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检测与标准分享

船舶材料IMO FTP规则阻燃测试汇总

船舶材料IMO FTP规则阻燃测试汇总

标准定位与适用范围

规则定位

IMO 2010 FTP Code 是 SOLAS 公约框架下的强制性耐火试验程序规则,由 MSC.307(88) 决议通过,用于统一各船级社与主管机关对船用材料「不燃」「低播焰」「低烟低毒」及分隔耐火的试验方法。规则采用分部编号:Part 1 不燃性、Part 2 烟与毒性、Part 3 A/B/F 级分隔、Part 4 防火门控制系统、Part 5 表面可燃性、Part 6 甲板基层敷料等相关项目、Part 7 纺织品与薄膜、Part 8 软垫家具、Part 9 床上用品、Part 10 高速船材料、Part 11 高速船耐火分隔等;具体引用哪些分部由 SOLAS 与相应产品要求决定,不能由试验方自行挑选。

适用范围与对象

适用于船舶舱壁、衬板、天花板、甲板基层敷料与地板覆盖物、涂料与胶粘剂、层压材料、地毯、塑料管与电缆、软垫家具与床垫、窗帘等垂直悬挂纺织品,以及 A/B/F 级耐火分隔构件。型式认可通常由船级社按适用分部出具证书并使用轮形标志(wheel mark);试样应代表实际产品组成、厚度与基材,涂装类材料还需按规定的钢板或不燃基材制备。

边界与不适用情形

各分部相互独立:Part 1 的不燃性合格不代表符合 Part 2 的烟毒性要求,Part 5 的低播焰合格也不代表可作为 A 级分隔使用。规则文本给出的判据为型式认可的最低要求,具体产品还需满足 SOLAS 相应条款、船旗国主管机关与船级社规范;文中限值均为对公开规则文本的说明性引用,正式条款号、试验条件与豁免条件应按现行有效规则文本和型式认可证书核对。把「通过 IMO FTP」笼统用于未做分部的产品,属于结论误用。

试验目的与可靠性含义

检测目的

船舶是远离岸上救援的封闭空间,火灾风险集中在三点:结构材料本身是否贡献热量与火焰、表面材料在辐射热下是否快速传播火焰、以及燃烧产生的烟气是否遮蔽视线或具有毒性。因此规则把不燃性、表面可燃性(含热释放)、烟密度与毒性分开量化,再用 Part 3 的分隔耐火试验验证构件在标准火灾下能否在规定时间内阻挡火焰与高温。

方法学含义

Part 1 用约 750℃ 的竖管炉加热圆柱形试样,以炉内热电偶温升、试样表面热电偶温升、持续火焰时间与质量损失四项共同判定「不燃」,避免单一指标被无机填料稀释所掩盖。Part 5 用倾斜辐射板在试样长度方向形成热通量梯度,配合点火火焰,记录熄灭临界热通量 CFE、持续燃烧热 Qsb、总热释放 Qt 与峰值热释放速率 Qp,从「能否维持传播」与「放热强度」两个角度描述低播焰性。Part 2 在烟箱内以 25 kW/m²(有/无引燃火焰)与 50 kW/m²(无引燃火焰)三种条件辐照,测最大比光密度 Dm 并用傅里叶红外分析七类气体。

与可靠性的关联

船用材料长期处于高湿、盐雾、振动与清洗工况,涂层老化、胶粘剂迁移、含水率变化都会改变燃烧与产烟行为。型式认可要求试样取自现行生产或库存并留存取样记录,正是为了保证与实际供货批次的可追溯性;材料配方、厚度或基材变更通常需重新评估适用分部,不能沿用旧证书。

