■ 鄭亞綱 康新征

新型防火涂料
在船舶消防工程中的應(yīng)用

■ 鄭亞綱 康新征

隨著航運(yùn)事業(yè)的迅猛發(fā)展，如何防范船舶火災(zāi)事故，降低火災(zāi)對(duì)人身和財(cái)產(chǎn)安全造成的損失，科學(xué)有效地防止各類火災(zāi)事故，已成為我國(guó)航運(yùn)業(yè)亟需解決的難題。本文在分析船舶防火安全特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)介紹了美國(guó)COTE-LTM和DURABAKTM公司的船用系列防火產(chǎn)品，分析了該產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)船舶消防工程中的應(yīng)用前景，為提高國(guó)內(nèi)船舶的防火等級(jí)，消除我國(guó)航運(yùn)業(yè)的火災(zāi)隱患，保障人身和財(cái)產(chǎn)安全，提供了一種可供借鑒的新方法。

船舶；耐火等級(jí)；防火涂料；紡織品；復(fù)合材料

0 引 言

現(xiàn)代航運(yùn)由于價(jià)格低、載貨量大等優(yōu)點(diǎn)，已成為國(guó)際貿(mào)易中貨物運(yùn)輸?shù)闹匾馈８母镩_放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，對(duì)外貿(mào)易持續(xù)、快速、穩(wěn)定增長(zhǎng)，為我國(guó)航運(yùn)事業(yè)的健康發(fā)展提供了難得的機(jī)遇和動(dòng)力。我國(guó)有1.8萬(wàn)km多的海岸線和12.3萬(wàn)km的內(nèi)河航運(yùn)線，得天獨(dú)厚的自然條件為發(fā)展現(xiàn)代航運(yùn)業(yè)奠定了良好的基礎(chǔ)。目前，中國(guó)外貿(mào)出口貨物的89%由航運(yùn)完成，中國(guó)國(guó)際海運(yùn)船舶占世界商船隊(duì)總量的10.3%，集裝箱位占世界總量的20.0%，我國(guó)已成為世界航運(yùn)大國(guó)之一。航運(yùn)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的引領(lǐng)作用。

隨著航運(yùn)事業(yè)的迅猛發(fā)展，船舶消防問題日益突出，已經(jīng)成為制約我國(guó)航運(yùn)安全業(yè)的瓶頸。如何提高船舶的防火等級(jí)、科學(xué)有效地杜絕火災(zāi)隱患、提高國(guó)內(nèi)船舶的消防水平等一系列問題，必須引起足夠重視。我國(guó)于1973年3月1日加入國(guó)際海事組織（IMO），并承諾遵守《國(guó)際海上人命安全公約》（SOLAS公約）。為了更好地履行公約規(guī)定，保障人員和財(cái)產(chǎn)安全，我國(guó)先后頒布了《中華人民共和國(guó)海上安全交通法》《運(yùn)輸船舶消防管理規(guī)定》《中華人民共和國(guó)內(nèi)河交通安全管理?xiàng)l例》等一系列法律文件，對(duì)船舶設(shè)施設(shè)備維護(hù)、船舶航行值班以及船舶消防安全管理等方面提出了詳細(xì)、具體的要求，成為船舶建造、使用和維護(hù)過程中應(yīng)強(qiáng)制遵守、執(zhí)行的法規(guī)，也為我國(guó)的船舶消防工程奠定了法律基礎(chǔ)。但由于相關(guān)工作起步晚、技術(shù)落后等原因，造成了我國(guó)在船舶防火技術(shù)和理念方面較發(fā)達(dá)國(guó)家有明顯差距；另外，部分修造部門和船東存有僥幸心理，片面追求低成本，對(duì)船用防火材料缺少必要投入，因此，一旦發(fā)生各類火災(zāi)事故，極易造成人員和財(cái)產(chǎn)方面的重大損失。如何科學(xué)有效地防范船舶火災(zāi)事故，降低火災(zāi)損失，已成為我國(guó)航運(yùn)行業(yè)亟需解決的難題。

1 船舶火災(zāi)的特點(diǎn)

1.1 船舶空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜狹窄，一旦發(fā)生火情，易釀成惡性傷亡事故

作為最重要的水上交通工具，船舶內(nèi)部空間有限，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般比較緊湊。一艘萬(wàn)噸級(jí)貨船上有各種不同用途的艙室和通風(fēng)管筒，一旦發(fā)生火災(zāi)，油氣混合物極易在內(nèi)部有限空間中發(fā)生爆炸；而船上出入口狹小，艙內(nèi)通道和樓梯狹窄，疏散通道較少，發(fā)生火情時(shí)，人員易產(chǎn)生恐慌心理，造成疏散難度增加，最終釀成惡性傷亡事故。

