автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.04, диссертация на тему:Разработка технологии изоляции рефрижераторных трюмов заливочными пенопластами

п ь ид

НИКОЛАЕВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ КОРАБЛЕСТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ АДМИРАЛА С. О. МАКАРОВА

На правах рукописи Л И II И Н Валерии Григорьевич

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗОЛЯЦИИ РЕФРИЖЕРАТОРНЫХ ТРЮМОВ ЗАЛИВОЧНЫМИ ПЕНОПЛАСТАМИ

Специальность 05.08.04 — «Технология судостроения, судоремонта и организация судостроительного производства»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Николаев —

1993

Работа выполнена на кафедре технологии судостроения Николаевского ордера Трудового Красного Знамени кораблестроительного института имени адмирала С.0.Макарова

- доктор технических наук, профессор РАШКОВСКИЙ A.C.

- доктор технических наук, профессор МИЛЬТО A.A.

- кандидат технических наук РАДИН В."'.

- ПО "Судостроительный завод" ■ им.61-к-ммунара

Защита диссертации состояится ^^ /j О час.

за заседании Специализированного Совета Д.СС ;'.04.01 при Николаев-скок ордена Трудового Красного'Знамени кораблестроительном институте имени адмирала С.^.Макарова по адресу: 327025, г.Николаев, проспект Героев Сталинграда, 9, НКИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке .^статута. ' Автореферат разослан " " • 1993 г.

УЧЕНЫЙ CEHFETAFb

Специализированного Совета КВАСЯЩИЙ В.4.

доктор технических наук, профессор

Научный руководитель Официальные оппоненты

Ведущее предприятие

. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРНАТ1ИА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Рост промысла рыбы и международной тср-говли вызывает увеличение выпуска судов, которое при острой нехватке рабочей силы происходит, в основной, за счет повышения уровня технологии и организации производства. Сг"<зственным тормозом в постройке судов являются достроечные работы и один из наиболее трудоемких видов этих работ - изоляционные, составляющие 5...8$ общей трудоемкости постройки судна. Изоляция снижает тепловые потери через наружные поверхности корпуса судна и в рефрижераторных тромах занимает значительные физические объемы, достигая по толщине 0,25... 0,3м, а ее монтаж^производится длительное гремя с использованием малопроизводительного, ручного труда, поэтому теплоизоляционные работы являются в настоящее время одним из узких мест в судостроении.

Разработка новых прогрессивных технологических решений,принципиально отличающихся от традиционно применяемых и позволяющих значительно снизить трудоемкость и повысить качество изоляции, является актуальной задачей при постройке судов.

Целью диссертационной работы является разработка и внедрение принципиально- новой технологии производства теплоизоляционных работ, обеспечивающей снижение трудоемкости и повышение их качества.

В соответствии с поставленной цель» основными задачами диссертационной работы являгзтся:

1. Изследование по подбору технологичного материала и совершенствование его свойств для удовлетворения требований судсстрсе*-ния.

2. Теоретическое исследование влияния наполнителей на эксплуатационное увлажнение изоляционных заливочных пенспластов.

3. Исследование свойств заливочных пенопластов методами физического моделирования.

4. Исследование параметров технологического процесса получения изоляционного слоя.

5. Разработка прошиленной технологии монтажа изоляционного слоя механизированным способом.

6. Шедрение разработанной технологии в судостроительное производство.

Научная нов;;зга ¿'иссертационной дебеты заключается в ся&-дуюцеи: f

1. Научно обоснован выбор иинеральных наполнителей, злат-телько си:иадш;*.х алажноотные показатели заливочного пенопласт.

2. Разработана 1гатематическая модель, оппсывся^ая зависимость теплового погокч от штаг ее од ерл они я и толщины изоляции.

3. В результатэ комплексного исследования параметров вспенивания разработана пр ^рессивная тбхнология изоляцнк рефрвде-раторных тронов заливочными пенопласт „«и.

Практическая ценность роботы заключается:

1. В разработка ¡той заливочной композиции для получения пенопласта (А.с.К;568Г>1).

