Page 10 - 涂层与防护1912-合

熊睿，等：膨胀型防火涂料在冬季施工中开裂的研究

构表面一层高效的特种防火涂料，该涂层在火灾场景 上。 但膨胀型防火涂料在火灾中会发生化学反应，释
中能极大降低钢材表面火焰的传播速率，并减缓热量 放的气体含有有毒成分，不能使用在生活区内部及人
的传递速度，在一定时间范围内推迟钢结构达到临界 员需要长期工作的区域。 该类防火涂料主要应用在海
屈服强度的时间，为火灾救援和人员逃生赢得足够时 洋石油平台的关键防火区域，如导 管 架、甲 板、设 备
间。 随着人们对安全防火重视程度的提高，越来越多 间、管线、立柱、存储容器(如 LEG 罐)、平台的防火墙、
的海洋石油平台对核心区域采用涂装防火涂层的保 井口区的支撑立柱和水平梁等。
护方式 [7-8] 。 选择防火涂料时，应充分考虑海洋钢结构 本研究的防火涂料属于国际知名油漆厂家常用
物的功能、存在的燃烧介质状态、可能发生的火灾火 的膨胀型环氧防火涂料，已经在多个项目中得到成功
焰类型、人员逃生和启动消防设施等的预期时间。 最 应用。
重要的是所选择的防火涂料的性能应能达到与火灾
安全分析的适应性要求。 根据大量报导和实际工程应 2 极寒环境下防火涂料的施工
用情况，人们对其防火的性能达成以下共识，防火涂
2.1 施工条件
[8]
料应具备如下性能 ：
（1）具有良好的完整性和抗火焰冲击性。 暴露于 与常规防火涂料施工不同，本研究的项目是需要
火焰中时，能够保持防火涂层本身的完整，阻止火焰 在极寒地区服役的某石油石化项目，其建造场地在青
和烟的通过；（2）具有良好的涂层稳定性。 海洋环境恶 岛黄岛和天津塘沽两地。 施工时间持续 2 个年度，其
劣，后期的修补困难，因此要求防火涂料必须能够提 冬季施工的温度较低，夏季施工的温度较高，温度区
供超过 20 a 的稳定防护；（3）具有良好的保温性。在设 间在-10~39 ℃之间，施工季节跨度较大。

计的防护的时间内， 应能很好地阻挡热量的传播，未 防火涂料施工分为车间施工和场地施工两种工况。
暴露面的温度变化不能超过规定温度；（4） 防火涂层 车间施工防火涂料： 主要用于新建造的模块，但
的防水、 防腐性能是否适合于复杂钢结构的施工，火 需要预留出模块上组装和焊接的部位。 车间施工喷砂
灾中是否产生烟尘和有毒气体等也是重要考量因素。 和涂敷均采用机械设备自动完成， 施工条件较好，能
控制施工环境条件，满足相关规格书和标准的要求。
1 膨胀型防火涂料介绍 现场施工防火涂料：主要是修补预留和损坏的部
位。 喷砂和涂敷均由工人手工完成，场地施工条件比
膨胀型防火涂料比其他类型的防火涂料更轻便、 车间要差，在冬季或雨季需要搭建棚子，控制施工温
密度更小、效果更好，是目前海洋油气领域使用最广 度和相对湿度。
的一种防火涂料。
2.2 存在的问题
膨胀型防火涂料主要成分为基料树脂、脱水成碳
剂、发泡剂、阻燃剂等。 当暴露在火焰和热辐射中时， 防火涂料经过冬季施工后， 在春季巡检过程中，
涂层表面会熔融、起泡、隆起，形成均匀而致密的蜂窝 质检人员在防火涂料表面发现了大量的裂纹，裂纹分
状或海绵状碳质泡沫隔热层， 并释放出不燃性气体。 布在整个模块，无明显规律。 车间施工和现场施工的
这种膨胀的海绵状隔热层厚度往往是原来涂层厚度 防火涂料都能发现裂纹，见图 1。其中现场施工的防火
的几十倍甚至上百倍，能很好地阻隔火焰和热量的传 涂料出现的裂纹最多。 裂纹深度能达到底漆，严重时
导，起到良好的防火保护作用 [9-10] 。 甚至出现成块剥落的情况。
目前， 膨胀型防火涂料普遍采用环氧树脂为基
料，其对钢材基底具有良好的附着力，在火灾发生后， 3 相关原因调查及探讨
能保持完好并粘附在基材上，抗碳氢火焰和喷射火焰
性能优异。 同时，该类防火涂层具有优异的防腐性、耐 由于防火涂料是关乎项目后期运行安全的保障，
酸碱性和抗碰撞性，弹性良好，能够很好地适应温度 是项目完整性不可或缺的一部分。 据了解，目前世界
变化时钢材的热胀冷缩， 服役时间能够达到 20 a 以 上在极寒地区应用膨胀型防火涂料的经验很少，在寒

2 涂装工艺 COATING PROCESS