Определение эффективности огнебиозащиты судостроительной фанеры
29 декабрь 2016, 04:34

Фанера клееная обычная и специального назначения (бакелизированная, декоративная, ламинированная, авиационная, плиты фанерные) достаточно широко используется в отечественном судостроении. Чаще она применяется в качестве отделочного материала в судовых помещениях, реже — как конструкционный. Различные виды этого древесного композита поставляются судостроению предприятиями лесной промышленности.

Ввод в действие Международной конвенции по охране человеческой жизни на море (СОЛАС-74/78) и соответствующих положений «Правил классификации и постройки морских судов» Регистра СССР (1985 г.) привел к сокращению количества элементов из фанеры в судовых помещениях по причине отсутствия такого качества, как огнезащита у этого материала и необходимости учитывать его количество при обязательном расчете удельной горючей нагрузки в большинстве категорий судовых помещений (требования Регистра СССР).

Все виды отечественной фанеры, поставляемые судостроению, оказались горючими с быстрым распространением пламени по поверхности. Попытки произвести огнезащиту фанеры в 70-е годы оказались безуспешными — пропитанная фанера быстро распространяла пламя по поверхности. Кроме того, в действие вступил ряд советских национальных стандартов с особыми техническими условиями к изделиям, предназначенным для эксплуатации в районах с тропическим климатом, в частности, в отношении грибоустойчивости. Из отечественных видов фанеры, поставляемых для судостроения, требованиям по грибоустойчивости отвечает, например, бакелизированная фанера.

Значительный опыт применения специальных видов фанеры в судостроении накоплен в Финляндии. Это было наглядно продемонстрировано, например, на международной выставке «Судотехнкка-86», проходившей в Ленинграде.

Достижения финских производителей фанерной продукции известны во всем мире. В Финляндии целый ряд предприятий занимается выпуском судостроительной фанеры. Наряду с известной фирмой «Раума—Репола», специализирующейся на поставке биостойкой фанеры марки «варкаус-шип-слай», в мировой практике судостроения хорошо зарекомендовала себя продукция фирмы «Шоман». Только для целей судостроения ею ежегодно выпускается до десятка марок фанеры с различными свойствами общим объемом до 10 тыс м3. В 70—80-е годы фанера фирмы «Шоман» использовалась при постройке 2500 судов. Одним из важнейших достижений этой фирмы является освоение выпуска соединенных друг с другом плит. Самые крупные из них имеют размеры 12,8X2,8 м. Крупногабаритные плиты изготавливаются методом косого сращивания из плит стандартного размера, которые склеиваются атмосферо- и влагостойким клеем на основе фенольных смол.

После проведения в Ленинграде в январе 1988 г. финско-советского симпоизума на тему «Применение специальных видов фанеры и фанерных конструкций в судостроительной промышленности» фирма «Шоман» предложила использовать ее фанеру при постройке судов на советских верфях. Помимо технических и технологических достоинств специалистами фирмы подчеркивались высокие качества финской фанеры в отношении био- и огнезащиты. В частности, обращалось внимание на обеспечение защищенности от воздействия биологических агентов (грибов, бактерий, насекомых, моллюсков, ракообразных) и особенно от возникновения и распространения гниения материала. Это достигалось в процессе изготовления фанерной продукции путем использования специальных технологий антисептической пропитки.

Наличие огнезащищенности у фанеры фирмы «Шоман» объяснялось ее разработчиками следующими факторами. Основа плит состоит из тонких слоев древесного шпона, склеенного фенольными смолами под прессованием и имеет очень плотную структуру. При воздействии источника зажигания или возникновения очага пожара фанерная плита не загорается, так как на ее поверхности образуется тонкий угольный слой, замедляющий распространение огня в глубь материала. Кроме того, судостроительные виды фанеры, имея базовые плиты из березового или хвойного шпона, комбинированные (комби-фанера) или смешанные (твин-фанера), облицовываются с наружной поверхности тонкими покрытиями из пластмасс, стеклопластика, стекловолокна или алюминиевого сплава.

Представленная на симпозиуме документация с результатами испытаний пожароопасных свойств, проведенных пожарной технологической лабораторией Государственного технического научно-исследовательского центра Финляндии, содержала характеристики воспламеняемости материала. Фанера фирмы «Шоман» оценивалась по международной методике стандарта ИСО 3795 для определения воспламеняемости горючих материалов в салонах и кабинах транспортных средств, а также по методике стандарта ФРГ ДИН4102 для определения воспламеняемости горючих строительных материалов.

