T∕ZZB 2439-2021 深海用固体浮力材料

1、ICS 59.100CCS Q 25团体标准T/ZZB 24392021深海用固体浮力材料Syntactic buoyancy material for high hydrostatic pressures2021 - 09 - 03 发布2021 - 10 - 03 实施浙江省品牌建设联合会发 布T/ZZB 24392021目次前言II1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义14 产品分类25 基本要求26 技术要求37 试验方法48 检验规则59 标志、包装、运输和贮存610 质量承诺6附录 A （规范性） 等静压破坏强度测试方法7附录 B （规范性） 在位浮力损失和体积变形率测试方法

2、8参考文献9 I 前言本文件依据GB/T 1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由浙江省品牌建设联合会提出并归口管理。 本文件由浙江蓝箭万帮标准技术有限公司牵头组织制定。 本文件主要起草单位：台州中浮新材料科技股份有限公司。本文件参与起草单位：临海市产品质量监督检验所。 本文件主要起草人：刘刚、黄辉、江利良、杨礼酬、何伟龙。 本文件评审专家组长：余建明。 本文件由浙江蓝箭万帮标准技术有限公司负责解释。T/ZZB 24392021深海用固体浮力材料1 范围本文件规定了深海用固体

3、浮力材料的术语和定义、产品分类、基本要求、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存及质量承诺。 本文件适用于以高分子基体材料和轻质耐压填料（如空心微珠和空心球等）为主要成分制成的为水下装备提供浮力的深海用固体浮力材料（以下简称“固体浮力材料”）。 2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 1033 塑料 非泡沫塑料密度的测定 第 1 部分：浸渍法、液体比重瓶法和滴定法GB/T 1630 塑料 环氧树脂 GB/T

4、25672008 树脂浇铸体性能试验方法 GB/T 3177 产品几何技术规范（GPS）光滑工件尺寸的检验GJB 94352018 深海用微珠树脂复合固体浮力材料 HG/T 3839 塑料剪切强度试验方法 穿孔法 ISO 21173 潜水器-等静压测试-耐压壳体和浮力材料（Submersibles - Hydrostatic pressure test - Pressure hull and buoyancy materials） 3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。 3.1 固体浮力材料syntactic buoyancy material 一种由高分子基体材料和轻质耐压填料经物理化学

5、反应得到的密度低于水的固态复合材料。 3.2 真密度true density材料在绝对密实的状态下单位体积的固体物质的实际质量，即去除内部孔隙或者颗粒间的空隙后的密度。 3.3 抗压强度下破损率percentage of collapsed microspheres under hydrostatic pressure等静压强度下，破坏的空心玻璃微珠占总空心玻璃微珠的体积百分比。 9 3.4 在位浮力损失instrumented buoyancy loss 固体浮力材料成品在工作水压作用下的净浮力相对其原始净浮力减小的百分比。 3.5 裸材blank material 未经粘接、机械加工和表面

6、处理的固体浮力材料坯料。 4 产品分类根据作业水深对固体浮力材料进行分类如下： a) A 型：作业水深1 000 m，适用中水层带； b)B 型：1 000 m作业水深4 000 m，适用深水层带； c)C 型：4 000 m作业水深6 000 m，适用深渊水层带； d)D 型：作业水深6 000 m，适用超深渊水层带。 5 基本要求5.1 研发设计 5.1.1 应具有固体浮力材料配方研发和设计的能力。 5.1.2 应具有固体浮力材料成品功能和外形设计及力学分析的能力。 5.2 原材料和零部件5.2.1 应使用符合表 1 中要求的高分子材料。 表1高分子材料性能要求 项目 技术要求 密度一致性

7、 5 % 粘度一致性 10 % 活性当量一致性 3 % 5.2.2 应使用符合表 2 中要求的轻质耐压填料（如空心微珠和空心球等）。 表2轻质耐压填料性能要求 项目 技术要求 真密度一致性 20 kg/m3 抗压强度下破损率 20 % 含水率 1 %漂浮率 95 % 5.3 工艺装备5.3.1 应使用带恒温和真空功能的搅拌设备进行物料混合。 5.3.2 应使用对流烘箱进行物料固化。 5.3.3 应配备环保设备对粉尘与废气进行收集处理。 5.4 检验检测5.4.1 针对原材料，应配备高分子材料的密度和粘度、轻质耐压填料的真密度、含水率和漂浮率的检测设备，并开展检测。 5.4.2 针对工艺过程，应

