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船舶艙室如駕駛室、船員休息室、機(jī)艙等,對(duì)隔音隔熱性能要求較高,O 型圈作為艙室門、窗、管道接口等部位的密封元件,其隔音隔熱性能直接影響艙室內(nèi)的環(huán)境舒適度與備運(yùn)行穩(wěn)定性。在隔音性能方面,O 型圈主要通過(guò)阻斷聲音傳播路徑來(lái)實(shí)現(xiàn)隔音效果。船舶航行過(guò)程中,機(jī)艙內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等設(shè)備會(huì)產(chǎn)生大量噪音,噪音通過(guò)空氣傳播與結(jié)構(gòu)傳播兩種方式傳遞到其他艙室。O 型圈的隔音性能主要針對(duì)空氣傳播噪音,其隔音效果與材料的密度、彈性以及密封結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。首先,材料選擇上,應(yīng)選用密度較大、彈性良好的橡膠材料,如氯丁橡膠(CR)、丁腈橡膠(NBR),氯丁橡膠的密度約為 1.23g/cm3,丁腈橡膠的密度約為 1.01-1.03g/cm3,均具備較好的隔音性能,能有效阻擋中高頻噪音傳播。在材料配方中,可添加 10%-15% 的硫酸鋇、碳酸鈣等填充劑,增加材料密度,進(jìn)一步提升隔音效果,同時(shí)保持良好的彈性。其次,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,對(duì)于船舶艙室門密封,可采用多道 O 型圈密封結(jié)構(gòu),如在門體四周設(shè)置 2-3 道 O 型圈,第一道 O 型圈截面直徑 3-4mm,靠近艙室外側(cè),主要用于阻擋外部噪音與水侵入;第二、三道 O 型圈截面直徑 2-3mm,位于內(nèi)側(cè),形成多層隔音屏障。相鄰兩道 O 型圈之間的間距控制在 10-15mm,中間可填充隔音棉,如聚氨酯泡沫隔音棉,厚度為 5-10mm,能進(jìn)一步吸收噪音,提升隔音效果。通過(guò)測(cè)試,采用這種多道密封結(jié)構(gòu)的艙室門,可使機(jī)艙噪音從 110dB 降低至 60dB 以下,滿足船員休息室的噪音標(biāo)準(zhǔn)要求。
在隔熱性能方面,O 型圈需減少艙室之間的熱量傳遞,維持艙室內(nèi)的溫度穩(wěn)定。船舶在海洋環(huán)境中航行,外部環(huán)境溫度變化較大,且機(jī)艙內(nèi)設(shè)備運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生大量熱量,若艙室密封不良,熱量易傳遞到其他艙室,增加空調(diào)系統(tǒng)的能耗。因此,O 型圈的材料需具備較低的導(dǎo)熱系數(shù),如硅橡膠的導(dǎo)熱系數(shù)約為 0.2W/(m?K),三元乙丙橡膠(EPDM)的導(dǎo)熱系數(shù)約為 0.25W/(m?K),均適合作為隔熱密封材料。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,對(duì)于船舶管道穿過(guò)艙室的密封部位,可采用帶有隔熱層的 O 型圈結(jié)構(gòu),如在 O 型圈內(nèi)部嵌入聚氨酯隔熱芯材,芯材厚度控制在 2-3mm,外部包裹橡膠層,既能保證密封性能,又能通過(guò)隔熱芯材阻斷熱量傳遞。同時(shí),O 型圈與密封溝槽的配合也需優(yōu)化,溝槽底部可鋪設(shè) 1-2mm 厚的隔熱墊片,如聚四氟乙烯墊片,進(jìn)一步減少熱量通過(guò)金屬溝槽傳遞。通過(guò)實(shí)際應(yīng)用測(cè)試,采用這種隔熱密封結(jié)構(gòu)的船舶艙室,艙內(nèi)外溫度差可維持在 15℃以上,有效降低了空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷,提升了能源利用效率。