一種抗爆、防火、絕緣、降噪的海洋平臺(tái)艙壁結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種抗爆、防火、絕緣、降噪的海洋平臺(tái)艙壁結(jié)構(gòu)，包括一對(duì)上下平行設(shè)置的夾層板和一個(gè)抗沖擊結(jié)構(gòu)，所述抗沖擊結(jié)構(gòu)包括分別由三片板簧組成的上下梯形組，上下梯形組之間設(shè)置有阻尼材料，相鄰上下梯形組之間通過減震彈簧連接，上下梯形組內(nèi)部填充有第一填充物；夾層板包括一對(duì)平行設(shè)置的上下蒙皮板，蒙皮板外表面涂有絕緣層，兩塊蒙皮板之間夾有夾芯板，夾芯板與蒙皮板間隙之間填充有第二填充物。本發(fā)明具有抗爆、防火、絕緣、降噪，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單容易涂裝施工和質(zhì)量檢驗(yàn)，施工時(shí)間短和適用于快速搶修等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種抗爆、防火、絕緣、降噪的海洋平臺(tái)艙壁結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于海洋工程領(lǐng)域，特別涉及一種海洋平臺(tái)艙壁結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，陸上油氣資源基本開采殆盡，而海洋卻蘊(yùn)藏著豐富的油氣資源，人類的資源開發(fā)重心已轉(zhuǎn)向海洋。海洋油氣開采必須依托海洋平臺(tái)。眾所周知，海洋油氣開發(fā)具有投資高、技術(shù)復(fù)雜、施工難度大、作業(yè)環(huán)境惡劣和隨機(jī)因素多等特點(diǎn)。作為海洋油氣資源開發(fā)的基礎(chǔ)設(shè)施，海洋平臺(tái)長(zhǎng)期處于復(fù)雜惡劣的海洋環(huán)境，除了正常的工作載荷和環(huán)境載荷，還時(shí)常受到風(fēng)險(xiǎn)載荷(爆炸、火災(zāi)和碰撞等)的作用。其風(fēng)險(xiǎn)主要來(lái)自設(shè)施本身缺陷及人為失誤造成的生產(chǎn)開發(fā)設(shè)施、設(shè)備油氣泄漏，以及點(diǎn)火后燃燒爆炸對(duì)人、設(shè)施、設(shè)備、環(huán)境造成的傷害及損失。這些事故不僅造成人員傷亡和重大的經(jīng)濟(jì)損失，而且對(duì)海洋環(huán)境和海洋生態(tài)造成嚴(yán)重的污染和破壞。大量海洋平臺(tái)事故統(tǒng)計(jì)表明，油氣爆炸是導(dǎo)致海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)失效的重要原因之一。因此，控制油氣爆炸帶來(lái)的損害，積極開展油氣爆炸載荷作用下海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)及艙壁抗爆結(jié)構(gòu)形式研究，對(duì)提高海洋平臺(tái)抗爆性具有重要意義。
[0003]從現(xiàn)有的海洋平臺(tái)艙壁來(lái)看，普遍采用以防爆墻為代表的防爆設(shè)施進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制。主要通過選用良好抗沖擊性能材料的鋼板，很少有在其中填充緩沖層以及防火絕緣降噪材料。此種做法雖能有效防止艙壁因爆炸引起的變形損壞，但當(dāng)意外發(fā)生時(shí)艙壁無(wú)很好的緩沖區(qū)域，無(wú)法達(dá)到很好的減震效果，并且在日常服役期間不能滿足抗爆、防火、絕緣、降噪等多重功效?，F(xiàn)有艙壁在抗爆、防火、絕緣、降噪以及高能量沖擊時(shí)緩沖減震等方面存在的缺陷，亟待進(jìn)一步改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中之不足，提供一種抗爆、防火、絕緣、降噪的海洋平臺(tái)艙壁結(jié)構(gòu)，彌補(bǔ)海洋平臺(tái)艙壁在防火、絕緣、降噪以及高能量沖擊時(shí)緩沖減震等方面存在的缺陷。