Sellos inflables moldeados integralmente para buques de investigación.

Profundidad técnica y capacidades de resolución de problemas del sello inflable moldeado integral en escenarios extremos/especiales

Escenario 3: Sellado a baja temperatura para buques de investigación polar (ciclos de -50 ℃ a temperatura ambiente)

1. Desafíos extremos

Fragilización a baja temperatura y expansión/contracción térmica: Los entornos polares alcanzan temperaturas tan bajas como -50 ℃, lo que hace que los sellos de caucho tradicionales sean propensos a la fragilización y rotura. Además, la expansión y contracción térmica durante los ciclos de temperatura (por ejemplo, de -50 ℃ a 20 ℃) ​​pueden hacer que la superficie de sellado se afloje.

Prevención de la intrusión de virutas de hielo: Las virutas de hielo formadas por las salpicaduras de agua de mar durante la navegación del barco pueden alojarse en los espacios del sello inflable, rayando la superficie de sellado.

2. Avances tecnológicos

Innovación de materiales: se utiliza una mezcla de caucho de silicona (VMQ) y caucho de fluorosilicona (FVMQ). Al controlar la densidad de reticulación de las cadenas moleculares, la temperatura de transición vítrea (Tg) se reduce a -60 ℃, lo que garantiza flexibilidad (módulo elástico ≤10 MPa) incluso a -50 ℃. La adición de un agente de refuerzo de sílice (SiO₂) del tamaño de una micra mejora la resistencia al desgaste del material (pérdida por abrasión Akron ≤0,01 cm³/1,61 km), resistiendo la abrasión por trozos de hielo.

Optimización estructural: Se diseña una estructura de sellado que almacena energía de resorte, con un resorte de acero inoxidable integrado en el labio inflable del sello. Durante la contracción a baja temperatura, el resorte proporciona pretensión (≥50 N), lo que garantiza un contacto continuo con la superficie de sellado.

Se agrega una ranura guía contra virutas de hielo; Se ha diseñado una ranura inclinada de 45° en el borde exterior del sello para guiar los trozos de hielo para que se deslicen y evitar la acumulación.

3. Resultados de la implementación

Verificación de datos: En el proyecto de renovación del buque de investigación "Xuelong", después de 1000 ciclos de temperatura de -50 ℃ a 20 ℃, la tasa de fuga del sello se mantuvo ≤0,005 L/min y la superficie de sellado no mostró daños después de una prueba de intrusión de trozos de hielo (impacto de trozos de hielo de 500 g).

Expansión de la aplicación: esta tecnología se ha extendido a los buques de gas natural licuado (GNL) del Ártico, reduciendo los costos de mantenimiento anual por buque en un 75%, y ha obtenido la certificación de la Sociedad de Clasificación de China (CCS).