Joints gonflables moulés intégraux pour navires de recherche

Profondeur technique et capacités de résolution de problèmes du joint gonflable moulé intégral dans des scénarios extrêmes/spéciaux

Scénario 3 : Scellement à basse température pour les navires de recherche polaires (cycle de -50 ℃ à température ambiante)

1. Défis extrêmes

Fragilisation à basse température et dilatation/contraction thermique : les environnements polaires atteignent des températures aussi basses que -50 ℃, ce qui rend les joints en caoutchouc traditionnels sujets à la fragilisation et à la rupture. De plus, la dilatation et la contraction thermiques pendant les cycles de température (par exemple de -50 ℃ à 20 ℃) ​​peuvent provoquer le desserrage de la surface d'étanchéité.

Prévention de l'intrusion de copeaux de glace : Les copeaux de glace formés par les éclaboussures d'eau de mer pendant la navigation du navire peuvent se loger dans les espaces du joint gonflable, rayant la surface d'étanchéité.

2. Percées technologiques

Innovation matérielle : un mélange de caoutchouc de silicone (VMQ) et de caoutchouc de fluorosilicone (FVMQ) est utilisé. En contrôlant la densité de réticulation des chaînes moléculaires, la température de transition vitreuse (Tg) est abaissée à -60℃, garantissant une flexibilité (module élastique ≤10MPa) même à -50℃. L'ajout d'un agent de renforcement en silice de taille micronique (SiO₂) améliore la résistance à l'usure du matériau (perte à l'abrasion Akron ≤0,01 cm³/1,61 km), résistant à l'abrasion des éclats de glace.

Optimisation structurelle : une structure d'étanchéité à ressort stockant l'énergie est conçue, avec un ressort en acier inoxydable intégré dans la lèvre gonflable du joint. Lors d'une contraction à basse température, le ressort assure une pré-tension (≥50N), assurant un contact continu avec la surface d'étanchéité.

Une rainure de guidage des copeaux anti-givre est ajoutée ; une rainure inclinée à 45° est conçue sur le bord extérieur du joint pour guider les copeaux de glace vers le glissement, empêchant ainsi l'accumulation.

3. Résultats de la mise en œuvre

Vérification des données : Dans le projet de rénovation du navire de recherche « Xuelong », après 1 000 cycles de température de -50 ℃ à 20 ℃, le taux de fuite du joint est resté ≤ 0,005 L/min et la surface d'étanchéité n'a montré aucun dommage après un test d'intrusion de copeaux de glace (impact de 500 g de copeaux de glace).

Extension des applications : Cette technologie a été étendue aux transporteurs de gaz naturel liquéfié (GNL) de l'Arctique, réduisant ainsi les coûts de maintenance annuels par navire de 75 %, et a obtenu la certification de la China Classification Society (CCS).