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種抗爆、防火、絕緣、降噪的海洋平臺(tái)艙壁結(jié)構(gòu)，包括一對(duì)上下平行設(shè)置的夾層板和一個(gè)抗沖擊結(jié)構(gòu)，所述抗沖擊結(jié)構(gòu)包括分別由三片板簧組成的上下梯形組，上下梯形組之間設(shè)置有阻尼材料，相鄰上下梯形組之間通過減震彈簧連接，上下梯形組內(nèi)部填充有第一填充物；夾層板包括一對(duì)平行設(shè)置的上下蒙皮板，蒙皮板外表面涂有絕緣層，兩塊蒙皮板之間夾有夾芯板，夾芯板與蒙皮板間隙之間填充有第二填充物。
[0006]優(yōu)選的，所述抗沖擊結(jié)構(gòu)的形狀為空竹形。
[0007]優(yōu)選的，夾芯板為鍍鋅鋼板，其縱向截面為C形、I形、V形、X形、Y形、Z形、矩形、T形或圓形的一種。
[0008]優(yōu)選的，所述第一填充物為聚氨酯泡沫；第二填充物為熱塑性聚酰亞胺泡沫。[0009]優(yōu)選的，所述兩層蒙皮板均為鍍鋅鋼板，其厚度為2mm。
[0010]優(yōu)選的，所述絕緣層為耐高溫絕緣陶瓷涂料，其厚度為2_。
[0011]優(yōu)選的，所述阻尼材料為泡沫硅橡膠，其厚度為5mm。
[0012]優(yōu)選的，所述板簧為減震板簧。
[0013]優(yōu)選的，所述夾芯板的高度為20mm,壁厚為2mm。
[0014]優(yōu)選的，所述抗沖擊結(jié)構(gòu)的高度為35mm。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明有高比強(qiáng)度和優(yōu)良的減振降噪性；降低了發(fā)生電火災(zāi)的可能性，有很強(qiáng)的絕緣性；降低了產(chǎn)生裂縫及疲勞的可能性，有很強(qiáng)的減震性能；良好的阻燃性，抗明火，不發(fā)煙、不產(chǎn)生有毒有害氣體結(jié)構(gòu)；重量輕，焊接的數(shù)量及焊接材料大大減少，焊接時(shí)間短；簡(jiǎn)單方便涂裝施工和質(zhì)量檢驗(yàn)，可靠性提高、使用壽命長(zhǎng)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為空竹式抗沖擊結(jié)構(gòu)的局部圖；
圖3為實(shí)施例1中的夾層板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為實(shí)施例2中的夾層板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為實(shí)施例3中的夾層板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為實(shí)施例4中的夾層板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為實(shí)施例5中的夾層板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8為實(shí)施例6中的夾層板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9為實(shí)施例7中的夾層板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖10為實(shí)施例8中的夾層板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖11為實(shí)施例9中的夾層板的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0018]實(shí)施例1
如圖1、2所示，一種抗爆、防火、絕緣、降噪的海洋平臺(tái)艙壁結(jié)構(gòu)，包括一對(duì)上下平行設(shè)置的夾層板和一個(gè)抗沖擊結(jié)構(gòu)，所述抗沖擊結(jié)構(gòu)包括分別由三片板簧5組成的上下梯形組，上下梯形組之間設(shè)置有阻尼材料6，相鄰上下梯形組之間通過減震彈簧7連接，上下梯形組內(nèi)部填充有第一填充物8 ;夾層板包括一對(duì)平行設(shè)置的上下蒙皮板2，蒙皮板2外表面涂有絕緣層1，兩塊蒙皮板之間夾有夾芯板3，夾芯板3與蒙皮板2間隙之間填充有第二填充物4。
