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船用二氧化碳滅火系統

時間:2017-08-07 10:38:39 來源:未知

1  開發原因
隨著21 世紀的到來, 人類在海洋上的活動將會越來越頻繁, 因此, 發生火災的機會也會越來越多, 船在海上, 火災的危險性遠比陸地上的大: 一是因為火災發生后只能靠自救來撲滅火災; 二是火災蔓延后人員無法逃生, 因此造成的傷亡就非常嚴重。如果船上沒有可靠的消防設備, 海上安全是無法保證的。
今年, 中國很可能加入世貿組織, 這對于我國的造船業是一個機遇。入關后, 中國的造船業將會有很大的發展, 這與世界造船業的自身特點和發展情況有直接的關系。屆時, 各種船用配套設備(包
括消防設備) 的需求量也會增加。
按照國家的有關規定, 運載量在500t 以上的船舶必須安裝自動滅火系統。然而, 目前國內船舶普遍缺乏甚至沒有消防安全設施和器材, 很多船舶, 特別是集體、個體船舶連滅火器都沒有。有的即使有滅火設施, 也不能開動, 一旦發生火災, 其后果不堪設想。可見發展船用消防設備是十分必要的。
在世界各國的船用消防產品中, 二氧化碳滅火系統的使用是相當廣泛的。船用二氧化碳滅火系統采用了高壓貯存、壓力操縱和遙控施放的工作方式, 滅火時與火災自動控制報警系統聯合使用, 能
自動報警、自動控制并可進行氣動遙控或手動滅火。全系統性能滿足《國際海上人命安全公約》的有關條款, 同時也滿足我國船級社、船檢局和內河鋼船建造規范(CCS 和ZC) 的要求。
船用二氧化碳滅火系統可以應用在海上平臺、船舶機艙、泵艙、貨艙、油艙、發電間、油漆間、木工間、廚房等各種場合。它的滅火性能高、毒性低、絕緣效果好, 滅火時不污染貨物、艙室, 是一種比較理想的船用滅火設備。1999 年初, 我廠決定開發船用二氧化碳滅火系統。經過一年多的努力, 試制出兩套船用二氧化碳滅火系統。經測試,系統的各項性能均達到設計要求; 同時各種主要零部件通過了國家船級社的審核; 整個系統通過了國家檢測中心的檢測。

2  設計說明
以CB 3 329411~10 - 98《船用二氧化碳滅火裝置》、《國際海上人命安全公約》和我國船級社、船檢局和內河鋼船建造規范(CCS 和ZC) 的有關條款為設計依據, 同時消化了國內外同類產品的性能、特點, 結合我廠多年來生產高壓二氧化碳滅火系統的經驗, 提出了系統和各零部件的設計方案,并且在試制過程中不斷地對原方案進行修正與優化, 得出最終合理的方案。
 
