P、F四型（單雙面）（如表2所示），厚度有25mm、30mm、50mm、75mm四種：

既然有單雙面之分，就意味著背面的鍍鋅鋼板可以取消，同時都滿足圖紙中要求的防火級別。于是我們說服船東，選擇圖中所示的P型或F型這種單面型式，天花板取消的背板按照5.46kg/m2算，全船按照1000平算，共省下5.46噸，減重效果同樣非常可觀。

如果不在內(nèi)裝板型式上進(jìn)行減重，可以在內(nèi)裝板芯材方面進(jìn)行研究探索。內(nèi)裝板芯材（巖棉）的容重為140kg/m3，再加上雙面0.6mm厚的鍍鋅鋼板面材，該內(nèi)裝板的單位面積，25mm厚的巖棉復(fù)合板重12.6kg/m2。內(nèi)裝專業(yè)通過參與專題研究，協(xié)助江蘇某內(nèi)裝材料廠開發(fā)出了一種被船撿認(rèn)可的新型耐火艙室內(nèi)裝材料——高強度玻璃棉復(fù)合板。該板的芯材高密度玻璃棉容重僅60kg/m3，面板為貼有進(jìn)口PVC的0.6mm厚鍍鋅鋼板，背板是用0.4mm厚鍍鋅鋼板特制的加強型凹凸板。該復(fù)合板的單位面積：25mm厚的玻璃棉復(fù)合板重9kg/m2。這樣每平米就省下3.6kg重量，全船按照1000平算，共剩下3.6噸，此方案對減重效果同樣可觀。

2 絕緣材料

基于規(guī)格書中簡單的描述，要求絕緣的厚度保證50mm左右，常規(guī)參數(shù)厚度密度均可以滿足要求，但是比重（防火棉170kg/m3，保溫棉110kg/m3）對于減重來說不是理想的材料。中遠(yuǎn)對于絕緣材料的廠家實行長期協(xié)議政策，以固定型號的產(chǎn)品走批量的訂購，對于選型很不利。Jack-up系列打破傳統(tǒng)，通過尋找國內(nèi)外各大絕緣廠家，咨詢廠家的各類絕緣型號，最終選定某國外品牌的產(chǎn)品。此品牌在國內(nèi)有生產(chǎn)工廠且價格合理，表3為該產(chǎn)品的各類絕緣參數(shù)。

此Jack-up工作海域是印度洋，屬于熱帶環(huán)境，要保證室內(nèi)的溫度，絕緣的隔熱性能應(yīng)予以考慮，但是受機艙及樓子天棚等狹窄區(qū)域影響，那些保溫性能極好的絕緣厚度又不滿足施工要求。經(jīng)過對比，考慮重量及施工厚度等決定性因素，最終選出厚度38mm、容重96kg/m3作為天棚防火絕緣；厚度55mm、容重96kg/m3作為艙壁防火絕緣；厚度45mm、容重64kg/m3作為天棚和壁板隔音隔熱絕緣。三種規(guī)格的絕緣材料，比常規(guī)船（防火絕緣170kg/m3，保溫絕緣110kg/m3）的規(guī)格容重要小，隔熱性能相當(dāng)。所選產(chǎn)品符合Jack-up實際情況，全船相比常規(guī)船舶絕緣重量省下10噸有余。

3 甲板敷料

所謂甲板敷料多數(shù)是以水泥沙子為基礎(chǔ)材料，配合一些化學(xué)產(chǎn)品組合而成，具有耐火、耐寒、耐磨、耐藥性能，防裂、防水、防腐等功能。國內(nèi)做甲板敷料的廠家不是很多，產(chǎn)品類型也基本相同，包含了各種船舶和海工所能用到的基本產(chǎn)品。其中與中遠(yuǎn)長期合作的是一家知名的企業(yè)，并與之簽署長期協(xié)議來供給產(chǎn)品，該廠家的主要產(chǎn)品見表4

民船是基于成本考慮，選擇比重較大的基層敷料（1800kg/m3），但是Jack-up項目考慮到減重和施工厚度等問題，綜合耐腐、耐磨等特性，選擇折中的密度及厚度等參數(shù)。以生活區(qū)1300平施工面積算，產(chǎn)品GS-B的總重是18.7噸；產(chǎn)品MS-1200的總重是12.5，而且GS-B表層還得施工流平敷料，總重遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于18.7噸，而MS-1200屬于自流平敷料，上面可以直接鋪設(shè)地板等。所以針對這兩種產(chǎn)品我們Jack-up選擇MS-1200型自流平敷料來作為甲板基層敷料。根據(jù)防火分隔，當(dāng)遇到A60級甲板時，有“A60-TU（單一物質(zhì)混合而成）”和“A60-MU（多層物質(zhì)組合而成）”兩種產(chǎn)品可選擇，考慮A60敷料組成復(fù)雜程度和施工難易程度，在施工面積不是很大的情況下，我們選擇了A60-TU型產(chǎn)品。

另外，受房間噪音超標(biāo)等因素影響，部分房間需要浮動地板（或阻尼涂料）來解決降噪的問題。生活區(qū)2層以上部分房間，由于層高已經(jīng)確定，所施工阻尼涂料厚度不得超過9mm，我們選擇了與MS-1200比重相當(dāng)?shù)淖枘嵬苛?，控制敷料的重量。而生活區(qū)第一層甲板分隔是A60防火等級，并且有廚房洗衣間等潮濕處所，所選地板要有防水層，并且層高問題使浮動地板的厚度不得超過50mm，這樣就給選擇增加了難度，最終我們選擇sika品牌浮動地板45mm厚A60防火等級，也只有這個產(chǎn)品能滿足所有要求且震動噪音分析結(jié)果在可控值范圍內(nèi)。甲板敷料包括浮動地板的選擇很有局限性，不能一味地的考慮重量，需結(jié)合生活區(qū)的振動噪音、空間布局、層高等多種因素進(jìn)行選擇。

此外，內(nèi)裝家具等也可通過變更材料來實現(xiàn)重量控制，例如多用鋁合金家具替代木制家具；衛(wèi)生單元也從壁板的芯材或是底板厚度來實現(xiàn)減重；內(nèi)裝鐵舾件制作等遵循“少用料，準(zhǔn)定位”等原則來繪圖。雖然內(nèi)裝材料相對于全船鋼板來說總量非常小，但對材料本身的研究與探索還有很大的空間，希望今后有更輕質(zhì)的新型材料供我們選擇。