一种抗爆、防火、绝缘、降噪的海洋平台舱壁结构的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种抗爆、防火、绝缘、降噪的海洋平台舱壁结构，包括一对上下平行设置的夹层板和一个抗冲击结构，所述抗冲击结构包括分别由三片板簧组成的上下梯形组，上下梯形组之间设置有阻尼材料，相邻上下梯形组之间通过减震弹簧连接，上下梯形组内部填充有第一填充物；夹层板包括一对平行设置的上下蒙皮板，蒙皮板外表面涂有绝缘层，两块蒙皮板之间夹有夹芯板，夹芯板与蒙皮板间隙之间填充有第二填充物。本发明具有抗爆、防火、绝缘、降噪，结构简单容易涂装施工和质量检验，施工时间短和适用于快速抢修等优点。
【专利说明】一种抗爆、防火、绝缘、降噪的海洋平台舱壁结构
【技术领域】
[0001]本发明属于海洋工程领域，特别涉及一种海洋平台舱壁结构。
【背景技术】
[0002]随着世界经济的发展，陆上油气资源基本开采殆尽，而海洋却蕴藏着丰富的油气资源，人类的资源开发重心已转向海洋。海洋油气开采必须依托海洋平台。众所周知，海洋油气开发具有投资高、技术复杂、施工难度大、作业环境恶劣和随机因素多等特点。作为海洋油气资源开发的基础设施，海洋平台长期处于复杂恶劣的海洋环境，除了正常的工作载荷和环境载荷，还时常受到风险载荷(爆炸、火灾和碰撞等)的作用。其风险主要来自设施本身缺陷及人为失误造成的生产开发设施、设备油气泄漏，以及点火后燃烧爆炸对人、设施、设备、环境造成的伤害及损失。这些事故不仅造成人员伤亡和重大的经济损失，而且对海洋环境和海洋生态造成严重的污染和破坏。大量海洋平台事故统计表明，油气爆炸是导致海洋平台结构失效的重要原因之一。因此，控制油气爆炸带来的损害，积极开展油气爆炸载荷作用下海洋平台结构的动态响应及舱壁抗爆结构形式研究，对提高海洋平台抗爆性具有重要意义。
[0003]从现有的海洋平台舱壁来看，普遍采用以防爆墙为代表的防爆设施进行风险控制。主要通过选用良好抗冲击性能材料的钢板，很少有在其中填充缓冲层以及防火绝缘降噪材料。此种做法虽能有效防止舱壁因爆炸引起的变形损坏，但当意外发生时舱壁无很好的缓冲区域，无法达到很好的减震效果，并且在日常服役期间不能满足抗爆、防火、绝缘、降噪等多重功效。现有舱壁在抗爆、防火、绝缘、降噪以及高能量冲击时缓冲减震等方面存在的缺陷，亟待进一步改进。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术中之不足，提供一种抗爆、防火、绝缘、降噪的海洋平台舱壁结构，弥补海洋平台舱壁在防火、绝缘、降噪以及高能量冲击时缓冲减震等方面存在的缺陷。
[0005]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
一种抗爆、防火、绝缘、降噪的海洋平台舱壁结构，包括一对上下平行设置的夹层板和一个抗冲击结构，所述抗冲击结构包括分别由三片板簧组成的上下梯形组，上下梯形组之间设置有阻尼材料，相邻上下梯形组之间通过减震弹簧连接，上下梯形组内部填充有第一填充物；夹层板包括一对平行设置的上下蒙皮板，蒙皮板外表面涂有绝缘层，两块蒙皮板之间夹有夹芯板，夹芯板与蒙皮板间隙之间填充有第二填充物。
[0006]优选的，所述抗冲击结构的形状为空竹形。
[0007]优选的，夹芯板为镀锌钢板，其纵向截面为C形、I形、V形、X形、Y形、Z形、矩形、T形或圆形的一种。
[0008]优选的，所述第一填充物为聚氨酯泡沫；第二填充物为热塑性聚酰亚胺泡沫。[0009]优选的，所述两层蒙皮板均为镀锌钢板，其厚度为2mm。
[0010]优选的，所述绝缘层为耐高温绝缘陶瓷涂料，其厚度为2_。
[0011]优选的，所述阻尼材料为泡沫硅橡胶，其厚度为5mm。
[0012]优选的，所述板簧为减震板簧。
[0013]优选的，所述夹芯板的高度为20mm,壁厚为2mm。