2. В создании СТП -5,,51-550-SO "Изделия теплоизоляционные из пенопласта £енозол".

3. В ироицнл^нной тегглош: изоляцш рефрижераторная тропов г.сл'-гяощ-к.'и пс-ксалзстами (Л.с..>.'¿93823).

Аггооба;ц;я рабtОсновные результаты работы доклчдозались . на сс»:нарах: "Леьч'пласты, их свойства к лри«ененне".Л£ИИНград, 7£'ПП,1975, к "Технология :: применение изделий из вспененных пластмасс" I.!cci:ni, B.CfiX, 19>j; па научно-технических хчхфереищ-вс ЬКЯ в 1У?5-В?9,1982,1988 годах.

Публикации. Пс те1:з диссертации опубликовано 6 печатных работ и получено 2 актерских свидетельства на изобретения.

Сбъдч работы. ¿'иссертах^юнная работа состоит из введения, пяти глав, заключения,, списка использованной литералы, вклэчаа-цг 2 315 наименований и приложения. Она изложена па 148 страницах основного текста, содержит 26 рисунков и 17 таблиц.

■ СОДЕРЖАНИЕ РЛШШ. •

Во зеолении обсспошвается актуальность работы, дается описание цели и задач исследования и применяемых ¿¡етодеор. такхо ад-нсстгых на ззциту результатов, определяющих научную новизну работа.

В Первой главе произведен обзор применяемых в настоящее время йзовяционша материалов и технолог™ их монтажа l реф^юсератср-ныэс Tpjitex. Показано, что в последнее время дострсенсму виду производства, явяяйщеиуся узким тестой в общей продоляителыхста постройки судов, уделяется определеннее внимание. Значительный вклад В |еаенна теоретических и практических вопросов достроечных работ » судостроении внесли И.Я.Каменецкий, В.С.Кудрец, Н,Л.£укьянов,А.А Мяльто, B.C.Михайлов, И.В.Ордов, О.И.РауаС А.С.Рааковский.В.В.Ца-рвянжоа и др. Многие научные работы внедрены в судостроительное Производство, однако вопросы механизации теплоизоляционных работ щ рааени еще Ь полной, мере, .

На базе анализа отечественных и зарубежных работ показано,чть Главный общим недостатком» применяемых в настоящее время ролекки-стых и шкточнше изоляционных материалов является их низкая технологичность. Технические требования к монтату судовой теплоизоляции изложены в ОСТ 5.9138-73. В рефрижераторное трюмах применяется следящие виды теплоиэоляфокных конструкций: В-П, П-Н, BT-II, Как войлочному, так и плиточному типам изоляции присущи сдедую:циз основные недостатки: необходимость подгонки плит и деталей изоляции so месту: наличке больвого количества шпилек при монтаае ьойлочней изоляции;' монтаж теплоизоляции производится малопроизводительным ручных труд0"»

Пенопласты заливочного типа по сравнению с волокнистыми и дгитечкым:* материалам шгеют следующие преикуцес: ^: процесс их йакЕСЗНИЯ на изолируемые поверхности модно механизировать; не нуждается в дополнительной обработке; не требуг.т крепления к изолируемся поверхности.

С учетом вшгшдошого анализа я обобщения отечественных и за-рубеавых источников определены цель работы и основные задачи исследований.

Во второй главе приведены кс&ледсвания по совершенствования MMSS^r-a ¡вгиоплавгй для снижения гигроскопичности. В эксплуатационные условиях изоляционные материалы в различной степени под-жерсены увлажнению. Увлажнение изоляции происходит со стороны судового помещения в основном вследствие поглощения парообразной влаги »» «задуиной среды - сорбции. Увлажнение изелвдш увеличи-вэет хоэДОпдеит теплоотдачи изоляфонной конструкции м нагрузку

на холодильное оборуцовлняе, и приводит к преждевременному раз-рувеки» изоляции. Заливочные фгнолофорулльдегкдкые пеноа^.сты обладают исв-зенной гигроскопичное; тьв вследствие .'Преобладаг'ия сткрытспористсй структуры, поэтому одной из задач работы являлось уменьшение гигроскопичности пенопласта.

