密封墊片在船舶通風系統(tǒng)中的應用

摘" " 要：本文從密封墊片的材料、標準、適用范圍及應用注意事項等方面，介紹了幾種常用的船用密封墊片；并詳細解析了規(guī)范對船舶通風系統(tǒng)中密封墊片的要求及各類密封墊片在船舶通風系統(tǒng)中的應用，可為其他項目提供參考。

關鍵詞：密封墊片；通風系統(tǒng)

中圖分類號：U664.84 " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A

Application of Sealing Gasket in Ship Ventilation System

LIU Fujun，" WANG Dongmei，" ZHAO Qingchun，" YU Dan，" TAN Jitong

（ CSSC Huangpu Wenchong Shipbuilding Co.， Ltd.，" Guangzhou 511462 ）

Abstract： By way of the material， specifications， scope of application and the precautions for the use， this paper introduces several common types of sealing gaskets in ship. And this paper analyses in detail the requirements of Rules on ship ventilation system for sealing gasket and application of various sealing gaskets on marine ventilation system， which would provide reference for other projects.

Key words： sealing gasket;" ventilation system

1" " "引言

隨著國內外材料行業(yè)的飛速發(fā)展，密封墊片種類也日益繁多，在船舶行業(yè)上的應用也愈發(fā)廣泛，船用密封墊片要求要適應工況變化，在船舶振動和沖擊狀態(tài)下，具有可靠的工作性能，同時應具備使用壽命長、維護成本低及安裝簡易等特征。對于不同材質的密封墊片，其定價以及使用效果千差萬別，如何正確的平衡經濟效益及使用效果則顯得尤為重要。

本文主要介紹幾種船舶常用管道密封墊片，并根據規(guī)范要求，從墊片材料特性、制造標準、適用范圍及使用說明等方面出發(fā)，介紹密封墊片在船舶通風系統(tǒng)的應用。

2" " 船用密封墊片的種類

2.1" 芳綸耐油橡膠墊片（非石棉纖維增強橡膠板）

1）墊片的材料及標準

芳綸耐油橡膠墊片（非石棉纖維增強橡膠板）是船用范圍最廣泛的墊片材料，該墊片由非石棉纖維與橡膠復合而成，芳綸纖維或其他無機纖維替代石棉纖維制成的非石棉墊片，具有芳綸纖維的高強度、耐高溫的特性，而且避免了石棉密封材料的脫水老化而造成的泄漏問題。

非石棉纖維增強橡膠板制作及驗收的標準可參照國家標準GB/T 22 209-2008（船用墊片用非石棉纖維增強橡膠板），采用該橡膠板加工而成的法蘭墊片可參照國家標準GB/T 17 727-2017（船用法蘭非金屬墊片）。

2）適用范圍

芳綸耐油橡膠墊片可適用于海水、冷熱水、艙底水、壓載水、疏排水、滑油、空氣、壓縮空氣、透氣、油污水等管路系統(tǒng)，但該類墊片不能用于蒸汽、燃油及消防系統(tǒng)。

其適用工作壓力P≤4 MPa，適用工作溫度T≤350 ℃，墊片厚度范圍為2～3 mm。

此類非石棉墊片還可應用在制冷壓縮機用的缸口、缸口蓋、消音器等結合處的密封襯墊材料，見圖1。

2.2" "聚四氟乙烯墊片

1）墊片的材料及標準

聚四氟乙烯（PTFE）是當今世界上耐腐蝕性能最佳的材料之一，有“塑料王”的稱號，它能在各類化學介質中長期使用。聚四氟乙烯墊片是選用懸浮聚合四氟乙烯樹脂模塑加工而成，具有高化學穩(wěn)定性和卓越的耐化學腐蝕能力，還有優(yōu)異的電絕緣性能，且不受溫度與頻率的影響。此外還具有不沾著、不吸水、不燃燒等特點。

聚四氟乙烯墊片是將氟樹脂薄板按規(guī)定的尺寸和形狀沖制而成，其制作及驗收可參照標準JB/T10688-2006（聚四氟乙烯墊片 技術條件）。

2）適用范圍

船舶領域通常將聚四氟乙烯墊片用于壓縮空氣、貨油、CO2等管系。其適用工作壓力P≤6.4 MPa，適用工作溫度-200～220 ℃，厚度為3 mm。

2.3" "金屬纏繞墊片

纏繞式墊片是半金屬墊片，不僅其工作條件接近于金屬墊片，而且其密封性能優(yōu)異，廣泛用于管道及設備中。

纏繞式墊片是由V字形金屬薄帶與非金屬的填充帶相互重迭，纏繞成螺旋狀，并將其纏繞的始端、末端牢固地焊接而成的墊片，根據所使用的管道法蘭結合面形狀，可分基本型、內環(huán)型、帶定位環(huán)型、帶內環(huán)定位環(huán)型等四類。金屬帶材料可采用304不銹鋼或316不銹鋼，內環(huán)也可采用A3鍍鋅。不同類型的金屬纏繞墊片截面如圖2、圖3、圖4、圖5所示。