ΔT̄_f = (1/n)·Σ(T_f,max − T_f,0) Part 1 炉内热电偶平均温升,判据为不超过 30℃;试样表面热电偶温升同理另算。

ΔT̄_f = (1/n)·Σ(T_f,max − T_f,0) Part 1 炉内热电偶平均温升,判据为不超过 30℃;试样表面热电偶温升同理另算。

试验条件与参数框架

Part 1 与 Part 3 条件

Part 1 试样为直径约 43~45mm、高 50±3mm 的圆柱体,先在约 105℃ 烘箱中测含水率、必要时在约 500℃ 测有机物含量,再置于约 750℃ 竖管炉中,试验暴露不必超过 30 分钟,连续记录炉温与试样表面温度。Part 3 的 A/B/F 级分隔按 ISO 834-1 标准升温曲线在耐火试验炉内进行,通常 30~60 分钟,用棉垫试验检查完整性并测背火面平均温升与单点最高温升。

Part 2 条件

按 ISO 5659-2 烟密度箱,方形试样水平置于锥形辐射加热器下,分别在 25 kW/m² 无引燃火焰、25 kW/m² 有引燃火焰、50 kW/m² 无引燃火焰三种条件下试验;烟气在密闭箱内收集,用光学系统测最大比光密度 Dm,并在达到最大烟密度后取气,用傅里叶红外光谱测定 CO、HCl、HBr、HF、HCN、NOx、SO₂ 等浓度。每个条件需按规定数量试样取平均。

Part 5 条件与试样

试样应对应船上实际用途,涂装与涂层通常施加于钢板或不燃基材上,常见尺寸约 798mm×153mm、总厚度不超过 50mm;辐射板形成热通量梯度,配合引燃火焰,记录点燃时间、火焰传播、熄灭火焰与燃烧滴落物,并计算 CFE、Qsb、Qt、Qp。规则还规定表面材料与甲板基层敷料在总热释放 Qt 不超过 0.2 MJ 且峰值热释放速率 Qp 不超过 1.0 kW 时可免除 Part 2 的部分要求,豁免条件须按现行文本核对。

试验条件与参数框架要点对照
分部试验方法核心结果用途
Part 1ISO 1182 不燃性,约 750℃温升、火焰时间、质量损失不燃材料判定
Part 2ISO 5659-2 烟箱Dm 与七类气体浓度烟与毒性
Part 3ISO 834-1 耐火炉背火面温升与完整性A/B/F 级分隔
Part 5辐射板表面可燃性CFE、Qsb、Qt、Qp低播焰
Part 8/9家具/床垫专项引燃与蔓延软垫与床品

Δm = (m_0 − m_1)/m_0 × 100% Part 1 平均质量损失率,m_0 与 m_1 分别为试验前后质量,判据不超过 50%。

试验条件与参数框架要点对照
分部试验方法核心结果用途
Part 1ISO 1182 不燃性,约 750℃温升、火焰时间、质量损失不燃材料判定
Part 2ISO 5659-2 烟箱Dm 与七类气体浓度烟与毒性
Part 3ISO 834-1 耐火炉背火面温升与完整性A/B/F 级分隔
Part 5辐射板表面可燃性CFE、Qsb、Qt、Qp低播焰
Part 8/9家具/床垫专项引燃与蔓延软垫与床品

Δm = (m_0 − m_1)/m_0 × 100% Part 1 平均质量损失率,m_0 与 m_1 分别为试验前后质量,判据不超过 50%。

试验方法与步骤

按用途确定试验矩阵

先按 SOLAS 条款与产品设计用途确定材料类别(舱壁衬板、天花板、甲板基层敷料、地板覆盖物、塑料管与电缆、软垫家具等)→列出适用的分部组合(常见为 Part 1+Part 2+Part 5 的不同组合)→核对每一分部的试样构造与基材要求→形成取样与试验计划并经船级社确认。

不燃性与烟毒性流程

Part 1:测含水率与有机物含量→称量→置于 750℃ 竖炉→连续记录炉温、表面温度与持续火焰时间→冷却后称量并计算质量损失→按四项判据评定。Part 2:三条件辐照→记录 Dm-时间曲线→取气分析七类气体浓度→按材料用途对应的 Dm 与气体限值评定。

表面可燃性与分隔耐火流程

Part 5:按用途制备含基材试件→标定辐射板热通量分布→点火并观测火焰传播与熄灭位置→计算 CFE、Qsb、Qt、Qp→按材料类别查表判定。Part 3:按标准升温曲线加载分隔构件→记录背火面温度与完整性(棉垫是否阴燃或起燃)→按 A/B/F 级与对应时间等级判定。全部通过后由船级社按型式认可程序签发证书。