Однако фанера не подвергалась оценке по первостепенному критерию пожарной опасности материалов — горючести. Поэтому было решено экспериментальным путем с использованием стандартных методов, принятых в судостроении СССР, оценить горючесть финской фанеры по требованиям пожарной охраны для строящихся и ремонтируемых судов, а также по требованиям Регистра СССР для судов, находящихся в эксплуатации. Одновременно оценивалась эффективность биозащиты фанеры по методу, предусмотренному советским стандартом.

Для контроля эффективности огне- и биозащиты по требованиям отечественного судостроения фирмой «Шоман» были представлены образцы и техническая документация на следующие восемь видов фанеры: «висакон»— для рефрижераторных трюмов и провизионных судовых кладовых, «внеа-форм» — для зашивки полов грузовых трюмов, «висафлор»— для автомобильных палуб и твиндечных палуб в трюмах, «висаплай-грэйтинг» — для полов рефрижераторных трюмов, «висаплай-лайнинг» — для зашивки и полов грузовых трюмов, холодильных и производственных помещений, «виса-алу»— для зашивки охлаждаемых помещений и трюмов, «виса-дек»—для элементов автомобильных палуб и настилов в трюмах, «виса-наутик» — для отделки и оборудования помещений. Их краткие характеристики приведены ниже.

«Висакон» — специальная фанера со стеклопластиковым покрытием. Основой служит березовая или комбинированная фанера повышенной водостойкости из шпона толщиной 1,5 мм. Поверхностная плотность стеклопластикового покрытия на лицевой . стороне — 800 г/м2. Материал соответствует требованиям одориметрии, то есть не имеет неприятных запахов, не придает привкуса при контакте с пищевыми продуктами. Кромки плит защищены от проникновения влаги акриловой смолой. «Висакон» обладает низкой скоростью распространения горения по поверхности при воздействии источником зажигания по методике стандарта ИСО 3795, а также является трудновошламеняющимея материалом при испытании по стандарту ДИН 4102.

Фанера «висаформ» имеет резольное (бакелитовое) покрытие с удельной массой г/м2. Основа ее — также березовая или комбинированная фанера повышенной водостойкости, шпон толщиной 1,5 мм. Гладкая и плотная пластмассовая поверхность этой фанеры хорошо выдерживает воздействие наиболее распространенных химикалиев, не дает постороннего запаха и привкуса при контакте с продуктами. В соответствии со стандартом ДИН 4102 она характеризуется как трудновоспламеняющаяся.

Фанера «висафлор» получена на основе березовой фанеры с плотностью 730 кг/м3 и влажностью 23±4%- Шпон толщиной 1,5 мм склеен крестообразно фенолформальдегидным клеем. Лицевая поверхность плиты имеет многослойное покрытие, полученное путем пропитки фенол формальдегидной смолой и имеющее удельную массу 120 г/м2. Для влагостойкости края плиты покрыты акриловой смолой. Фанера «висафлор» характеризуется атмосферостойкостью и исключительно высокой износостойкостью. В отношении защиты от огня по ИСО 3795 она классифицирована как имеющая низкую скорость горения по поверхности при воспламенении, а по ДИН 4102 признана трудновоспламеняющимся материалом.

«Висаплай-грэйтинг» представляет собой перфорированную фанеру с просверленными отверстиями диаметром 25 мм с интервалом между ними 100—200 мм. От биоповреждений она пропитана антисептическим и противомуравьиным составами. Обе стороны и кромки плиты окрашены износостойкой эпоксидной краской, в которую при окраске рабочей стороны добавляют песок для предотвращения скольжения. Данных об испытании пожароопасных свойств этой фанеры представлено не было.

«Висаплай-лайнинг» — многослойная фанера. Она имеет биозащиту антисептическими и противомуравьиными составами. С одной стороны поверхность плит этого вида фанеры окрашена 3—4 слоями эпоксидной краски, а с другой покрыта пластмассой на фенольной основе. Поверхностная плотность фенольного покрытия 200 г/м2. Сведений об огнеза-щищенности фанеры не было представлено.

Фанера «виса-алу» облицована с помощью водостойкого клея листами из алюминиевого сплава толщиной 0,5 мм. Металлическое покрытие обладает стойкостью к морской воде. Сведения о пожароопасных свойствах и биозащите отсутствовали.