1）不銹鋼石墨纏繞墊片

（1）墊片的材料及標準

船用不銹鋼石墨纏繞墊片外環(huán)材質為304不銹鋼或A3鍍鋅，內環(huán)為304不銹鋼，填充材料為石墨。通徑80 mm以下的密封墊片不適合加設內外環(huán)，會因為密封面太窄而影響密封效果。其制作及驗收可參照國家標準GB/T 4 622.2-2003（纏繞式墊片）。

（2）適用范圍

不銹鋼石墨纏繞墊片可適用于蒸汽、凝水、消防水、燃油、高溫、高壓系統(tǒng)。

適用范圍壓力范圍4～16 MPa，特殊情況可加環(huán)提高耐壓性能，適用工作溫度-200～800 ℃，厚度為3.2～4.5 mm。

針對機艙排氣管系統(tǒng)，通常采用不銹鋼石墨增強復合墊片，以適應排氣管系的工況要求。該墊片內夾雙層304不銹鋼，內外包邊均為不銹鋼304材質，適用范圍≤6 MPa；適用工作溫度≤700 ℃；厚度為3～4 mm。

2）不銹鋼聚四氟乙烯纏繞墊片

（1）墊片的材料及標準

船用不銹鋼聚四氟乙烯纏繞墊片金屬材料采用不銹鋼304，填充聚四氟乙烯一級料。其制作及驗收可參照國家標準GB/T 4 622.2-2003（纏繞式墊片）。

（2）適用范圍

不銹鋼聚四氟乙烯纏繞墊片可適用于蒸汽、凝水、燃油、高溫、高壓系統(tǒng)，化學品船。

該類墊片的適用壓力、墊片厚度與不銹鋼石墨墊片相同，但其適用工作溫度范圍略低，為-200～300 ℃，這是由于不銹鋼聚四氟乙烯纏繞墊片在300 ℃以上長期使用會產生有害氟氣體。

2.4" "橡膠墊片

由于橡膠的彈性、回彈性、形狀適應性，可獲得最低緊固載荷狀態(tài)下的密封性能，且造價低廉，是一種經濟實用的低壓系統(tǒng)墊片，船用橡膠墊片通常有硅橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠等材質。

1）硅橡膠墊片

硅橡膠是由硅橡膠分子中多個共軛原子和二維鍵組成的高分子化合物。具有優(yōu)良的耐磨性、耐老化性、自清潔性和耐輻射性，是一種優(yōu)良的彈性體，在各種使用條件下均能保持良好的耐久性和耐熱性，且無氣孔及龜裂現象，它還擁有非常好的抗菌性能。硅橡膠制品主要用途為硅橡膠墊片、密封件填充型密封膠條等，因此在工業(yè)、交通、農業(yè)、衛(wèi)生技術等領域發(fā)揮著巨大作用。船舶行業(yè)常將硅橡膠墊片應用于淡水及飲用水系統(tǒng)。

2）氯丁橡膠墊片

氯丁橡膠主要成分為反式-1.4聚丁二烯，分子結構比較規(guī)整，拉伸時容易潔凈，具有自補強性質，因此具有高的機械輕度和優(yōu)良的抗老化性能和耐候性。由于氯原子的存在，氯丁橡膠具有良好的不延燃性、耐油性、耐磨性和粘著性。由于氯丁橡膠在燃燒時能釋放氯化氫，能切斷火源，有阻燃作用，因此，氯丁橡膠的阻燃性在通用橡膠中是最好的。船用通風系統(tǒng)大部分法蘭墊片均選用的是氯丁橡膠材質，在下文中有詳細闡述。

3）丁腈橡膠墊片

丁腈橡膠（NBR）是由丁二烯和丙烯腈經乳液聚合法制得的，其優(yōu)點是耐油性、耐磨性較高，耐熱性較好，粘接力強，缺點是耐低溫性差、絕緣性能低劣，彈性稍低。丁腈橡膠是耐油性、物理機械性能和耐化學藥品性等綜合性能中具有代表性的橡膠之一，其耐油性優(yōu)于氯丁橡膠，船舶上常用于制作各類耐油模壓制品，如O型圈、密封墊片等。