试验方法与步骤要点对照
判据限值适用分部备注
炉温/表面温升各 ≤30℃Part 1取平均
持续火焰时间≤10sPart 1取平均
质量损失≤50%Part 1取平均
Dm(壁板/天花板)≤200Part 2任一条件
Dm(甲板基层/地板)≤400 / ≤500Part 2按用途

D_m = (V/(A·L))·lg(I₀/I_min) Part 2 最大比光密度,V 为烟箱体积、A 为暴露面积、L 为光程、I_min 为最小透射光强。

试验方法与步骤要点对照
判据限值适用分部备注
炉温/表面温升各 ≤30℃Part 1取平均
持续火焰时间≤10sPart 1取平均
质量损失≤50%Part 1取平均
Dm(壁板/天花板)≤200Part 2任一条件
Dm(甲板基层/地板)≤400 / ≤500Part 2按用途

D_m = (V/(A·L))·lg(I₀/I_min) Part 2 最大比光密度,V 为烟箱体积、A 为暴露面积、L 为光程、I_min 为最小透射光强。

测量、判据与失效定义

测量项目

Part 1 的炉温与表面温升、持续火焰时间、质量损失;Part 2 的三种辐照条件下最大比光密度 Dm 与七类气体浓度;Part 5 的 CFE、Qsb、Qt、Qp 与燃烧滴落物;Part 3 的背火面平均温升、单点最高温升、完整性与试验时长;试样厚度、基材、密度、含水率与取样记录。

结果判据

Part 1 要求炉内热电偶平均温升与试样表面热电偶平均温升各不超过 30℃、平均持续火焰时间不超过 10 秒、平均质量损失不超过 50%。Part 2 的 Dm 限值按用途区分:舱壁、衬板与天花板表面 200,甲板基层敷料 400,地板覆盖物 500,塑料管与电缆 400;毒性常见限值为 CO 1450ppm、HCl/HBr/HF 各 600ppm、HCN 140ppm、NOx 350ppm、SO₂ 120ppm(地板覆盖物 200ppm)。Part 5 对舱壁衬板/天花板要求 CFE ≥20 kW/m²、Qsb ≥1.5 MJ/m²、Qt ≤0.7 MJ、Qp ≤4.0 kW;甲板基层敷料与地板覆盖物为 CFE ≥7 kW/m²、Qsb ≥0.25 MJ/m²、Qt ≤2.0 MJ、Qp ≤10.0 kW。以上均为规则文本说明,正式条款与豁免按现行有效文本核对。

失效定义

Part 1 任一四项判据超限即判非不燃;Part 2 任一辐照条件下 Dm 或任一气体浓度超限即判不符合;Part 5 任一参数不满足对应材料类别限值即判低播焰不符合;Part 3 出现火焰穿透、棉垫阴燃起燃或背火面温升超限,判耐火分隔不符合。以替代基材制样、省略某一辐照条件、把某分部合格写成「通过 IMO FTP 全部要求」、或用建筑标准报告替代船用型式认可,均判方法或结论不符。

测量、判据与失效定义要点对照
Part 5 用途CFE kW/m²Qt / QpQsb MJ/m²
舱壁衬板与天花板≥20.0≤0.7 MJ / ≤4.0 kW≥1.5
甲板基层敷料≥7.0≤2.0 MJ / ≤10.0 kW≥0.25
地板覆盖物≥7.0≤2.0 MJ / ≤10.0 kW≥0.25
塑料管与电缆按 Part 2 Dm ≤400按相应条款按用途
豁免条件Qt ≤0.2MJ 且 Qp ≤1.0kW可免部分 Part 2按现行文本