В настоящее в роя существует три основных способа модифи-ка:""! понопластов. Г:эрвый - тдкфг.'сация исхедной смолы в про- -цессе синтеза, сснонанкая на изменении ¡;е химичес.'Ол структуры. Второй - состоит в сов' четной полимеризации факельных,кремнкй-сггагаческих и эпоксидных смол. Трети способ основан на введении в состав полимерной композиции наполнителей. В литературе отмечается, что спо - химической модификации и. совместной полимерна ацйи приводят h сильному удорожания пенопластов, поэтому бил принят третий способ модификации пенопластов» Введение в полимерную композицию наш и: кителей дает возможность не 'слько це-> лекадразленно изменить свойства, но также снижать стоимость и экономить ресурсы полимерного сырья.

Проведенные исследование' ю подбс_ _ наполнителей показали целесообразность добавки-в полимерную композиций в качестве наполнителей недороги* и недифицитных минеральных веществ: золошлако-вой .'«ухи "ГЭС в сочетании с гидрокисью кальция. Золошлаковая мука 15С является продукгон сгорания угля в котлах электростанций и находится " больших количествах в золоотвалах.

Решение задачи отыскания ошичального соотношения компонентов с цель» енкгекин гигроскопичности из-за сложности процессов протеха^п^х при вспенивании теоретическим путем весьма затруднительно, поэтому задача решалась экспериментально при ктаолном злании механизма процесса. При оптимизации состава долк^рной ::смлозкции для сокращения числа опытов использована магематиче-ci. л теория планирования экспериментов. Ц результате эксгеримен-тсв получека математическая модель зависимости гигроскопичности пенопласта от количества наполнителей в виде уравнения регрессии

У ® 25,52~i,67Xr0,57X3 . где X, и Х2 - массовое содеряагае золоояака ТЭС к Са(0Н)2, коэффициент парного взаимодействия оказался незначки. Поиск оптимального количества гдпелнитйдей осуществлен методом крутого зосхевдедая.

Состав полученной полимерной композиции, % по массе

олигомер 5PB-IA - 59,8

катализатор ВАГ-3 - 15 золсаяак TOC -22

Са (ОН)г - 3,2

Пенопласт :-;а основе данной композиции пол—ш наименование $ено-зол. Полученный состав полимерной композиции защищен авторе кии свидетельством УЬ 556S54 при творческом участли автора диссертационной работы.

В третьей главе теоретически исследовано влияние наполнителей на эксплуатационное увлажнение ."чливочной иеоляцин рефрижераторных трюмов. Рассмотрена судовая однослойная теплоизоляция из заливочного пенопласта типа &РП-1, являвшегося капиллярно-порис-. тип телом, схематично изображенная на pic Л.

В общем случае процессы тепло. проводности и уачаченения капиллярно-пористого тела описывсдт-. ся системой уравнений Gnp|ç-=diy(lmgnidii;+ Sdiv (igrcd t) ц j

cp -|Udiv(jigrœJtb er ш

с сосгветствущими начальными 1-граничнкми условиями.

В приведенной системе уравнений и и 1 - влагосодержание Рис.1. Схема однослойной и теиПерат7ра;

изоляции С„, и С - влаго- и теплоемко&ть

тела;

Я,,, и Я - коэффициенты злато- и теплопроводности; б - - термоградиентный коэффициент; £ - критерий испарения; г ~ удельная теплота парообразования; ^ - плотность сухого гела; - время уЕлак-нения.

Для оценки одновременности протекания процессов тепло- и вла-гопереноса используется критерий ^ _ ат ,

X» я и~ а

где "с^у' а в с"]р* - коэффициенты пстенциалог.ереноса в процессах влаго- и теплопроводности.

Дня пенспдастов тида. 2РП величина критерия Lu ссстаааяет (0,С2...1)'1^, что значительно больше длительнее^ увлажнения и ейзеояяет принять

3t

Принимаем допущение об одномерности процессов влато-и теплопроводное«: ! .

зу iz u • ay as и отсутствии фазовых п|/ рацешй, то-есть происходит диффузия пара воздуха к поэтрцу £ в о .

