T∕ZZB 2439-2021 深海用固體浮力材料

1、ICS 59.100CCS Q 25團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/ZZB 24392021深海用固體浮力材料Syntactic buoyancy material for high hydrostatic pressures2021 - 09 - 03 發(fā)布2021 - 10 - 03 實(shí)施浙江省品牌建設(shè)聯(lián)合會發(fā) 布T/ZZB 24392021目次前言II1 范圍12 規(guī)范性引用文件13 術(shù)語和定義14 產(chǎn)品分類25 基本要求26 技術(shù)要求37 試驗(yàn)方法48 檢驗(yàn)規(guī)則59 標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存610 質(zhì)量承諾6附錄 A （規(guī)范性） 等靜壓破壞強(qiáng)度測試方法7附錄 B （規(guī)范性） 在位浮力損失和體積變形率測試方法

2、8參考文獻(xiàn)9 I 前言本文件依據(jù)GB/T 1.12020標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則的規(guī)定起草。 請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由浙江省品牌建設(shè)聯(lián)合會提出并歸口管理。 本文件由浙江藍(lán)箭萬幫標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)有限公司牽頭組織制定。 本文件主要起草單位：臺州中浮新材料科技股份有限公司。本文件參與起草單位：臨海市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所。 本文件主要起草人：劉剛、黃輝、江利良、楊禮酬、何偉龍。 本文件評審專家組長：余建明。 本文件由浙江藍(lán)箭萬幫標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)有限公司負(fù)責(zé)解釋。T/ZZB 24392021深海用固體浮力材料1 范圍本文件規(guī)定了深海用固體

3、浮力材料的術(shù)語和定義、產(chǎn)品分類、基本要求、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存及質(zhì)量承諾。 本文件適用于以高分子基體材料和輕質(zhì)耐壓填料（如空心微珠和空心球等）為主要成分制成的為水下裝備提供浮力的深海用固體浮力材料（以下簡稱“固體浮力材料”）。 2 規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件， 僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。 GB/T 1033 塑料 非泡沫塑料密度的測定 第 1 部分：浸漬法、液體比重瓶法和滴定法GB/T 1630 塑料 環(huán)氧樹脂 GB/T

4、25672008 樹脂澆鑄體性能試驗(yàn)方法 GB/T 3177 產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）光滑工件尺寸的檢驗(yàn)GJB 94352018 深海用微珠樹脂復(fù)合固體浮力材料 HG/T 3839 塑料剪切強(qiáng)度試驗(yàn)方法 穿孔法 ISO 21173 潛水器-等靜壓測試-耐壓殼體和浮力材料（Submersibles - Hydrostatic pressure test - Pressure hull and buoyancy materials） 3 術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。 3.1 固體浮力材料syntactic buoyancy material 一種由高分子基體材料和輕質(zhì)耐壓填料經(jīng)物理化學(xué)

5、反應(yīng)得到的密度低于水的固態(tài)復(fù)合材料。 3.2 真密度true density材料在絕對密實(shí)的狀態(tài)下單位體積的固體物質(zhì)的實(shí)際質(zhì)量，即去除內(nèi)部孔隙或者顆粒間的空隙后的密度。 3.3 抗壓強(qiáng)度下破損率percentage of collapsed microspheres under hydrostatic pressure等靜壓強(qiáng)度下，破壞的空心玻璃微珠占總空心玻璃微珠的體積百分比。 9 3.4 在位浮力損失instrumented buoyancy loss 固體浮力材料成品在工作水壓作用下的凈浮力相對其原始凈浮力減小的百分比。 3.5 裸材blank material 未經(jīng)粘接、機(jī)械加工和表面

6、處理的固體浮力材料坯料。 4 產(chǎn)品分類根據(jù)作業(yè)水深對固體浮力材料進(jìn)行分類如下： a) A 型：作業(yè)水深1 000 m，適用中水層帶； b)B 型：1 000 m作業(yè)水深4 000 m，適用深水層帶； c)C 型：4 000 m作業(yè)水深6 000 m，適用深淵水層帶； d)D 型：作業(yè)水深6 000 m，適用超深淵水層帶。 5 基本要求5.1 研發(fā)設(shè)計(jì) 5.1.1 應(yīng)具有固體浮力材料配方研發(fā)和設(shè)計(jì)的能力。 5.1.2 應(yīng)具有固體浮力材料成品功能和外形設(shè)計(jì)及力學(xué)分析的能力。 5.2 原材料和零部件5.2.1 應(yīng)使用符合表 1 中要求的高分子材料。 表1高分子材料性能要求 項(xiàng)目 技術(shù)要求 密度一致性