1.2 熱傳導(dǎo)性強(qiáng)，撲救難度大

金屬（鋼材）是建造船舶的主體材料，由于其熱傳導(dǎo)性極強(qiáng)，通常起火后3 min～5 min內(nèi)，火源附近溫度可上升至500 ℃～900 ℃，鋼板被迅速加熱，加熱后的鋼板還易引燃臨近的其他可燃物質(zhì)，造成連鎖反應(yīng)，從而擴(kuò)大火勢(shì)。同時(shí)，船舶既有高層建筑的高度，又有地下建筑的特點(diǎn)，艙室內(nèi)部有大量有機(jī)化合物材料，因此，船舶火災(zāi)集高層火災(zāi)、地下火災(zāi)、化工火災(zāi)、人員密集場(chǎng)所火災(zāi)和倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)等特點(diǎn)于一身，給防范和撲救造成了困難。

1.3 船舶可燃物多，蔓延速度快

雖然船舶在設(shè)計(jì)建造過程中，艙室從結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了防火保護(hù)，但艙壁、襯板、天花板和鑲板等材料多采用膠合板、聚氯乙烯板、聚氨酯泡沫塑料、化學(xué)纖維等進(jìn)行裝飾；住艙內(nèi)的家具、地毯、簾布、床鋪等紡織品也多為易燃物，尤其是客船，可燃裝飾材料、家具和床上用品等重量約占客船自重的5%～9%，火災(zāi)隱患極大；艙室內(nèi)部，電線密布，一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢(shì)會(huì)沿著機(jī)械設(shè)備、電纜線、油管線迅速向上層建筑蔓延。而且多數(shù)船舶都儲(chǔ)存有大量燃油作為動(dòng)力燃料，包括汽油、柴油、重油等，其中遠(yuǎn)洋船舶燃油儲(chǔ)量約為船舶載重量的10%，火災(zāi)發(fā)生后很容易引起連鎖爆炸。

1.4 火災(zāi)處置難度大

船舶位置不斷變動(dòng)，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防部門無(wú)法及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)組織撲救，嚴(yán)重影響滅火救援速度。

2 系列船用防火材料

針對(duì)船舶火災(zāi)特點(diǎn)，各航運(yùn)大國(guó)，特別是美、英等發(fā)達(dá)國(guó)家，開展了較為系統(tǒng)的船舶防護(hù)研究，研制了許多具有特色的防護(hù)產(chǎn)品。其中，最為便捷、經(jīng)濟(jì)的方法是對(duì)各類易燃產(chǎn)品進(jìn)行防火處理，提高耐火等級(jí)，阻止火勢(shì)蔓延，延長(zhǎng)火災(zāi)的疏散和撲救時(shí)間，為保證人員和財(cái)產(chǎn)安全爭(zhēng)取寶貴時(shí)間。

1）涂裝在船舶主體結(jié)構(gòu)上的防火涂料。

火災(zāi)發(fā)生時(shí)，艙室內(nèi)的溫度迅速上升，由于金屬材料是優(yōu)良的導(dǎo)熱體，因此船體的承重件強(qiáng)度會(huì)因高溫而迅速下降（在沒有任何保護(hù)的情況下，鋼鐵在500 ℃～800 ℃、15 min左右就會(huì)喪失強(qiáng)度），造成垮塌事故，導(dǎo)致人員傷亡；而且火災(zāi)引起的高溫傳導(dǎo)，會(huì)迅速引燃附近艙室的可燃物，擴(kuò)大過火面積，給消防救援造成困難。

為此，在船舶設(shè)計(jì)、建造過程中，對(duì)重要艙室會(huì)進(jìn)行耐火分隔，目前，國(guó)內(nèi)最高的分隔等級(jí)為“A—60”，即材料在A級(jí)耐火試驗(yàn)中，能通過1 h（60 min）的耐火測(cè)試。而在美國(guó)，目前對(duì)耐火測(cè)試提出了更高要求，即N級(jí)耐火分隔要求，N級(jí)耐火分隔與A級(jí)耐火分隔的關(guān)鍵區(qū)別在于，耐火燃燒試驗(yàn)中前者采用快速升溫的UL—1709標(biāo)準(zhǔn)作為燃燒升溫條件，同時(shí)要求在試驗(yàn)前增加沖擊試驗(yàn)，因而N級(jí)耐火分隔對(duì)絕熱材料的性能有更高的要求。

在船體材料外表面涂裝防火涂料，是達(dá)到耐火分隔最為經(jīng)濟(jì)便捷的方法。在眾多防火涂料中，美國(guó)COTE-LTM公司的CEASEFIRETM High Performence鋼結(jié)構(gòu)防火涂料性能較為突出，獲得了挪威船級(jí)社（DNV）和美國(guó)船級(jí)社（ABS）的認(rèn)可。該涂料是一種超薄膨脹型防火阻燃涂料。與傳統(tǒng)涂料相比，該涂料具有涂裝道數(shù)少（≤3道）、膜厚低（≤1 000 μm）、膨脹系數(shù)大（≥300倍）、整體發(fā)泡均勻、導(dǎo)熱系數(shù)低、膨脹過程中無(wú)有毒氣體釋放、防護(hù)效率高（在N級(jí)耐火試驗(yàn)條件下，能達(dá)到120 min以上的防火要求）等特點(diǎn)，非常適合應(yīng)用于海上鉆井平臺(tái)、油船、液化石油氣船、液化天然氣船、軍用艦船和其他具有較高防火要求的船舶內(nèi)部，滿足高端的防火需求，為船舶提供更為安全的防護(hù)效果。