. С учетом допущений система уравнений CD принимает вед

I^fx (*« "W") С2)

AM»-' •

Начальные и граничные условия:

' Ulw »0 ■

&U ; ftu«.-0». (3)

tlcc^.tipi ; tj я-i« «t^j

Пр?веденная форма граничных условий допустима для значений критериев

а - <*«* и ft ct бю .

.rim " Л- X ' ' проЕызащих Ю.

Дня более общего списания процессов введены относительные значения координаты 5е®- и свойств материалов. Вследствие.переменности коэффициентов в системе уравнений (2) ее решение целесообразно выполнить численным методом. Первое уравнение ревается '■. разностным методом на равномерной сетке с иагом h . Для лучшей аппроксимации граничных условий разностная сетка на у- перевивает расчетнуо область (рис.1). Процесс во времени рассматривается с шагом , так что fj = j-t

Используя разностные аналоги производных ац _ui-utn- . и*-щТн ' .

зсс " h ' ~ At

dt_. П-it-i ax n

систему (2) и граничные условия (3) приведем к двум системам линейных уравнений с переменными коэффициентами:

и, -и2=о

А^ц-Вц^+СЦ^,«*!. ; 1=2,.... п-1 ип+ипм =2 игр

а^^-О^+Сиьц =0

где

Ч1=—2—^» —2-- • + •

Реаенке системы (4) выполнено методом простой итерации.

Рассдатртвая последовательно все шаги по I и все моменты времени, определяем поля влагосодертания и= 1 (Т.х) и температура > что позволяет также вычислить тепловой поток через теплоизоляции

и. ч-Ш\

3 ° 2 п •

Исследование влияния наполнителей на увлажнение теплоизоляции судовых рефрижераторных трэмов выполнено в диапазонах параметров; характерных для условий эксплуатации:

- толщина тепаоизолящг! С?ю => С,С5...С,3м;

- температура наружной поверхности Т, «300...310 К;

- температура внутренней поверхности Т2 =230...270 К;

- граничное влагосодервакке игр =0,001...0,05 кг/кг. Влияние температуры и влажности учитывалось по обобщенным зависимостям : ■

л(о,0 « Лфехр (А1г+ 51+с) и , ^(цО-о.-31*- -

Зр

и - и . тг)[ Ь0,аг2гх-295)ехр 2,8 (1 -

где А,В,С - экспергменташще коэффициенты; I = Т - 273;

и= ("й" - изотерма сорбции пенопласта при ^ 293 К;

ин - максимальное вяагосодерхание ягри данных температуре к давлении.

Значения влагосоцержания по толсрне теплоизоляции в зависимости от времени определены при Т( =23ьК; Т2 = ЗОО К; 5 ил =0,15«; игр -0,01 кг/кг (рж.2,а), Из приеденных даннас следует, что процесс увлажнения нес^ацюнарен.

Влияние толщины теплоизоляции на изменение Елатос^ергакия на наружной поверхности ( X =0) исследовано при значениях. Т, =230. К; Т2 =ЗС0 К; игр =0,05 кг/кг; (рис.2,б). Увеличение тслцины тепле..золадш от 0,05 до 0,3м "величиеает время до

й а 0,5 е 38...40 раз, а до й = I примерно в 50 раз

Рис.2,а. Поле относительного Рис.2,6. Поле относительного вдагосодеряания судовой влагосодержания при ж « О

изоляции

Увлажнение теплоизоляции приводит к увеличенш) теплопритоков в ре$рикера?орный трам. Среднее за время увлажнения относительное увеличение теплового потока

Тувл _

¿.„•г 1«Ы:<я.

9ер I

где

* <Зсчх

я я Ш

текущее и максимальное значения относительного теплового потока. Выполненная оценка показала,- что в за виси моста от толщины теплоизоляции значения дср составляют С,853.».0.836. Влияние наполнителей на процесс эксплуатационного увладаекия исследовалось путем сравнения длительности увлажнения изоляции пеиопластама 5РЛ-1 и Зенозол в рассматриваемой диапазоне параметров. Полученкыо результаты представлены в виде:

где Т"иос и ^д - время полного увлажнения ис- едкого и наполненного пеколластоз (рис.3).