3" nbsp; 通風系統(tǒng)密封墊片的應用

3.1" "規(guī)范要求

船用墊片根據耐火性能可大致分為三類：不燃墊片、阻燃墊片及易燃墊片。根據《海上人命安全公約（SOLAS）》第7.1.6中的要求，法蘭式通風管道易燃墊片不允許用于A或B級分隔上開口的600 mm范圍內和在要求為A級結構的導管上。按該要求解析，上述位置的風管法蘭墊片應采用不燃墊片，其余位置可采用易燃墊片。

3.2" "通風系統(tǒng)密封墊片選型

常用的船用不燃墊片為石墨墊片，其他特殊耐高溫墊片如能取得船級社認可的第三方檢測機構出具的不燃材料耐火試驗證書，也可作為不燃墊片用于通風系統(tǒng)，例如取得上述耐火試驗證書的硅纖維耐高溫環(huán)保墊片；阻燃墊片為氯丁橡膠墊片，以及常規(guī)易燃橡膠墊片。為了航行安全及工作可靠性等綜合考量，通風系統(tǒng)通常在規(guī)范不做要求的可燃墊片處，選用的是密封性能及阻燃性能良好的氯丁橡膠墊片。

通風系統(tǒng)墊片選型如下：

1）不燃墊片：石墨/其他耐高溫墊片（需有船級社認可的第三方檢測機構出具的不燃材料耐火試驗證書）；

2）可燃墊片：氯丁橡膠。

需要解釋的是，規(guī)范對于阻燃墊片的定義，并不等同于低播焰材料制作的墊片，且阻燃墊片不能代替不燃墊片使用，即便在滿足（海上人命安全公約SOLAS）第7.1.1.1對熱值等要求的情況下，也不能替代不燃墊片使用。阻燃墊片和低播焰材料墊片是不能互相替代的，兩者使用的試驗方式不同，被試驗所證明的性能也不同。不論是阻燃墊片還是低播焰墊片都無法替代不燃墊片。

3.3" "典型艙室通風系統(tǒng)密封墊片選用

1）風管船艙件及防火風閘處

防火風閘靠近防火分隔界面的一端需采用不燃墊片；但是如果距離防火分隔界面超過600 mm，且風管與該區(qū)域為A級分隔以下時，可以采用易燃墊片；如果風管本身為A級防火分隔，那么無論船艙件法蘭距離艙壁是否為600 mm范圍以外，該處法蘭墊片均應采用不燃墊片，包括整個A級分隔的風管段，如采用法蘭連接，均應使用不燃墊片。幾種典型情況的墊片使用情景如圖6所示。

2）廚房供、排風

廚房供、排風風管，在穿過其他區(qū)域時需采用不燃墊片；廚房集氣罩排風管，從集氣罩出風口開始，到最后一個防火風閘之間需采用不燃墊片，其他位置（當不屬于SOLAS 第7.1.6所要求處）可采用易燃墊片。

3）防爆處所

蓄電池間、油漆間、裝載危險品的化學品間等此類危險艙室有防爆要求的房間，如風管穿過其他區(qū)域時，當不屬于SOLAS 第7.1.6所要求處時可采用易燃墊片。

4）其他一般機械處所等

其他區(qū)域，例如機艙、貨艙、應急發(fā)電機室、焚燒爐間、側推間、舵機間、空調機室、液壓設備間、儲藏間、纜索間、水手長間等本處所或本區(qū)域內，風管墊片可采用易燃墊片，其他位置涉及防火分隔的部分，按SOLAS第7.1.6中的要求執(zhí)行。

4" " 結束語

本文對于幾種船舶常用的密封墊片做了介紹，并詳細解析了規(guī)范對船舶通風系統(tǒng)中密封墊片的要求及各類密封墊片在船舶通風系統(tǒng)中的應用，為其他船舶項目的建造提供參考。

隨著材料業(yè)的飛速發(fā)展，密封墊片的選型也應適應時代發(fā)展，綜合使用性能及經濟性能，根據產品的使用工況，選出最優(yōu)選型，在保證性能的前提下節(jié)約成本。

參考文獻

[1] 陸耀慶．實用供暖空調設計手冊[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，

2008．

[2] 黃恒祥．船舶設計實用手冊[M]．北京：國防工業(yè)出版社，2013．