8、配备混合浆料的密度和粘度的检测设备，并开展检测。 5.4.3 针对产品，应配备密度（排水法）、机械力学、等静压破坏强度、吸水率、体积弹性模量、在位浮力损失和体积变形率的检测设备，并开展检测。 6 技术要求6.1 裸材要求固体浮力材料裸材性能应符合表 3 的要求。 表3裸材性能要求项目 指标 A 型 B 型 C 型 D 型 密度（kg/m3） 450 530 600 700密度一致性（kg/m3） 10101515等静压破坏强度 1.50 倍工作水压1.30 倍工作水压1.25 倍工作水压1.20 倍工作水压吸水率（%） 24 小时保压 （1.1 倍工作水压） 1.01.01.01.07 天保压

9、 （1.1 倍工作水压） 3.03.03.03.0200 次水压循环 （0 至 1.1 倍工作水压） 3.03.03.03.0体积弹性模量（MPa） 1 0001 5002 0002 400单轴压缩强度（MPa） 8.020.050.060.0拉伸强度（MPa） 5.08.012.020.0剪切强度（MPa） 6.010.015.025.06.2 成品要求固体浮力材料成品（包含所有组件,如表皮、涂层、内嵌件和紧固件等）性能应符合表 4 的要求。 表4成品性能要求项目 指标 A 型 B 型 C 型 D 型 尺寸 模具浇铸：设计值 1.0 % 机械加工：设计值 0.15 % 干重 单个：设计值 4

10、 % 平均：设计值 2 %净浮力 单个：设计值 4 % 平均：设计值 2 %1 年在位浮力损失 （工作水压） 3.5 %4.0 %4.5 %5.0 % 体积变形率 （工作水压） 1.3 %1.5 %2.0 %2.5 %7 试验方法7.1 密度、密度一致性、干重、净浮力按GB/T 1033规定的方法进行。 7.2 等静压破坏强度按照附录A规定的方法进行。 7.3 吸水率按 ISO 21173 规定的方法进行。7.4 体积弹性模量按 GJB 94352018 中附录 B 规定的方法进行。 7.5 单轴压缩强度按GB/T 25672008中5.2规定的方法进行。 7.6 拉伸强度按GB/T 2567

11、2008中5.1规定的方法进行。 7.7 剪切强度按HG/T 3839规定的方法进行。 7.8 尺寸按 GB/T 3177 规定的方法进行。 7.9 在位浮力损失、体积变形率按照附录B规定的方法进行。 8 检验规则8.1 检验分类检验类型分为出厂检验和型式检验。 8.2 出厂检验8.2.1 每批次产品中抽取 10 %或至少 2 个样品，按照数量多者执行；或按采购方要求进行抽样。 8.2.2 出厂检验项目按表 5，所有检测项目均合格方可出厂，并附有产品质量合格证。 8.2.3 出厂检验中，如果样品有任一检验项目不符合技术要求中的指标，则进行如下处理： a) 对该批次中的每一个产品进行检验，通过全

12、部检验项目的产品判为合格； b) 采购方可对经检验不合格的产品进行重新评定工作水压等级，并重新进行检验。 8.3 型式检验8.3.1 出现下列情况之一时，应进行型式检验： a) 新产品投产或产品定型鉴定时； b) 首次使用该模具生产时； c) 原材料及生产工艺参数发生变化时； d) 正常生产每年进行一次； e) 停产 6 个月以上后恢复生产时； f) 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时； g) 转厂生产时； h) 国家质量监督管理部门提出要求时。 8.3.2 从出厂检验合格品中随机抽取 5 个样品。 8.3.3 型式检验项目按表 5。 表5检验项目类别 项目 技术要求 检验方法 出厂检验

