2025-04-08 · 华慧防火技术研究

船用材料耐火测试指南:FTP规则下的A、B、F级分隔测试

在国际海域航行的船舶,火灾是最致命的威胁之一。由于船舶空间封闭、逃生路径有限,一旦发生火灾,火势蔓延极快,后果不堪设想。

标准起源

在国际海域航行的船舶,火灾是最致命的威胁之一。由于船舶空间封闭、逃生路径有限,一旦发生火灾,火势蔓延极快,后果不堪设想。为此,国际海事组织(IMO)制定的《海上人命安全公约》(SOLAS)及《国际耐火试验程序应用规则》(FTP 规则)对船用材料的耐火性能提出了严苛要求。

2010FTP规则于2012年7月1日正式实施,它规范了SOLAS公约II-2章有关船用防火材料及耐火结构的试验与认可,规则除各部分的技术更新以外,将原来MSC.61(67)、MSC.101(73)及其所引用的分散的标准进行了整合,使船厂、设计单位、认可方、生产方、第三方型式试验机构有一个比较清晰与直观的理解。

其中,第三部分(Part 3)专门针对船用材料的 “A” 级、“B” 级和 “F” 级分隔的耐火性能,提出了严格的技术要求。FTP 规则第三部分的核心目标是规范船舶内部结构分隔的耐火性能,以确保火灾发生时能有效阻止火势蔓延,为人员疏散和灭火提供时间。该规则适用于各类船舶,包括高速船、货船、客船等,其要求覆盖舱壁、甲板、天花板、衬板、门窗、管路贯穿件等关键部件。

根据 2004 年通过的修正案(MSC.173 (79)),第三部分进一步细化了不同耐火等级的测试标准,并新增了高速船专用条款(第 10、11 部分),明确了阻燃材料与耐火分隔的试验方法。2010 年 FTP 规则的修订则强化了国际统一标准,要求所有船舶材料需通过 IMO 认可的测试机构认证,确保全球范围内的一致性。

分级体系及关键指标

FTP 规则第三部分明确了船舶结构中 “A”、“B”、“F” 级分隔的耐火性能要求。这些分级用于评估舱壁、甲板、天花板、门、窗等结构在火灾中的完整性、隔热性及抗火焰穿透能力。关键指标总结如下:

完整性:在标准耐火试验中,分隔应能阻止火焰和烟气穿透。

隔热性:背火面温度升高需控制在规定范围内(如 A-60 级要求平均温升≤140℃,单点温升≤180℃)。

测试时间:根据等级不同,测试时长从 0 分钟到 60 分钟不等(如 A-60 级需持续 60 分钟)。

A、B、F 级分隔的技术要求

1. A 级分隔

A 级分隔是船舶中耐火性能最高的结构,主要用于分隔高风险区域(如机器处所、燃油舱)与生活区。需通过1小时标准耐火试验,部分高风险区域(如机舱)可能要求延长至2小时(即H级),其核心要求包括:

材料与结构:主体为钢材或等效不燃材料,接缝需采用防火密封。

隔热性能:在标准耐火试验中,背火面平均温升不超过 139℃,单点最高温升不超过 180℃。根据耐火时间分为四个等级:

A-60:60 分钟(最高等级)

A-30:30 分钟

A-15:15 分钟

A-0:0 分钟(仅需防烟防焰)

完整性:在1小时试验结束时,应保持结构完整,且需阻止烟和火焰通过。

2. B 级分隔

B 级分隔主要用于低风险区域(如走廊、居住舱室),其耐火性能低于 A 级,但仍需满足基本防火要求:

材料:使用认可的不燃材料,允许表面装饰层为低播焰材料。

隔热性能:背火面平均温升不超过 139℃,单点最高温升不超过 225℃,分为两个等级:

B-15:15 分钟

B-0:0 分钟

完整性:在30min耐火试验中需阻止火焰和烟气穿透。

3. F 级分隔

F 级分隔:针对特殊舱室(如厨房排烟道),需通过 30 分钟耐火试验,重点考核抗火焰穿透能力。

样品尺寸

甲板:3040mm × 2400mm × 厚度

船舱:2500mm × 2440mm × 厚度

若实际应用中最大总体高度小于以上,则试样须为实际应用中最大高度。

试验方法

试验按照《IMO FTPC Part 3:A、B和F级分隔的耐火试验》规定的方法进行。该试验方法是基于ISO 834方法建立的,试验炉及试验程序均与ISO 834类似。用于测量炉温的热电偶应均匀地分布,以便能可靠地显示出试样周围的平均温度,试验开始时测量接点应在距试样表面100mm处,并在试验中始终与之保持50mm~150mm的距离。

标准耐火试验的采用的标准时间-温度曲线与ISO 834的升温曲线相同,由下式定义标准时间-温度曲线:

式中:T—平均炉温,℃;t—时间,min。

试验开始10min后的任何时间里,由任何一个热电偶测得的炉温与标准时间-温度曲线所对应的标准炉温不能偏差超过±100℃。

耐火等级要求

总结一下具体的指标和要求如下:

隔热性能:

“A”级分类要求:在各个等级的时限内,按照标准要求确定的非暴露面平均温度上升不得超过140℃,非暴露面的任何单独热电偶所记录的温度上升不得超过180℃。

“B”和“F”级分隔,包括“B”和“F”级门要求:在各个等级的时限内,按照标准要求确定的非暴露面平均温度上升不得超过140℃,非暴露面的任何单独热电偶所记录的温度上升不得超过225℃。

完整性要求:

所有“A”、“B”和“F”级分隔,包括“A”、“B”和“F”级门,在各等级的最低试验时限内,满足如下要求:

非暴露面不得有火焰;

棉毛垫不得燃着,即有焰或无焰燃烧;

间隙规不允许以标准规定的方式插入试样的任何开口中;

“A”、“B”和“F”级门,在规定的试验时限期间或之后,不要求能够开启或关闭。

结构芯温度:

对铝合金承重分隔产品,在相关等级的最低试验时限内的任何时刻,热电偶所获得的构芯平均温度上升不得超过其初始温度以上200℃。

其他要求:

“B”级连续天花板和衬板,按照IMO Part 3附录4进行;

“A”和“B”级构造的试样由不燃材料制成,但粘合剂、防潮层、贯穿系统中的密封材料、玻璃窗系统中的填充材料等允许例外。

总结

FTP 规则第三部分通过标准化的试验程序与分级制度,为船舶防火安全提供了技术基石。A、B、F 级分隔的合理应用,不仅是船舶设计与建造的核心要求,更是保障海上人命安全的关键。随着技术进步与规则更新,行业需持续关注新材料、新工艺的发展,确保船舶在复杂环境下的防火性能与时俱进。未来,IMO 可能进一步强化高速船与新能源船舶的防火标准,华慧检测作为专业实验室,我们始终以 “精准测试、专业服务” 为宗旨,通过全流程质量控制,助力船企打造符合国际规范的安全船舶。如需获取更多技术细节或测试服务,请联系我们哦。

原文首发于公众号「华慧防火技术研究」,查看原文

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