В результате теоретического исследования процесса увлажнения теплоизоляции рефрижераторных трюмов заливочными пенопяастами:

1.Разработана математическая модель процесса увлажнения теплоизоляционных заливочных пенооластрэ з -рефрижераторных трюмах, учитывавшая зависимость коэффициентов тепло- и влагопереноса от параметров, которая реализована на ЭВМ ЕС-ГОЗЗ.

2. На базе математической модели сп-Ир^г ределены поля температур! и влагосодер-

жания в судовой теплоизоляции и показано, что увеличнние потерь тесла за счет Рис.3. Влияние напол- увлажнения теплоизолягрш мотет достигать нителей на продолжи- - 25^ в зависимости от граничного влаго-тельнос.* узяавнения содержания, теплоизоляции

3. Введение наполнителей увеличивает время до полного увлад-нения теплоизоляции на 8.. .42% в зависимости от толщины изоляции и граничного влагосодержания.

В четвертой главе экспериментально исследованы еледушцие физико-механические свойства заливочных пенопластов Ш1-1 я Фенозол: зависимость коэффициента,, теплопроводности заливочных пенопластов от кажущейся плотности и весовой влажности; прочность при сжатии, огнестойкость и санитарно-гигиенические свойства.

Методика испытаний заливочных фенсльных пенопластов имеет некоторые особенности, поскольку ячейки данного типа пенопластов имеют преимущественно вытянутую в направлении вспенивания форму, то для них характерна- анизотропия свойств. Кроме того,степень отверждения фенольных пенопластов с течением времени повыоается,поэтому перед испытаниями образца следует ввдеркать в течение 3...4 нед. С учетом этих особенностей сформулированы общие требования к методам испытаний пенопластов. Оценка точности результатов измерений производилась сгатистическим методом.

Шага, проникающая в материал, оказывает воздействие на различные свойства,поэтому были экспериментально изучены следующие вяажностные свойства пенопластов ФРП-1 и Фенозол: сорбционная влажность, паропроницаемость, водо- и влагопоглсщение.а также козффи--•°нт диффузии влаги. Определение сорбционной влажности производилось эксикаторным методом. Изотермы сорбции приведены на рис. 4.

их

Результаты экспериментальных исследований показали,что введение минеральных наполнителей снижает влажностные показатели пенопласта почти в 2 раза. Снижение влажностных характеристик при наполнении происходит вследствие увеличения поверхности контакта высоксдисперсных гвдрофобных наполнителей с влагой.

Осноадй' тепловой характеристикой изоляции явдцриья коэффициент теплопроводности. Исследавшие коэффициента теплопроводности проводилось методом стационарного теплового режима на X - приборе конструкции Института технической теплофизики Ш УССР. Испытания увлажненных образцов (до при тем-

пературе воздуха 20°С показали,что увеличение коэффициента теплопроводности пропорцво-

■и

о 20 « 60 ао <ю Рис.4. Изотермы оороции пеноплас-

наш» степени увлажнения и происходит по закону насыщения (рис.5). Увеличение теплопроводности связано с тем, что вода, проникая в поры материала, имеет теплопроводность на передок выше «чем вытесняемый ео воздух.

Одной из причин авар-'й на морских судах являатся пожары. В соответствии с правилами Регистра СССР все судостроительные материалы подразделяются на негорочие и горючие, фенольные пенопласта относятся к горочим материалам и испытвавтся по "Методике испытаний судостроительных материалов на распространение пламени".

, Горючие материалы подразделяйте я на материалы с быстрым и медленным распространением пламени. Проведенные сравнительные испытания показали,что индекс распространения пламени у пенопластов ФРП-1 и и Фенозол соответственн' ссставляпт 3=20 и 3 = 0. Поскольку Регистр СССР в рефтрю-мах допускает применение горзчих матери-| ^ алов с медленным распространением пламе-

о го еа ео ни, то пеноплест 2енозсд в еще большей'

Рис.5. Зависимость ко- степени чем пенопласт 5РП-1 удовлетворя-эффициента теплопровод- ет этимтребованиям. кости пенопластов от Одними из основных требований Регист-

степени увлажнения: ра СССР к пенопластам является отеутст-I- ФРП-1; Фенозол вне токсичности для сохранения перевозимы« в рефтромах грузов.