7、 5 % 粘度一致性 10 % 活性當(dāng)量一致性 3 % 5.2.2 應(yīng)使用符合表 2 中要求的輕質(zhì)耐壓填料（如空心微珠和空心球等）。 表2輕質(zhì)耐壓填料性能要求 項(xiàng)目 技術(shù)要求 真密度一致性 20 kg/m3 抗壓強(qiáng)度下破損率 20 % 含水率 1 %漂浮率 95 % 5.3 工藝裝備5.3.1 應(yīng)使用帶恒溫和真空功能的攪拌設(shè)備進(jìn)行物料混合。 5.3.2 應(yīng)使用對流烘箱進(jìn)行物料固化。 5.3.3 應(yīng)配備環(huán)保設(shè)備對粉塵與廢氣進(jìn)行收集處理。 5.4 檢驗(yàn)檢測5.4.1 針對原材料，應(yīng)配備高分子材料的密度和粘度、輕質(zhì)耐壓填料的真密度、含水率和漂浮率的檢測設(shè)備，并開展檢測。 5.4.2 針對工藝過程，應(yīng)

8、配備混合漿料的密度和粘度的檢測設(shè)備，并開展檢測。 5.4.3 針對產(chǎn)品，應(yīng)配備密度（排水法）、機(jī)械力學(xué)、等靜壓破壞強(qiáng)度、吸水率、體積彈性模量、在位浮力損失和體積變形率的檢測設(shè)備，并開展檢測。 6 技術(shù)要求6.1 裸材要求固體浮力材料裸材性能應(yīng)符合表 3 的要求。 表3裸材性能要求項(xiàng)目 指標(biāo) A 型 B 型 C 型 D 型 密度（kg/m3） 450 530 600 700密度一致性（kg/m3） 10101515等靜壓破壞強(qiáng)度 1.50 倍工作水壓1.30 倍工作水壓1.25 倍工作水壓1.20 倍工作水壓吸水率（%） 24 小時(shí)保壓 （1.1 倍工作水壓） 1.01.01.01.07 天保壓

9、 （1.1 倍工作水壓） 3.03.03.03.0200 次水壓循環(huán) （0 至 1.1 倍工作水壓） 3.03.03.03.0體積彈性模量（MPa） 1 0001 5002 0002 400單軸壓縮強(qiáng)度（MPa） 8.020.050.060.0拉伸強(qiáng)度（MPa） 5.08.012.020.0剪切強(qiáng)度（MPa） 6.010.015.025.06.2 成品要求固體浮力材料成品（包含所有組件,如表皮、涂層、內(nèi)嵌件和緊固件等）性能應(yīng)符合表 4 的要求。 表4成品性能要求項(xiàng)目 指標(biāo) A 型 B 型 C 型 D 型 尺寸 模具澆鑄：設(shè)計(jì)值 1.0 % 機(jī)械加工：設(shè)計(jì)值 0.15 % 干重 單個(gè)：設(shè)計(jì)值 4

10、 % 平均：設(shè)計(jì)值 2 %凈浮力 單個(gè)：設(shè)計(jì)值 4 % 平均：設(shè)計(jì)值 2 %1 年在位浮力損失 （工作水壓） 3.5 %4.0 %4.5 %5.0 % 體積變形率 （工作水壓） 1.3 %1.5 %2.0 %2.5 %7 試驗(yàn)方法7.1 密度、密度一致性、干重、凈浮力按GB/T 1033規(guī)定的方法進(jìn)行。 7.2 等靜壓破壞強(qiáng)度按照附錄A規(guī)定的方法進(jìn)行。 7.3 吸水率按 ISO 21173 規(guī)定的方法進(jìn)行。7.4 體積彈性模量按 GJB 94352018 中附錄 B 規(guī)定的方法進(jìn)行。 7.5 單軸壓縮強(qiáng)度按GB/T 25672008中5.2規(guī)定的方法進(jìn)行。 7.6 拉伸強(qiáng)度按GB/T 2567