2）涂裝具有阻燃、防火功能的甲板防滑涂料。

由于裝飾、防滑需求，目前船舶均在甲板部位鋪設(shè)防滑材料，對(duì)裝飾要求較高的客船、游輪等還會(huì)鋪設(shè)防滑地毯和彈性防滑地板，該類材料多用聚氨酯或氯丁橡膠材料制作，一旦發(fā)生火災(zāi)，在高溫供氧不足的燃燒條件下，會(huì)分解出劇毒化學(xué)氣體，對(duì)人員造成嚴(yán)重傷害（據(jù)統(tǒng)計(jì)在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，有80%以上人員死亡是由于吸入有毒氣體造成的），因此有很大的安全隱患。上述問題在建筑材料中已得到重視，但在條件更為苛刻的船舶防火要求方面，反而沒有引起相關(guān)單位的足夠關(guān)注。

目前，國(guó)內(nèi)缺少具有防火功能的防滑涂料品種。美國(guó)DURABAKTM公司的單組分聚氨酯防滑甲板涂料，通過在聚氨酯材料中混入橡膠粒子，固化成膜后，表面會(huì)形成特殊的紋理，防滑效果明顯。該涂料在制作過程中，在漆膜中添加了特殊的防火阻燃助劑，能有效阻斷火勢(shì)蔓延，在高溫條件下不會(huì)分解產(chǎn)生有毒氣體，并且阻燃助劑會(huì)吸收化學(xué)材料燃燒分解過程中產(chǎn)生的有毒氣體，降低煙霧的傷害，是安全、環(huán)保的防滑、阻燃地面鋪設(shè)材料，非常適合于滿足海上鉆井平臺(tái)、客輪和軍艦等具有防滑、防火需求的船舶。

3）對(duì)紡織品、易燃復(fù)合材料進(jìn)行防火處理。

船用紡織品和各類塑料制品是美化、裝飾船舶的重要材料。船用紡織品一般由棉、毛或化學(xué)纖維制成，該類產(chǎn)品燃點(diǎn)極低，著火后會(huì)迅速蔓延，引燃其他材料；而船用塑料制品，在合適的溫度下也會(huì)劇烈燃燒，釋放出大量煙霧和有毒氣體，為了提高相關(guān)產(chǎn)品的耐火等級(jí)，國(guó)內(nèi)一般是添加鹵代阻燃劑用以提高制成品的燃點(diǎn)。

目前已經(jīng)證實(shí)，在高溫條件下鹵代阻燃劑會(huì)分解產(chǎn)生劇毒氣體，對(duì)人員傷害極大，因此鹵代阻燃劑有極大的安全隱患。因此，如何簡(jiǎn)單有效地解決紡織品的耐火問題，成為各公司研發(fā)的重點(diǎn)。其中美國(guó)COTE-LTM公司的Latex Coating乳膠型防火涂料適合于各類紡織品和塑料制品。該類涂料為水性涂料，使用后不會(huì)對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的外觀和物理性能造成影響，阻燃助劑不溶于水，使用后可反復(fù)洗滌，能有效提高相關(guān)產(chǎn)品的燃點(diǎn)和防火等級(jí)，在高溫下有效阻滯火勢(shì)蔓延（底材可由C級(jí)防火上升為B級(jí)以上放火），在高溫和燃燒條件下，不釋放有毒氣體，是處理各類紡織品和塑料制品、提高其耐火等級(jí)的的良好選擇，目前，該類產(chǎn)品已在部分海軍軍艦內(nèi)試用，取得了良好的試驗(yàn)效果。

4）對(duì)電線、電纜進(jìn)行防火保護(hù)。

船用電纜又稱船用電力電纜，是一種用于各種船舶及海上石油平臺(tái)的電力、照明和一般控制之用的電線電纜總稱。船舶內(nèi)部，依靠電纜將各艙室聯(lián)通，船用電纜就像是人的血管和神經(jīng)，將整個(gè)船舶連成一個(gè)密集的整體。電纜外部，一般為高分子絕緣材料，又稱為電纜包皮，在高溫或短路條件下，電線電纜包皮容易燃燒，導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生；在過火條件下，火焰會(huì)順著電纜包皮迅速蔓延到其他艙室，因此應(yīng)對(duì)電纜包皮進(jìn)行防火阻燃保護(hù)。

美國(guó)COTE-LTM公司研制的Water Bone Coating防火涂料使用簡(jiǎn)單，僅需薄薄地噴涂在電纜外部，就能起到很好的防火阻燃效果，該涂料具有膜厚低、附著力強(qiáng)、易于施工等特點(diǎn)，是理想的電纜防火材料。

3 結(jié) 語(yǔ)

船舶防火關(guān)系到人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全，各方面應(yīng)高度關(guān)注，在加強(qiáng)安全督查、完善防火措施的前提下，相關(guān)部門應(yīng)杜絕僥幸心理，加大防火材料的投入，全面消除船舶火災(zāi)隱患，提高船用材料的防火等級(jí)，防患于未然，才能最大限度地保證航運(yùn)安全。