功能性涂料在海洋平台建造中的应用展望.doc

1、1功能性涂料在海洋平台建造中的应用展望摘要：海洋石油平台具有极高的防火要求，其特殊的工作环境决定其具有极高的建造标准和建造成本，而具有特定功能的功能性涂料则可以在某些领域满足这些要求，本文着重对示温涂料和防火涂料进行了简单介绍，并对这两种材料在海洋平台建造中的应用进行了探讨和展望。 关键词：功能性涂料 应用 探讨 展望 1 概述 功能性涂料是各种特殊性涂料的总称。即除了具有装饰和保护两种基本功能外，其涂膜还能通过光、电、热、机械、化学或生物化学作用，以及其他方式进行能量的相互作用、相互转换而产生某种特殊功能。功能性涂料是伴随着现代涂料的发展而得以应用并逐步发展的，其独特的性能使许多产品和设备的

2、功能得以充分的发挥，已经成为现代涂料的重要组成部分，受到人们的关注，而在海洋平台的建造中示温涂料和防火涂料则有比较大的应用优势，可以考虑进一步的推广和应用。 2 示温涂料 2.1 示温涂料概念 示温涂料是一种利用颜色变化测量物体表面温度及温度分布的特种涂料，即因受热而发生颜色变化以指示温度的涂料 。示温涂料通常也称为热敏涂料。 2.2 示温涂料特点及用途 2（1）示温涂料特别适宜在连续运转件和复杂结构物件进行测温而这些部件往往是温度计，毫伏计难以测温或不可能测温的（高温时） （2）示温涂料适宜测量物体大表面积的温度分布又可同时测量许多元件部位的温度 （3）示温涂料有较宽的测量范围其使用方便，操

3、作简单 （4）示温涂料也是一种很好的报警材料，例如化工反应釜，石油裂解釜等的超温报警 （5）示温涂料特别是低温可逆示温涂料广泛应用于民用方面，有着很好的装饰美化和示警作用，可逆示温涂料的应用很广泛，除在工业生产中起示温报警作用之外，还为美化生活提供条件。 （6）多变色不可逆示温涂料具有大面积场测温功能，记忆最高温度不破坏物体表面形状，不影响气流状态，使用方便，测量结果直观等特点。因此广泛应用于发动机燃烧室、涡轮外环导向叶片、加力扩散器等部件的测温。多变色不可逆示温涂料主要用于发动机主燃烧室、火焰筒、涡轮外环导向叶片、加力扩散器以及其他动态或大面积场的测温。 2. 3 示温涂料在海洋平台上的应用

4、 2.3.1 在工业领域应用广泛 重庆建峰化工股份有限公司化肥分公司年产 300kt 合成氨装置废热锅炉和输气总管采用的示温涂料涂装，设备外壁温度约 200，设备表面经过喷砂处理达到 Sa2.5 或 Sa3.0，使用 Merckens 公司的 SI NO470010白色底漆打底（30 微米） ，干燥 8h 后再涂装 SI NO470009 示温材涂料，涂层总厚度不大于 90 微米，该涂料在 300时由绿色变为棕黄色，4003时变为白色，应用效果良好。 2.3.2 在海洋平台上的应用探讨 海洋平台可以考虑使用示温涂料的设备和区域：原油加热器，换热器，主机以及应急发电机，热介质锅炉等设备以及主结构

5、立柱、防火墙等，甚至可以考虑在平台生活楼的舾装板、天花板等表面采用，以美化生活环境，缓解长期出海生活的枯燥。 1）以热介质锅炉为例，热介质锅炉有温度监测系统确保温度在合理范围内，而示温材料的应用则是在现有的监控系统上进一步强化温度监测工作的准确性和可靠性，以更直观的方式使平台工作人员（包括普通的操作工人）对此类设备及其周边的温度具有直观的了解，对设备正常运转和安全监督具有双重保障的作用。 2）以主结构立柱为例，对结构的主要支撑点进行示温材料的涂装，在不影响整体美观的前提下，对主结构支撑进行直观的温度检测。由于普通钢材被加热至 540左右即丧失了结构强度，这样在平台发生火灾等危险情况下，如果自动