Испытания показали, что данные минеральные наполнители способствует снижения токсичности до следовых количеств. Снижение горзчести и токсичности происходит за счет уменьшения доли слигомера в составе полимерной композиции. .

Основным видом напряженного состояния при» рабом теслоизоля-цисхнньрс материалов на судах является сжатие. Экспериментально найдено, что прочность при 1^-ном сжатии у наполненного пенопласта на б...^ ВШИ. ■

Нахи' образом,добавка данных минеральных наполнителей способствует уяучзеиш эксплуатэдюнньк свойств пенопласта.

В пятой главе разработаны основы технологии изоляхдш рефрижераторных трюмов заливочными фекальными пенс пластами.

Получение качественного изоляционного слоя возможно только при знании закономерностей ценообразования и умении, регулировать технологический процесс его получения. По теории пенообразования имеются публикации, но теоретических основ получения фенолоформаль-дегидных пенопластов пока нет. Ка основе теории образования зародышей новой фазы в ге-эрогенных системах разработанной З.К.Ламером и обобщения литературных данных представляется, что образование фенолоформальдегидных пенопластов по аналогии с пенополиуретанами происходит в несколько стадий.

В первый (индукционный) период при взаимодействии газообразо-вателя (тонкодисперсного порошка алюминия) с кислотным катализатором в кадкув композицию начинает выделяться газ. При концентрации газа в реакционной смеси, превышающей равновесную концентрации насыщения начинается зароздение газовой фазы.

Второй период (гелесбразования) характеризуется резким повышением температуры и кратности г,_,щ и может рассматриваться как основной. Продолжительность периода гелеобразования оказывает большое влияние на структуру и свойства пенопластов. При высокой скорости процесса происходит быстрая фиксация ячеистой структуры, что обусловливает получение материалов с равномерной мелкопористой структурой и высокими физико-механическими показателями. Замедле-.^¡е процесса гелеобразования приводит к глубоким изменениям структуры пены, вследствие ее диффузионного расширения. Скорость поли-коцценсации в значительной степени зависит от многих параметров: температуры и давления, доли тепла идущего на процесс разл-ояения газсобразователя, поверхностного натяжения, вязкости,концентрации газа и агрегативной устойчивости пены.

Завершающий перюд характеризуется незначительны*-; ростом пены вследствие расширения газа в ячейках при достижении максимального экзотермического эффекта в процессе стверадения смолы.После прекращения ввдекения газа устанавливается равновесная концентрация насыщения композиции. С этого момента рост пузырьков идет за счет диффузии газа иэ меньших в большие. После этого пузырьки газа теряют свободу перемещения* ./превращаясь преимущественно в полиэдрические ячейки разделенные тонкими стенками отвергающейся смолы.

Разработка рациональной технологии получения изоляционного п.: г. -; заливными пенопластами требует изучения влияния на процесс

п'енообразования совокупности кинетических, температурных и технологических параметров. Для исследования параметров вспенивания была создана экспериментальная установка. Определение оптимального значения изучаемого пара, гра производилась по оценка однородности макроструктуры пенопласта. Критерием оценки вспенивающей способности полимерной композиции служит кратность вспенивания, определяемая отношением объема пенопласта к объему жидкой композиции. Кратность вспенивания возрастает с повышением температуры композиции (рис.6).

Экспериментально выявлено, что наиболее равномерная структура пенопласта получается при кратности вспенивания К - 25.

Кинетическим параметром является индукционный период вспенивания. На индукционный период значительное влияние оказывает начальная температура полимерной композиции (рис.6). Температуру композиции следует выбирать такой, чтобы индукционный период превышал время перемешивания компонентов. Оптимальным является индук-цнсго^й период в пределах 2 мин.