Фанера «виса-дек» изготавливается на основе березовой, хвойной, комбинированных и смешанных фанер. С обеих сторон основы нанесено фенольное покрытие с удельной массой 240 г/м2 с противоскользящим рисунком. Плотность с основой из березовой фанеры составляет 705 кг/м3, комбинированной — 630 кг/м3, твинфанеры — 550 кг/м3, еловой — 510 кг/м3. Материал имеет заключение о низкой скорости горения по поверхности при воспламенении (ИСО 3795) и является трудновоспламеняющимся (ДИН 4102).

Фанера «виса-наутик» — это декоративный конструкционно-отделочный материал. В качестве его основы применена комбинированная фанера или твинфанера, склеенная из тонкого шпона ядровой древесины толщиной 0,6 мм. Наружные поверхности покрыты фенольной пленкой. Огнебиозащищенность фанеры «виса-наутик» фирмой не характеризовалась.

Таким образом, из представленных фирмой «Шоман» сведений для контрольных образцов фанерной продукции следовало, что половина из них имеет в какой-то степени огнезащиту. Однако эта характеристика определялась по методикам, которые не применяются в народном хозяйстве СССР и тем более в судостроительной промышленности. Ни один из представленных видов фанеры не подвергался испытаниям на горючесть по методике государственного стандарта СССР, принятой пожарной охраной для оценки горючести. Не проверялись они и на распространение пламени по поверхности по методике Регистра СССР, применяемой в отрасли. Сведения о биозащите имели только два вида фанеры, причем без каких-либо количественных показателей или классификационных характеристик.

Рабочая программа экспериментов по исследованию эффективности огнезащиты в соответствии с наличием в судостроении двух видов испытаний горючести (при постройке— по требованиям пожарной охраны в сфере эксплуатации — по требованиям Регистра СССР) включала испытание образцов финской фанеры двух типоразмеров.

Эксперименты по определению горючести проводились на стандартном приборе «КТ» (керамическая труба), признанном органами пожарной охраны. Опыты по определению способности образцов фанеры распространять пламя по поверхности осуществлялись на стандартной лабораторной установке (с теплоизлучающей панелью и запальной горелкой), одобренной Регистром СССР.

Среднее значение показателя горючести Кср каждой марки фанеры определялось путем зажигания газовой горелкой трех образцов размером 150X60 мм. Определение среднего индекса распространения пламени Iср производилось путем зажигания пяти образцов размером 320X140 мм (толщина во всех случаях — фактическая).

Испытания грибоустойчивости всех вышеназванных видов фанеры в соответствии с требованиями стандарта к техническим изделиям для районов с тропическим климатом проводились по стандартной методике оценки устойчивости к воздействию плесневых грибов. Образцы размерами 120Х20Х20 (мм в количестве 10 штук, зараженные спорами девяти видов стандартных плесневых грибов, выдерживались в условиях, оптимальных для их развития: при температуре 29±2°С и относительной влажности воздуха более 90%. Продолжительность испытаний с момента установления режима была 28, 56 и 84 сут. Рост грибов на образцах фанеры оценивался по шестибалльной шкале (от 0 до 5 баллов) в зависимости от площади пораженной поверхности в процентах и характера роста грибов, видимого под микроскопом или невооруженным глазом. Фанера считается устойчивой к воздействию плесневых грибов в районах с тропическим и субтропическим климатом при оценке в интервале 0—3 балла.

В итоге проведенных работ по контролю эффективности огне- и биозащиты восьми специальных видов судостроительной фанеры фирмы «Шоман» установлено, что горючесть испытанных образцов находится на уровне горючести отечественных видов обычной клееной фанеры и фанеры специального назначения — они представляют группу горючих материалов. За исключением фанеры «виса-алу», облицованной алюминием, все остальные марки относятся к горючим материалам с быстрым распространением пламени, что также присуще и видам фанеры отечественного производства, поставляемым судостроению. Отличительной особенностью финской фанеры является высокий уровень биозащиты от воздействия плесневых грибов, а следовательно, возможность длительной эффективной эксплуатации в переменном термовлажностном режиме.

Таким образом, выявленные свойства фанеры испытанных марок позволяют ее применять в качестве судостроительного материала в тех судовых помещениях, к которым не предъявляются требования СОЛАС-74/78 и Регистра СССР в отношении обязательной огнезащиты, например, в сухогрузных и рефрижераторных помещениях.