11、2008中5.1規(guī)定的方法進(jìn)行。 7.7 剪切強(qiáng)度按HG/T 3839規(guī)定的方法進(jìn)行。 7.8 尺寸按 GB/T 3177 規(guī)定的方法進(jìn)行。 7.9 在位浮力損失、體積變形率按照附錄B規(guī)定的方法進(jìn)行。 8 檢驗(yàn)規(guī)則8.1 檢驗(yàn)分類檢驗(yàn)類型分為出廠檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)。 8.2 出廠檢驗(yàn)8.2.1 每批次產(chǎn)品中抽取 10 %或至少 2 個(gè)樣品，按照數(shù)量多者執(zhí)行；或按采購方要求進(jìn)行抽樣。 8.2.2 出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目按表 5，所有檢測項(xiàng)目均合格方可出廠，并附有產(chǎn)品質(zhì)量合格證。 8.2.3 出廠檢驗(yàn)中，如果樣品有任一檢驗(yàn)項(xiàng)目不符合技術(shù)要求中的指標(biāo)，則進(jìn)行如下處理： a) 對該批次中的每一個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)，通過全

12、部檢驗(yàn)項(xiàng)目的產(chǎn)品判為合格； b) 采購方可對經(jīng)檢驗(yàn)不合格的產(chǎn)品進(jìn)行重新評定工作水壓等級，并重新進(jìn)行檢驗(yàn)。 8.3 型式檢驗(yàn)8.3.1 出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，應(yīng)進(jìn)行型式檢驗(yàn)： a) 新產(chǎn)品投產(chǎn)或產(chǎn)品定型鑒定時(shí)； b) 首次使用該模具生產(chǎn)時(shí)； c) 原材料及生產(chǎn)工藝參數(shù)發(fā)生變化時(shí)； d) 正常生產(chǎn)每年進(jìn)行一次； e) 停產(chǎn) 6 個(gè)月以上后恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)； f) 出廠檢驗(yàn)結(jié)果與上次型式檢驗(yàn)有較大差異時(shí)； g) 轉(zhuǎn)廠生產(chǎn)時(shí)； h) 國家質(zhì)量監(jiān)督管理部門提出要求時(shí)。 8.3.2 從出廠檢驗(yàn)合格品中隨機(jī)抽取 5 個(gè)樣品。 8.3.3 型式檢驗(yàn)項(xiàng)目按表 5。 表5檢驗(yàn)項(xiàng)目類別 項(xiàng)目 技術(shù)要求 檢驗(yàn)方法 出廠檢驗(yàn)

13、型式檢驗(yàn) 裸材 密度 見表 3 7.1 密度一致性 見表 3 7.1 等靜壓破壞強(qiáng)度 見表 3 7.2 - 24 小時(shí)保壓吸水率 見表 3 7.3 7 天保壓吸水率 見表 3 7.3 - 200 次水壓循環(huán)吸水率 見表 3 7.3 - 體積彈性模量 見表 3 7.4 - 單軸壓縮強(qiáng)度 見表 3 7.5 - 表5（續(xù)） 類別 項(xiàng)目 技術(shù)要求 檢驗(yàn)方法 出廠檢驗(yàn) 型式檢驗(yàn) 裸材 拉伸強(qiáng)度 見表 3 7.6 - 剪切強(qiáng)度 見表 3 7.7 - 成品 尺寸 見表 4 7.8 干重 見表 4 7.1 凈浮力 見表 4 7.1 在位浮力損失 見表 4 7.9 體積變形率 見表 4 7.9 注：帶“”的項(xiàng)目

14、為必檢項(xiàng)目；帶“-”的項(xiàng)目為不檢項(xiàng)目。 8.3.4 型式檢驗(yàn)的結(jié)果全部符合技術(shù)要求中的指標(biāo)，則判定該產(chǎn)品型式檢驗(yàn)合格。 9 標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存9.1 標(biāo)志產(chǎn)品包裝表面應(yīng)標(biāo)注生產(chǎn)商、產(chǎn)品名稱、型號、數(shù)量、生產(chǎn)日期和批號等信息。 9.2 包裝產(chǎn)品的包裝應(yīng)能在正常運(yùn)輸和貯存過程中保護(hù)產(chǎn)品不受機(jī)械損傷。 9.3 運(yùn)輸產(chǎn)品在運(yùn)輸時(shí)應(yīng)避免碰撞。 9.4 貯存9.4.1 產(chǎn)品在貯存時(shí)應(yīng)防止陽光直射、雨淋，隔絕火源及熱源。 9.4.2 產(chǎn)品貯存溫度范圍為-40 70 ，貯存期為自生產(chǎn)之日起 15 年。超過 15 年貯存期，應(yīng)重新進(jìn)行型式檢驗(yàn)，合格后可投入使用。 10 質(zhì)量承諾 10.1 產(chǎn)品自出廠之日起