[0019]為了使艙壁在日常使用中降低噪音的分貝以及隔熱保溫，并在沖擊波作用中起關(guān)鍵防護(hù)作用，提高結(jié)構(gòu)的吸能，減少艙壁銹蝕，阻隔輻射，進(jìn)一步絕緣，第一填充物8為聚氨酯泡沫；第二填充物4為熱塑性聚酰亞胺泡沫。
[0020]為了使空竹式抗沖擊結(jié)構(gòu)的承載強(qiáng)度對(duì)沖擊波起緩沖作用，減少上下夾層板的變形量，改善沖擊環(huán)境，板簧5為減震板簧。
[0021]如圖3所示，夾芯板3為鍍鋅鋼板，其縱向截面為C形，使得夾芯板的承載強(qiáng)度對(duì)沖擊波起緩沖作用，減少上蒙皮板結(jié)構(gòu)的變形量，改善沖擊環(huán)境。
[0022]兩層蒙皮板2為鍍鋅鋼板,其厚度為2mm。
[0023]為了使艙壁內(nèi)電路系統(tǒng)被沖擊波破壞造成漏電之后，能在高溫情況下起到良好的絕緣效果，阻斷電流流通，避免電氣火災(zāi)，絕緣層I為耐高溫絕緣陶瓷涂料，其厚度為2_。
[0024]為了使空竹式抗沖擊結(jié)構(gòu)的承載強(qiáng)度對(duì)沖擊波起緩沖作用，減少上下梯形組的變形量，改善沖擊環(huán)境，阻尼材料6為泡沫硅橡膠，其厚度為5mm。
[0025]夾芯板3的高度為20mm,壁厚為2mm。
[0026]空竹式抗沖擊結(jié)構(gòu)的高度為35mm。
[0027]實(shí)施例2
如圖4所示，本實(shí)施例中夾芯板3的縱向截面為I形。其他同實(shí)施例1。
[0028]實(shí)施例3
如圖5所示，本實(shí)施例中夾芯板3的縱向截面為V形。其他同實(shí)施例1。
[0029]實(shí)施例4
如圖6所示，本實(shí)施例中夾芯板3的縱向截面為X形。其他同實(shí)施例1。
[0030]實(shí)施例5
如圖7所示，本實(shí)施例中夾芯板3的縱向截面為Y形。其他同實(shí)施例1。
[0031]實(shí)施例6
如圖8所示，本實(shí)施例中夾芯板3的縱向截面為Z形。其他同實(shí)施例1。
[0032]實(shí)施例7
如圖9所示，本實(shí)施例中夾芯板3的縱向截面為矩形。其他同實(shí)施例1。
[0033]實(shí)施例8
如圖10所示，本實(shí)施例中夾芯板3的縱向截面為T形。其他同實(shí)施例1。
[0034]實(shí)施例9
如圖10所示，本實(shí)施例中夾芯板3的縱向截面為圓形。其他同實(shí)施例1。
[0035]上述實(shí)施例中，夾芯板3厚度可根據(jù)緩沖性能要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。艙壁結(jié)構(gòu)由夾芯層結(jié)構(gòu)及上下蒙皮通過焊接或膠接而成，制造過程中在蒙皮與夾芯層之間分放入焊接層或粘接薄膜，然后高溫加熱使其粘合。兩層鋼板之間填充與鋼表面接觸的高分子材料芯材熱塑性聚酰亞胺泡沫，聚酰亞胺泡沫材料彈性體高強(qiáng)度地粘合到I型與蒙皮板之間，為鋼板提供連續(xù)均勻的支撐，大大提高鋼板抗局部彎曲性能。
[0036]在一般情況下，本發(fā)明的剛性可保證正常使用，通過聚氨酯泡沫和熱塑性聚酰亞胺泡沫能起到很好的降噪效果。在發(fā)生一些意外爆炸引起火災(zāi)時(shí)，通過犧牲夾芯層和填充物來(lái)吸能。聚氨酯為彈性材料，能實(shí)現(xiàn)芯材與板簧之間的剪切力的傳遞與分散，即便在承受上拱或下陷載荷時(shí)，板簧和彈性芯層也能作為一個(gè)整體彎變形，不會(huì)出現(xiàn)局部彎曲而造成夾層板的變形。因此，空竹式抗沖擊結(jié)構(gòu)作為一個(gè)整體能承擔(dān)遠(yuǎn)大于純鋼板時(shí)的承載能力。由于夾芯板和填充層的緩沖性遠(yuǎn)大于蒙皮板的緩沖性，通過I型板和熱塑性聚酰亞胺泡沫先后進(jìn)行不同程度的緩沖變形，均勻地傳遞剪切力到相鄰的結(jié)構(gòu)上，避免大量分散的結(jié)構(gòu)支撐件。通過耐高溫絕緣陶瓷涂料起到良好的絕緣效果。通過熱塑性聚酰亞胺泡沫防火。從而保護(hù)海洋平臺(tái)阻斷火勢(shì)蔓延。最大程度降低爆炸產(chǎn)生的危害，所有實(shí)施例的抗爆、防火、絕緣、降噪的海洋平臺(tái)艙壁結(jié)構(gòu)通過20kg炸藥量，3.5m爆距工況下進(jìn)行抗爆能力的測(cè)試，均能夠達(dá)到吸能89.7%以上。