На кинетику вспенивания ;реша-ющее влияние оказываат температурные параметры. Так при низких температурах вследствие замедления процесса газовыделения, скорость образования зародьпей назовой фазы будет мала по сравнение со скорость» их роста,что приводит к неоднородности ячеистой структуры пенопласта. При высокой температуре компонентов скорость образования зарс-дшей новой фазы и их рост будут одинаковы, что приводит к образованию относительно крупных ячеек« Оптимальной температурой композиции можно считать 25°С, поскольку в этом случае обеспечивается синхронность процессов вспенивания и отверждения с образованием однородной мелкопористой структуры.

Важных параметром является температура окружающей среды, а поскольку удовлетворительнее вспенивание происходит при темпера-

Рис.б. Зависимость кратности вспенивания (К) и . времени индукции () от температуры гшюзиции I- 5РП-1; 2- «еяозся

рах вше 15сС, то при низких температурах необхсдим предварительный подогрев изолируемых участков судовых конструкций для компенсации теплопотерь в полимерной композищк. Поскольку теплоизоляционные работы производятся круглогодично , возникла, необходимость выбрать эффективный способ нагрева. Нагрев металла осуществляется в основном двумя методами: теплообменом или теплогенерацкей. Нагрев теплогенерацкей осуществляется быстрей чем теплообменом из-за меньших потерь тепла конвекцией и излучением. При электроконтактном нагреве сложно в условиях стрсяцегося судна осуществить надежный контакт с .оталлом. При териоиадухционном нагреве не требуется контактных устройств и его легче осуществить в условиях строящкхся судов, поэтому для решения данной задачи был выбран иедукционный метод нагрева. Специфика составленной задачи вдова* ла необходимость проектирования термоивдукционного нагревателя, Спроектированный нагреватель на токе промыпленной частоты не требует высокочастотного генератора В качестве источника пита)«« можно использовать стандартный сварочный трансформатор. Скорость нагрева 25°/мин. удовлетворяет данный техпроцесс.

Исследование закономерностей ценообразования фенолоформальдегидных заливочных пенопластсв на опытном отсеке позволило разработать технологи» получения изоляционного слоя механизированным способом на строящихся судах. Сформулированы общие технические требования и приведен техпроцесс монтажа теплоизолящи, который при положительных температурах окружающей среды включает следующие операции: а-эдготовку полимерных «компонентов; и < дозировку; смешение и подачу компсзизш в изолируемое пространство, образованное пс-ясАми зашивки высотой 120С-150С мм. 0слв скончания изоляции нижнего поя-/^/моктируется следующий пояс ж операции заливки повторяется вплоть до пед-волока судеього помецвнкя.

Рис.7. Схема изоляционной установки

I- борт; 2-нагреватель;

3- заливочная гамака;

4- залквочная масздаа;

5- механизм передвижения •'• •

При отрицательных температурах окружающей среды необходим подогрев изолируемого участка судовой конструкции до температуры 30сС для компенсации тепловых потерь полимерной композиции в окружающую среду,, Изоляция лр • этом монет осуществляться с помощью специальной установки (рис.7). Изоляцюнная установка раз- • метается' в судовом трале вблизи изолируемой поверхности (борта или переборки). Формующая опалубка подводится к набору,образуя замкнутый объем. Производится нагрев изолируемого участка индуктором, смонтированным в формуздей опалубке. После нагрева индуктор убирается в опалубку и производится заливка композиции, которая вспенивается с'образованием изоляционного слоя. После этого опалубка передвигается выше и процесс заливки повторяется вплоть до подволока судового помещения. А.сЛ"= 698833.

Практика изоляции заливкой при низких температурах окруаса-вцеЯ среды показала, что наиболее простым способом подогрева изолируемых участков судовых конструкций является нагрев горячим ^оздухом заводской магистрали.

Разработанная' принципиально новая технология теплоизоляционных работ позволяет механизировать монтаж теплоизоляционного слоя, исключив при ото« операции по'механической обработке изоляционного материала и крепления к изолируемой поверхности,сократить длительность и трудоемкость работ л обеспечивает практически безотходную технологию производства работ дат.е при отрицательных температурах окружа^ей среды.

