【分享】我国第三艘航母下水，浅谈气凝胶在船舶上的应用
【分享】我国第三艘航母下水，浅谈气凝胶在船舶上的应用
6月17日上午，我国第三艘航空母舰的下水命名仪式在中国船舶集团有限公司江南造船厂举行。经中央军委批准，我国第三艘航空母舰命名为"中国人民解放军海军福建舰"，福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰，满载排水量8万余吨，采用平直通长飞行甲板，配置电磁弹射和阻拦装置。
船舶需要在有限的空间内需要集成多个复杂系统，船舶上的人员密集，对使用的材料不但要有安全性考虑，还需要关注对有限空间、环境高湿度和高腐蚀性的特点，气凝胶作为绝热阻燃材料的性能优势非常明显。
船舶的动系统一般是燃烧柴油的、也有少量燃烧天然气的，动力系统产生的高温气体通过三联供系统为船舶采暖、制冷、发电，动力舱内管道的排布密集，有些高温管道已经没有足够的空间保证绝热材料的厚度。采用气凝胶绝热毡替换硅酸铝纤维毡，可将540℃、DN350管道的保温层从250mm减薄到60—70mm，施工难度大大降低。
船舶可以被看作一个水上的公共场所，防火安全不容小觑。根据1974年制定的《国际海上人命安全公约》及后续的修正要求，规定了不同船舶结构的防火等级和形式，把不同船舶类型、不同船舶部位划分为A、B和C三级耐火程度，在钢制海船建造规范中，对耐火分隔的等级划分给出了定义。对载客超过36人的客船，船体、上层建筑及甲板室应以"A-60"级分隔分。A-60也就是使用不燃材料进行隔热，其结构在60分钟的标准耐火试验结束能够防止火焰和烟的通过，材料加热到1000℃下背火面的温度上升不超过139℃、任何一点（包括任何接头部位）升温不超过180℃。使用气凝胶做A60模块的隔热材料，厚度仅有传统无机纤维材料的1/3，重量减少1/2以上，是当前最轻、最薄的选材。军用水面舰艇和潜艇与普通船舶一样，舱室内的人员和设备非常密集，对使用的材料不但要有安全性考虑，还需要关注对有限空间、环境高湿度和高腐蚀性的特点，气凝胶作为绝热阻燃材料的性能优势非常明显。无论是柴油常规动力系统还是核能动力系统，军用水面舰艇和潜艇的动力舱室内空间狭小，高温管道排布非常密集，保温材料的安装和更换的难度都比较大。另外，大量的分隔用A60防火模块，也使得本就有限的舱室空间更加狭窄。对比传统的无机纤维类绝热材料用于军舰，气凝胶绝热材料的寿命更长、免维护、安装更方便，综合优势越来越被认可。美国航空母舰甲板上都配备辅助战斗机起飞的蒸汽弹射器，这种装置是将高压蒸汽的热能积攒到足够大，然后瞬间释放做功，将蒸汽的热转变成飞机的动能。高压蒸汽来源于与航母的动力系统，从热源输送到甲板的蒸汽管道全部使用气凝胶绝热毡保温，一方面将绝热层的重量和厚度降到最低，也最大限度的保证了弹射器蒸汽的品质。
在船舶领域的气凝胶产品标准和应用标准大多都是美国阿斯彭气凝胶制定的，我国的气凝胶企业还需要在该领域奋起直追。
本文来源：中国绝热节能材料协会 气凝胶分会
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