3  關鍵問題及解決過程
船用二氧化碳滅火系統的使用環境條件比較惡劣, 因此對整個系統的安全性、可靠性要求較高。在試制過程中, 我們圍繞上述兩個問題, 解決了系統各部件上的一些技術難題。
a) 瓶頭閥。瓶頭閥是船用二氧化碳滅火系統中的一個重要部件, 安全性和密封性的要求很高。為了適應船在海上顛簸搖擺的惡劣環境, 設計中采用了四連桿自鎖密封機構, 提高了抗震性。但是以往陸用瓶頭閥的密封材料無法滿足船用的要求, 必須重新確定密封材料的相關參數, 否則就無法解決慢性泄漏問題。通過查閱資料, 并且經過多次對比試驗, 摸清了船用瓶頭閥密封材料的相關參數范圍, 又經過大量的走訪和調研, 終于在國內一個廠家找到了較理想的材料, 基本上解決了船用瓶頭閥的密封問題。
b) 選擇閥。選擇閥的規格較多, 結構較復雜,設計中既要考慮它的強度、可靠性和密封性, 又要兼顧到工藝性和經濟性。為此, 我們打破了以往的思維定勢, 將閥體分成幾塊, 分別加工, 整體焊
接。這樣一來, 既保證了閥體質量, 又方便了加工, 降低了成本。
在對選擇閥進行密封動作試驗時, 發現活門密封圈脫落并且沖擊現象較嚴重。進一步試驗分析,發現選擇閥在作密封試驗時, 由于氣體進入活門密封槽底部而形成壓腔; 閥門一旦打開, 密封槽底的壓力來不及泄放而將密封圈吹出密封槽, 造成密封圈脫落的現象。同時, 閥體打開時上下腔的壓差大, 形成了較嚴重的沖擊。針對以上問題, 我們重新設計了選擇閥的密封結構, 調整了密封圈的位
置; 并且在活門軸上增加了一個溢流孔, 使閥體上腔形成一個氣墊。再進行試驗, 未發現密封圈脫落, 沖擊現象也大大緩解了。
c) 三通選擇閥。在開發三通選擇閥的過程中,曾經出現過該閥在切換后不密封的現象。經過分析認為是寶塔彈簧太硬, 閥體切換后鋼球無法到達密封位置所致。重新調整了彈簧的剛度, 發現低壓時仍有泄漏現象。進一步分析研究, 認為與密封圈的硬度和尺寸也有關系。通過調整密封圈的材料和尺寸, 問題得到圓滿解決。
d) 延遲器。船用二氧化碳滅火系統的延遲功能是通過機械方式實現的, 這與陸用二氧化碳滅火系統不同。在調試船用二氧化碳滅火系統的延遲器時, 其延遲功能始終不夠穩定, 從而使整個系統的反應時間忽長忽短、忽快忽慢。如果這個問題不能很好地解決, 勢必影響到整個系統使用的安全性和可靠性。我們在反復試驗的基礎上, 調整了延遲器的相關尺寸, 增加了溢流膜片, 使延遲器功能達到
了標準規定的要求。
e) 技術資料的整改與完善。根據有關規定,開發生產船用消防設備, 主要部件的圖樣和技術資料必須通過中國船級社的審查。我們從1999 年6月份起, 先后向中國船級社報送了船用二氧化碳滅火系統相關的圖樣、使用說明書、工藝規程和出廠檢驗規程等技術資料。中國船級社對我們報送的圖樣和各類技術資料進行了嚴格、認真的審查, 提出了14 條整改意見。我們根據這些意見對相關的圖樣和技術文件進行了修訂和完善。經過半年多的努力, 報送的各種船用二氧化碳滅火系統的技術資料通過了中國船級社的審查。
f) 工藝文件的編制與完善。船用二氧化碳滅火系統的技術設計評審結束以后, 為了指導車間的試制工作, 我們編制了系統主要零部件的工藝規程, 并且跟蹤了試制的全過程。由于我們單位是生
產消防設備的專業廠家, 有許多工藝手段和方法可供借用, 因此, 沒有設計很多的專用工裝。在試制過程中, 我們一方面解決了產品的結構和性能上存在的問題, 另一方面按照批量試制的要求對工藝進行驗證。在車間有關人員的大力支持和幫助下, 我們在完善產品的基礎上, 不斷地對工藝進行修改,力求使其能夠有效地指導生產。試制工作結束以后, 我們對所編制的工藝進行了全面的整理和修訂, 最終完成了新產品的工藝編制工作。
 
4  結論
經過一年多的努力, 我們完成了船用二氧化碳滅火系統的研制工作。經過試驗和檢測, 其各項性能指標均符合CB 3 329411~10 - 98《船用二氧化碳滅火裝置》、《國際海上人命安全公約》和我國船級社、船檢局和內河鋼船建造規范(CCS 和ZC) 的有關條款, 總體性能達到國內先進水平。通過對該產品的開發, 我們掌握了船用二氧化碳滅火系統的生產與制造技術。各種技術文件基本完整、正確、統一, 能夠指導批量生產。現有設備(包括檢測設備) 、工藝、工裝能夠滿足批量生產的要求。我廠是生產固定式滅火系統的專業廠家, 擁有一套完整的質量保證體系。在開發研制船用二氧化碳滅火系統的過程中, 我們始終把質量放在第一位, 從原材料、外購件、外協件的進廠以及廠內零部件的加工制造到系統總裝調試等各個環節, 均嚴格執行質量體系中所規定的各項有關制度, 保證了產品的性能和質量。

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