13、型式检验 裸材 密度 见表 3 7.1 密度一致性 见表 3 7.1 等静压破坏强度 见表 3 7.2 - 24 小时保压吸水率 见表 3 7.3 7 天保压吸水率 见表 3 7.3 - 200 次水压循环吸水率 见表 3 7.3 - 体积弹性模量 见表 3 7.4 - 单轴压缩强度 见表 3 7.5 - 表5（续） 类别 项目 技术要求 检验方法 出厂检验 型式检验 裸材 拉伸强度 见表 3 7.6 - 剪切强度 见表 3 7.7 - 成品 尺寸 见表 4 7.8 干重 见表 4 7.1 净浮力 见表 4 7.1 在位浮力损失 见表 4 7.9 体积变形率 见表 4 7.9 注：带“”的项目

14、为必检项目；带“-”的项目为不检项目。 8.3.4 型式检验的结果全部符合技术要求中的指标，则判定该产品型式检验合格。 9 标志、包装、运输和贮存9.1 标志产品包装表面应标注生产商、产品名称、型号、数量、生产日期和批号等信息。 9.2 包装产品的包装应能在正常运输和贮存过程中保护产品不受机械损伤。 9.3 运输产品在运输时应避免碰撞。 9.4 贮存9.4.1 产品在贮存时应防止阳光直射、雨淋，隔绝火源及热源。 9.4.2 产品贮存温度范围为-40 70 ，贮存期为自生产之日起 15 年。超过 15 年贮存期，应重新进行型式检验，合格后可投入使用。 10 质量承诺 10.1 产品自出厂之日起

15、1 年内在正常工况下由于产品质量问题引起的损坏，由生产商进行免费维修或更换。 注：产品的正常工况包括： a) 在海洋环境工作，海水温度约为-5 35 ，海水盐度范围为 3 %4 %； b) 在正常作业所产生的振动与冲击环境下工作。 10.2 收到用户反馈产品问题后，应在 24 小时内响应。 附录A（规范性）等静压破坏强度测试方法A.1 范围本方法适用于固体浮力材料等静压破坏强度的测定。 注：测试方法来源为ASTM D2736。 A.2 仪器设备静水压模拟试验装置。A.3 试样A.3.1 试样尺寸不应小于50 mm50 mm50mm。 A.3.2 有效试样数量不少于5个。 A.4 试验步骤A.4

16、.1 将1个固体浮力材料试样放入静水压模拟试验装置的液压缸体内，并将系统内部充满水。 A.4.2 以（0.510）MPa/min的增压速率向液压缸中增压，直至最大测试压力，过程中以不小于1 H z的采样频率实时记录并保存测试时间和水压强度等数据。 A.4.3 卸压后取出试样，观察并记录试样破坏情况。 A.5 结果计算根据记录的数据绘制“水压强度-测试时间”曲线，其斜率（即增压速率）首次发生突然变化时的水压强度即为试样的等静压破坏强度，以MPa为单位。 附录B（规范性）在位浮力损失和体积变形率测试方法B.1 范围本方法适用于固体浮力材料在位浮力损失和体积变形率的测定。 注：测试方法来源为API

17、16F中13.2.6.5的规定。 B.2 仪器设备B.2.1 静水压模拟试验装置：液压缸内应配备测力单元，准确度至少为量程的0.2 %。 B.2.2 电子秤：准确度至少为量程的0.2 %。 B.3 试样试样应为固体浮力材料成品（即成型后的固体浮力材料，包含所有组件、内嵌件、表面涂层等）。B.4 试验步骤B.4.1 使用电子秤称量固体浮力材料试样的质量。 B.4.2 将试样浸没在水中，并称量其在水中的净浮力。 B.4.3 将固体浮力材料试样放入静水压模拟试验装置的液压缸体内，并将系统内部充满水。 B.4.4 以（0.510）MPa/min的增压速率向液压缸中增压，至预定的测试水压后，保持水压至规定的测试时间，期间水压波动范围不应超过1.0 MPa。 注：规定的测试时间为： a) 出厂检验：24 小时； b) 型式检验：96 小时。 B.4.5 保压期间，以不大于5分钟的时间间隔记录测力单元的读数，即固体浮力试样的在位净浮力变化。 B.4.6 达到规定的测试时间后卸压，并将固体浮力