15、1 年內(nèi)在正常工況下由于產(chǎn)品質(zhì)量問題引起的損壞，由生產(chǎn)商進(jìn)行免費(fèi)維修或更換。 注：產(chǎn)品的正常工況包括： a) 在海洋環(huán)境工作，海水溫度約為-5 35 ，海水鹽度范圍為 3 %4 %； b) 在正常作業(yè)所產(chǎn)生的振動與沖擊環(huán)境下工作。 10.2 收到用戶反饋產(chǎn)品問題后，應(yīng)在 24 小時(shí)內(nèi)響應(yīng)。 附錄A（規(guī)范性）等靜壓破壞強(qiáng)度測試方法A.1 范圍本方法適用于固體浮力材料等靜壓破壞強(qiáng)度的測定。 注：測試方法來源為ASTM D2736。 A.2 儀器設(shè)備靜水壓模擬試驗(yàn)裝置。A.3 試樣A.3.1 試樣尺寸不應(yīng)小于50 mm50 mm50mm。 A.3.2 有效試樣數(shù)量不少于5個(gè)。 A.4 試驗(yàn)步驟A.4

16、.1 將1個(gè)固體浮力材料試樣放入靜水壓模擬試驗(yàn)裝置的液壓缸體內(nèi)，并將系統(tǒng)內(nèi)部充滿水。 A.4.2 以（0.510）MPa/min的增壓速率向液壓缸中增壓，直至最大測試壓力，過程中以不小于1 H z的采樣頻率實(shí)時(shí)記錄并保存測試時(shí)間和水壓強(qiáng)度等數(shù)據(jù)。 A.4.3 卸壓后取出試樣，觀察并記錄試樣破壞情況。 A.5 結(jié)果計(jì)算根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制“水壓強(qiáng)度-測試時(shí)間”曲線，其斜率（即增壓速率）首次發(fā)生突然變化時(shí)的水壓強(qiáng)度即為試樣的等靜壓破壞強(qiáng)度，以MPa為單位。 附錄B（規(guī)范性）在位浮力損失和體積變形率測試方法B.1 范圍本方法適用于固體浮力材料在位浮力損失和體積變形率的測定。 注：測試方法來源為API

17、16F中13.2.6.5的規(guī)定。 B.2 儀器設(shè)備B.2.1 靜水壓模擬試驗(yàn)裝置：液壓缸內(nèi)應(yīng)配備測力單元，準(zhǔn)確度至少為量程的0.2 %。 B.2.2 電子秤：準(zhǔn)確度至少為量程的0.2 %。 B.3 試樣試樣應(yīng)為固體浮力材料成品（即成型后的固體浮力材料，包含所有組件、內(nèi)嵌件、表面涂層等）。B.4 試驗(yàn)步驟B.4.1 使用電子秤稱量固體浮力材料試樣的質(zhì)量。 B.4.2 將試樣浸沒在水中，并稱量其在水中的凈浮力。 B.4.3 將固體浮力材料試樣放入靜水壓模擬試驗(yàn)裝置的液壓缸體內(nèi)，并將系統(tǒng)內(nèi)部充滿水。 B.4.4 以（0.510）MPa/min的增壓速率向液壓缸中增壓，至預(yù)定的測試水壓后，保持水壓至規(guī)定的測試時(shí)間，期間水壓波動范圍不應(yīng)超過1.0 MPa。 注：規(guī)定的測試時(shí)間為： a) 出廠檢驗(yàn)：24 小時(shí)； b) 型式檢驗(yàn)：96 小時(shí)。 B.4.5 保壓期間，以不大于5分鐘的時(shí)間間隔記錄測力單元的讀數(shù)，即固體浮力試樣的在位凈浮力變化。 B.4.6 達(dá)到規(guī)定的測試時(shí)間后卸壓，并將固體浮力