[0037] 以上述依據(jù)本發(fā)明的的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種抗爆、防火、絕緣、降噪的海洋平臺(tái)艙壁結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括一對(duì)上下平行設(shè)置的夾層板和一個(gè)抗沖擊結(jié)構(gòu)，所述抗沖擊結(jié)構(gòu)包括分別由三片板簧(5)組成的上下梯形組，上下梯形組之間設(shè)置有阻尼材料(6)，相鄰上下梯形組之間通過減震彈簧(7)連接，上下梯形組內(nèi)部填充有第一填充物(8);夾層板包括一對(duì)平行設(shè)置的上下蒙皮板(2)，蒙皮板(2)外表面涂有絕緣層(1)，兩塊蒙皮板之間夾有夾芯板(3)，夾芯板(3)與蒙皮板(2)間隙之間填充有第二填充物(4)。
2.如權(quán)利要求1所述的抗爆、防火、絕緣、降噪的海洋平臺(tái)艙壁結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述抗沖擊結(jié)構(gòu)的形狀為空竹形。
3.如權(quán)利要求1所述的抗爆、防火、絕緣、降噪的海洋平臺(tái)艙壁結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述夾芯板(3)為鍍鋅鋼板，其縱向截面為C形、I形、V形、X形、Y形、Z形、矩形、T形或圓形的一種。
4.如權(quán)利要求1所述的抗爆、防火、絕緣、降噪的海洋平臺(tái)艙壁結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一填充物(8)為聚氨酯泡沫；第二填充物(4)為熱塑性聚酰亞胺泡沫。
5.如權(quán)利要求1所述的抗爆、防火、絕緣、降噪的海洋平臺(tái)艙壁結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述兩層蒙皮板(2)均為鍍鋅鋼板，其厚度為2mm。
6.如權(quán)利要求1所述的抗爆、防火、絕緣、降噪的海洋平臺(tái)艙壁結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述絕緣層(I)為耐高溫絕緣陶瓷涂料，其厚度為2mm。
7.如權(quán)利要求1所述的抗爆、防火、絕緣、降噪的海洋平臺(tái)艙壁結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述阻尼材料(6)為泡沫娃橡膠,其厚度為5_。
8.如權(quán)利要求1所述的抗爆、防火、絕緣、降噪的海洋平臺(tái)艙壁結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述板簧(5)為減震板簧。
9.如權(quán)利要求1或3所述的抗爆、防火、絕緣、降噪的海洋平臺(tái)艙壁結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述夾芯板(3)的高度為20mm，壁厚為2mm。
10.如權(quán)利要求1或2所述的抗爆、防火、絕緣、降噪的海洋平臺(tái)艙壁結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述抗沖擊結(jié)構(gòu)的高度為35mm。
【文檔編號(hào)】E02B17/00GK103803028SQ201410024667
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】沈中祥, 王帥, 洪晨曦, 賈芹, 王珂, 尹群, 張健 申請(qǐng)人:江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 沈中祥