CFE = q(x_ext) Part 5 熄灭临界热通量,由辐射板热通量分布曲线与火焰熄灭位置 x_ext 换算得到。

测量、判据与失效定义要点对照
Part 5 用途CFE kW/m²Qt / QpQsb MJ/m²
舱壁衬板与天花板≥20.0≤0.7 MJ / ≤4.0 kW≥1.5
甲板基层敷料≥7.0≤2.0 MJ / ≤10.0 kW≥0.25
地板覆盖物≥7.0≤2.0 MJ / ≤10.0 kW≥0.25
塑料管与电缆按 Part 2 Dm ≤400按相应条款按用途
豁免条件Qt ≤0.2MJ 且 Qp ≤1.0kW可免部分 Part 2按现行文本

CFE = q(x_ext) Part 5 熄灭临界热通量,由辐射板热通量分布曲线与火焰熄灭位置 x_ext 换算得到。

数据分析与报告

数据处理

Part 1 四项判据按试样逐件列表取平均;Part 2 三种辐照条件分别给出 Dm 与气体浓度,不跨条件合并;Part 5 四个参数按试件分别计算并注明热通量标定曲线;Part 3 记录背火面各测点温度-时间曲线与平均值、单点最高值。所有分部数据应附取样记录与试样构造说明,形成可追溯的型式认可档案。

报告要素

记录产品名称、型号与用途、材料组成与厚度、基材类型与涂装工艺、取样记录(取样人、日期、地点、方式)、引用的规则分部编号、各分部试验装置与校准信息、全部原始结果与判定、免除条款的适用依据、船级社与型式认可证书编号,以及结果仅对所述试样与构造有效的声明。

数据分析与报告要点对照
异常现象可能成因排查方向备注
分部引用不全未做 Part 2 或 Part 5核对 SOLAS 用途证书风险
Dm 单一条件合格省略有焰条件补齐三条件常见
换基材后结果变化钢板改不燃板复现装船构造制样问题
证书与批次不符取样记录缺失追溯抽样协议认可风险
用建筑等级替代体系混淆按分部重做合规风险

Q_t = ∫ Q̇(t) dt Part 5 总热释放量,由热释放速率随时间的积分得到;Q_p 为该曲线的峰值。

数据分析与报告要点对照
异常现象可能成因排查方向备注
分部引用不全未做 Part 2 或 Part 5核对 SOLAS 用途证书风险
Dm 单一条件合格省略有焰条件补齐三条件常见
换基材后结果变化钢板改不燃板复现装船构造制样问题
证书与批次不符取样记录缺失追溯抽样协议认可风险
用建筑等级替代体系混淆按分部重做合规风险

Q_t = ∫ Q̇(t) dt Part 5 总热释放量,由热释放速率随时间的积分得到;Q_p 为该曲线的峰值。

实施要点与行业实践

实施要点

分部组合是船用材料最容易出错的环节:同一块地板覆盖物常需按 Part 2 与 Part 5 分别试验并在证书中并列引用,只做其中一项无法用于型式认可;涂装类试样的基材(钢板或不燃板)必须与实际装船构造一致,换基材会显著改变火焰传播与热释放;Part 2 的三种辐照条件不可省略,因为部分材料在有引燃火焰时烟密度反而更高;取样应由质量体系人员记录,以保证证书与供货批次的追溯链。

行业实践

市场上常见「符合 IMO FTP Code」的笼统宣传,应要求供方明确分部编号、材料用途与证书适用范围;船用与建筑、轨道、航空的阻燃体系彼此独立,GB 8624 等级、EN 13501-1 等级或 FAR 25.853 结论都不能替代 IMO 型式认可。换版与修订时还需核对 MSC 决议与船级社规范的最新引用;把「不燃材料」等同于「低烟低毒」,或把表面可燃性合格用于 A 级分隔构件,都是高频误读。

Q_sb = ∫_{t_ig}^{t_ext} (q(x) − q_loss) dt 持续燃烧热的工程表达,用于描述维持火焰传播所需的热量水平,具体计算按规则文本执行。