[0014]优选的，所述抗冲击结构的高度为35mm。
[0015]本发明的有益效果是:本发明有高比强度和优良的减振降噪性；降低了发生电火灾的可能性，有很强的绝缘性；降低了产生裂缝及疲劳的可能性，有很强的减震性能；良好的阻燃性，抗明火，不发烟、不产生有毒有害气体结构；重量轻，焊接的数量及焊接材料大大减少，焊接时间短；简单方便涂装施工和质量检验，可靠性提高、使用寿命长。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明的结构示意图；
图2为空竹式抗冲击结构的局部图；
图3为实施例1中的夹层板的结构示意图；
图4为实施例2中的夹层板的结构示意图；
图5为实施例3中的夹层板的结构示意图；
图6为实施例4中的夹层板的结构示意图；
图7为实施例5中的夹层板的结构示意图；
图8为实施例6中的夹层板的结构示意图；
图9为实施例7中的夹层板的结构示意图；
图10为实施例8中的夹层板的结构示意图；
图11为实施例9中的夹层板的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图以及具体实施例对本发明做进一步说明。
[0018]实施例1
如图1、2所示，一种抗爆、防火、绝缘、降噪的海洋平台舱壁结构，包括一对上下平行设置的夹层板和一个抗冲击结构，所述抗冲击结构包括分别由三片板簧5组成的上下梯形组，上下梯形组之间设置有阻尼材料6，相邻上下梯形组之间通过减震弹簧7连接，上下梯形组内部填充有第一填充物8 ;夹层板包括一对平行设置的上下蒙皮板2，蒙皮板2外表面涂有绝缘层1，两块蒙皮板之间夹有夹芯板3，夹芯板3与蒙皮板2间隙之间填充有第二填充物4。
[0019]为了使舱壁在日常使用中降低噪音的分贝以及隔热保温，并在冲击波作用中起关键防护作用，提高结构的吸能，减少舱壁锈蚀，阻隔辐射，进一步绝缘，第一填充物8为聚氨酯泡沫；第二填充物4为热塑性聚酰亚胺泡沫。
[0020]为了使空竹式抗冲击结构的承载强度对冲击波起缓冲作用，减少上下夹层板的变形量，改善冲击环境，板簧5为减震板簧。
[0021]如图3所示，夹芯板3为镀锌钢板，其纵向截面为C形，使得夹芯板的承载强度对冲击波起缓冲作用，减少上蒙皮板结构的变形量，改善冲击环境。
[0022]两层蒙皮板2为镀锌钢板,其厚度为2mm。
[0023]为了使舱壁内电路系统被冲击波破坏造成漏电之后，能在高温情况下起到良好的绝缘效果，阻断电流流通，避免电气火灾，绝缘层I为耐高温绝缘陶瓷涂料，其厚度为2_。
[0024]为了使空竹式抗冲击结构的承载强度对冲击波起缓冲作用，减少上下梯形组的变形量，改善冲击环境，阻尼材料6为泡沫硅橡胶，其厚度为5mm。
[0025]夹芯板3的高度为20mm,壁厚为2mm。
[0026]空竹式抗冲击结构的高度为35mm。
[0027]实施例2
如图4所示，本实施例中夹芯板3的纵向截面为I形。其他同实施例1。
[0028]实施例3
如图5所示，本实施例中夹芯板3的纵向截面为V形。其他同实施例1。
[0029]实施例4
如图6所示，本实施例中夹芯板3的纵向截面为X形。其他同实施例1。
[0030]实施例5
如图7所示，本实施例中夹芯板3的纵向截面为Y形。其他同实施例1。
[0031]实施例6
如图8所示，本实施例中夹芯板3的纵向截面为Z形。其他同实施例1。
[0032]实施例7
如图9所示，本实施例中夹芯板3的纵向截面为矩形。其他同实施例1。
[0033]实施例8
如图10所示，本实施例中夹芯板3的纵向截面为T形。其他同实施例1。
[0034]实施例9
如图10所示，本实施例中夹芯板3的纵向截面为圆形。其他同实施例1。