6、化的监测设备失灵或者无法得到其数据，我们可以通过示温材料的颜色变化对平台主要支撑结构的温度范围有大概了解，对于人员撤离、救援具有非常重要的积极意义。 3）可逆示温涂料的应用很广泛，除在工业生产中起示温报警作用之外，还为美化生活提供条件，比如海洋平台的生活楼具有居住密度大，色彩单调等特点，对于长期出海的员工来说无疑是比较枯燥难熬的，而将可逆示温涂料涂在塑料、金属、陶瓷、玻璃、等底材上，可以获得装饰性、趣味性高的底材和制品。可以考虑涂刷的地方如生活楼房间的天4花板、壁板，床头柜、壁橱、书桌、卫生间门等地方，随着温度的变化，呈现出有规律的色彩变幻，这对于缓解出海员工的工作压力，提高工作积极性具有非常

7、重要的意义。 3 防火涂料 3.1 防火涂料概念 防火涂料的机理是使可燃物表面隔绝空气，或者涂层高温燃烧形成膨胀隔热层，增加涂层的厚度，延缓物质的燃烧。同时涂层在高温状态下会产生一系列的化学反应，稀释了空气中氧气的浓度，达到抑制物质燃烧的目的。 3.2 防火涂料的防火机理 防火涂料的防火机理大致可归纳为以下五点： 、防火涂料本身具有难燃性或不燃性，使被保护基材不直接与空气接触，延迟物体着火和减少燃烧的速度。 、防火涂料除本身具有难燃性或不燃性外，它还具有较低的导热系数，可以延迟火焰温度向被保护基材的传递。 、防火涂料受热分解出不燃惰性气体，冲淡被保护物体受热分解出的可燃性气体，使之不易燃烧或燃

8、烧速度减慢。 、含氮的防火涂料受热分解出 NO、NH3 等基团，与有机游离基化合，中断连锁反应，降低温度。 、膨胀型防火涂料受热膨胀发泡，形成碳质泡沫隔热层封闭被保护的物体，延迟热量与基材的传递，阻止物体着火燃烧或因温度升高而造成的强度下降。 5防火涂料涂覆在基材表面，除具有阻燃作用以外，还具有防锈、防水、防腐、耐磨、耐热以及涂层坚韧性、着色性、黏附性、易干性和一定的光泽等性能。 3.3 防火涂料在海洋平台的应用探讨 普通钢材被加热至 540左右即丧失了结构强度，因此，对钢铁结构进行防火保护，使它们在火灾发生时能延长发生变形破坏的时间，为灭火赢得时间，减少火灾损失，受到人们很大的重视。 海洋石

9、油平台的钢结构被动防火涂料设计和应用是在最近几年才开始的，也正在逐步被大家认识和重视。被动防火的概念就是应用绝缘系统材料阻止火灾的热源快速传递到被保护的钢结构，避免钢结构较早的强度疲劳而倒塌，保证钢结构的强度，从而使人员和设备安全撤离和停机，而防火涂料就是一种非常有效的被动防火方法。 4 结语 功能性涂料是社会需要和科技发展的必然产物，海洋石油平台具有极高的防火要求，其工作环境也比较恶劣，对于功能性涂料都具有极高的要求，虽然现在功能性涂料在此领域具有一定的应用，但是距离广泛使用还有一定距离，相信随着科技的发展和社会的进步，会有越来越多的功能性涂料应用在海洋石油平台上。 参考文献 1 刘正堂.示温涂料的应用与发展，中国科学院上海冶金研究所； 材料物理与化学（专业） 博士论文 2000 年度。 2 徐小楠、周政懋.防火涂料。化学工业出版社，2004-01