Результаты исследований диссертационной работы использованы в отчетах г.о хоздоговорным темам, СТП и в Украинском научно-исследовательском институте технологии судостроения при разработке промышленной технологи:: монтажа изоляции заливочными г.енопластами, внедренной в судостроительном заводе на,'.61 коммунара при постройке серии рефрижераторных судов с годовым экономическим эффектом 50 тыс.руб.

оСН^ШЫЕ ШЗЦПУ

Проведенные в диссертационной работе исследования и полученные результаты позволяет сделать следуйте основные выводы :

I. 3 результате проведенного анализа обоснована возможность применения заливочных композиций для• механизации изоляционных работ.

2. Научно обоснован выбор минеральных наполнителей,снижающих влажностные показатели заливочного пенопласта на 51%.

Введение минеральных наполнителей способствует снижению индекса распространения пламени с 20 до 5, токсичности на 20$ и стоимости на 25%. Возрастание коэффициента теплопроводности при увлажнении происходит по закону насыщения. Увеличение прочности при сжатии с возрастанием кажущейся плотности пенопластов происходит по линвйноцу закону.

3. Разработана математическая модель увлаздения изоляции,на базе которой показано, что увеличение тепловых потерь за счет увлажнения может достигать 25%.

4. Экспериментально определены параметры вспени^вания фенол ькых пенопластов. Оптимальная структура пенопластов получается при кратности вспенивания 25, вязкости смолы 5.I03 мПа.с,времени индукции 2 мин., температурах полимерной композиции и нагрева изолируемой конструкции соответственно 25°С и 30°С.

5. Разработан принципиально новый технологический процесс, позволяющий механизировать и снизить трудоемкость и продолжительность изоляционных ри5от.

6. Разработанной технологический, процесс монтажа изоляции заливочными пеноплалтами внедрен в ПО "Судостроительный завод им. 61 Комцунара " и с годовым экономическим эффектом 90 тыс.руб. Доля творческого участия автора в выполненных разработках составляет 25$, что соответствует экономическому эффекту в сумме 22,5 тыс.руб.

Основное содерюшие диссертации опубликовано в следующих работах: ,

¡Ливии В .Г., Рашковский A.C. О применена .* заливочных и напыляемых пенопластов для изоляции ездовых помещений //Технология судостроением сварочного производства: Сб.науч-ных тр.,- Николаев, НКИ, I9fl6i/-C.I5-I8.

2. 1 и я я н В.Г. Физические свойства наполненного фежшяо-го пенопласта 4РП-1 //Технология судостроения и сварочного производства: Сб.научн.тр* - Николаев,НКИ, 1977,- С.24-27.

3. Гаврилова Р.И. .Микшер A.M., Л и п и н В.Г. Исследование влажности свойств тег яокзолядаонных материалов типа ФРГд //Технология судостроения и сва-ючного производства: Сб.научн. тр.'- Николаев, НКИ, 1977. - С.27-3J:.

4. A.C. ff 566854 СССР. Композиция для получения пенопласта /А.С.Рашковский, А.Д.Ковтун, В.Г.Яипин, I Н.Руденко и др.(СССР). - Опубл.30,07.77. Билл.№ 28.

5. A.C. № 698833. Способ изоляции судовых помещений /В.Г.Липин, А.С.Рааковский. -0яубл.25.11.79. Бюлл.№ 43.

6. Л и п и н В.Г. Об одном способе нанесения судовой теплоизоляции //Технологая судостроения и. сварочного производства: Сб. научн.тр. - Николаев, НКИ, 1979. - С.48-50.

7. Л и а и н В.Г. Экспериментальные исследования параметров

вспенивания заливочных пенопластов //Технология судостроения и сварочного производства: Сб.научн.тр.- Николаев, НКИ, 1985. -С.20-

23.

а. Л и п и н В.Г., Ткач М.Р. Оценка влияния модифицирующие добавок на время увлаянения пенопластов типа ФРП //Прогрессивная технология судостроения и сварочного производства: Сб. научн. тр.- Николаев, НКИ, 1988. - С.16*21.