[0035]上述实施例中，夹芯板3厚度可根据缓冲性能要求进行设计。舱壁结构由夹芯层结构及上下蒙皮通过焊接或胶接而成，制造过程中在蒙皮与夹芯层之间分放入焊接层或粘接薄膜，然后高温加热使其粘合。两层钢板之间填充与钢表面接触的高分子材料芯材热塑性聚酰亚胺泡沫，聚酰亚胺泡沫材料弹性体高强度地粘合到I型与蒙皮板之间，为钢板提供连续均匀的支撑，大大提高钢板抗局部弯曲性能。
[0036]在一般情况下，本发明的刚性可保证正常使用，通过聚氨酯泡沫和热塑性聚酰亚胺泡沫能起到很好的降噪效果。在发生一些意外爆炸引起火灾时，通过牺牲夹芯层和填充物来吸能。聚氨酯为弹性材料，能实现芯材与板簧之间的剪切力的传递与分散，即便在承受上拱或下陷载荷时，板簧和弹性芯层也能作为一个整体弯变形，不会出现局部弯曲而造成夹层板的变形。因此，空竹式抗冲击结构作为一个整体能承担远大于纯钢板时的承载能力。由于夹芯板和填充层的缓冲性远大于蒙皮板的缓冲性，通过I型板和热塑性聚酰亚胺泡沫先后进行不同程度的缓冲变形，均匀地传递剪切力到相邻的结构上，避免大量分散的结构支撑件。通过耐高温绝缘陶瓷涂料起到良好的绝缘效果。通过热塑性聚酰亚胺泡沫防火。从而保护海洋平台阻断火势蔓延。最大程度降低爆炸产生的危害，所有实施例的抗爆、防火、绝缘、降噪的海洋平台舱壁结构通过20kg炸药量，3.5m爆距工况下进行抗爆能力的测试，均能够达到吸能89.7%以上。
[0037] 以上述依据本发明的的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本发明的技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【权利要求】
1.一种抗爆、防火、绝缘、降噪的海洋平台舱壁结构，其特征在于:包括一对上下平行设置的夹层板和一个抗冲击结构，所述抗冲击结构包括分别由三片板簧(5)组成的上下梯形组，上下梯形组之间设置有阻尼材料(6)，相邻上下梯形组之间通过减震弹簧(7)连接，上下梯形组内部填充有第一填充物(8);夹层板包括一对平行设置的上下蒙皮板(2)，蒙皮板(2)外表面涂有绝缘层(1)，两块蒙皮板之间夹有夹芯板(3)，夹芯板(3)与蒙皮板(2)间隙之间填充有第二填充物(4)。
2.如权利要求1所述的抗爆、防火、绝缘、降噪的海洋平台舱壁结构，其特征在于:所述抗冲击结构的形状为空竹形。
3.如权利要求1所述的抗爆、防火、绝缘、降噪的海洋平台舱壁结构，其特征在于:所述夹芯板(3)为镀锌钢板，其纵向截面为C形、I形、V形、X形、Y形、Z形、矩形、T形或圆形的一种。
4.如权利要求1所述的抗爆、防火、绝缘、降噪的海洋平台舱壁结构，其特征在于:所述第一填充物(8)为聚氨酯泡沫；第二填充物(4)为热塑性聚酰亚胺泡沫。
5.如权利要求1所述的抗爆、防火、绝缘、降噪的海洋平台舱壁结构，其特征在于:所述两层蒙皮板(2)均为镀锌钢板，其厚度为2mm。
6.如权利要求1所述的抗爆、防火、绝缘、降噪的海洋平台舱壁结构，其特征在于:所述绝缘层(I)为耐高温绝缘陶瓷涂料，其厚度为2mm。
7.如权利要求1所述的抗爆、防火、绝缘、降噪的海洋平台舱壁结构，其特征在于:所述阻尼材料(6)为泡沫娃橡胶,其厚度为5_。
8.如权利要求1所述的抗爆、防火、绝缘、降噪的海洋平台舱壁结构，其特征在于:所述板簧(5)为减震板簧。
9.如权利要求1或3所述的抗爆、防火、绝缘、降噪的海洋平台舱壁结构，其特征在于:所述夹芯板(3)的高度为20mm，壁厚为2mm。
10.如权利要求1或2所述的抗爆、防火、绝缘、降噪的海洋平台舱壁结构，其特征在于:所述抗冲击结构的高度为35mm。
【文档编号】E02B17/00GK103803028SQ201410024667
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年1月20日 优先权日:2014年1月20日
【发明者】沈中祥, 王帅, 洪晨曦, 贾芹, 王珂, 尹群, 张健 申请人:江苏海事职业技术学院, 沈中祥