本文关系式汇总
关系式含义
ΔT̄_f = (1/n)·Σ(T_f,max − T_f,0)Part 1 炉内热电偶平均温升,判据为不超过 30℃;试样表面热电偶温升同理另算。
Δm = (m_0 − m_1)/m_0 × 100%Part 1 平均质量损失率,m_0 与 m_1 分别为试验前后质量,判据不超过 50%。
D_m = (V/(A·L))·lg(I₀/I_min)Part 2 最大比光密度,V 为烟箱体积、A 为暴露面积、L 为光程、I_min 为最小透射光强。
CFE = q(x_ext)Part 5 熄灭临界热通量,由辐射板热通量分布曲线与火焰熄灭位置 x_ext 换算得到。
Q_t = ∫ Q̇(t) dtPart 5 总热释放量,由热释放速率随时间的积分得到;Q_p 为该曲线的峰值。
Q_sb = ∫_{t_ig}^{t_ext} (q(x) − q_loss) dt持续燃烧热的工程表达,用于描述维持火焰传播所需的热量水平,具体计算按规则文本执行。

Q_sb = ∫_{t_ig}^{t_ext} (q(x) − q_loss) dt 持续燃烧热的工程表达,用于描述维持火焰传播所需的热量水平,具体计算按规则文本执行。

本文关系式汇总
关系式含义
ΔT̄_f = (1/n)·Σ(T_f,max − T_f,0)Part 1 炉内热电偶平均温升,判据为不超过 30℃;试样表面热电偶温升同理另算。
Δm = (m_0 − m_1)/m_0 × 100%Part 1 平均质量损失率,m_0 与 m_1 分别为试验前后质量,判据不超过 50%。
D_m = (V/(A·L))·lg(I₀/I_min)Part 2 最大比光密度,V 为烟箱体积、A 为暴露面积、L 为光程、I_min 为最小透射光强。
CFE = q(x_ext)Part 5 熄灭临界热通量,由辐射板热通量分布曲线与火焰熄灭位置 x_ext 换算得到。
Q_t = ∫ Q̇(t) dtPart 5 总热释放量,由热释放速率随时间的积分得到;Q_p 为该曲线的峰值。
Q_sb = ∫_{t_ig}^{t_ext} (q(x) − q_loss) dt持续燃烧热的工程表达,用于描述维持火焰传播所需的热量水平,具体计算按规则文本执行。

典型应用场景

典型应用场景

船用舱壁衬板、天花板与甲板基层敷料的型式认可(轮标)、涂料与胶粘剂的船级社认可、塑料管与电缆的上船合规核查、软垫家具与床垫的船用选型、以及修船与改装工程中替代材料的分部适用性复核等。

典型应用场景要点对照
阶段输入输出责任
设计SOLAS 用途与部位分部试验矩阵设计
取样现行生产或库存取样记录质量
试验含基材代表性试件各分部报告检测
认可报告与证书申请型式认可与轮标船级社
典型应用场景要点对照
阶段输入输出责任
设计SOLAS 用途与部位分部试验矩阵设计
取样现行生产或库存取样记录质量
试验含基材代表性试件各分部报告检测
认可报告与证书申请型式认可与轮标船级社

常见问题解答

问:IMO 2010 FTP Code 的分部是什么意思?

答:规则按试验对象把程序分成若干 Part:Part 1 不燃性、Part 2 烟与毒性、Part 3 耐火分隔、Part 5 表面可燃性等。同一产品常需同时满足多个分部,引用时应写明分部编号,例如甲板基层敷料按 Part 2 与 Part 5 试验时引用为「IMO 2010 FTP Code parts 2 and 5」。

问:Part 1 不燃性的四项判据是什么?

答:炉内热电偶平均温升不超过 30℃、试样表面热电偶平均温升不超过 30℃、平均持续火焰时间不超过 10 秒、平均质量损失不超过 50%,四项须同时满足。试验在约 750℃ 竖管炉内进行,暴露时间不必超过 30 分钟。

问:Part 2 为什么要做三种辐照条件?

答:规则要求分别在 25 kW/m² 无引燃火焰、25 kW/m² 有引燃火焰、50 kW/m² 无引燃火焰条件下测烟密度与毒性;部分材料在有引燃火焰时产烟或气体释放会明显变化,只做一种条件不能覆盖型式认可要求。

问:Dm 限值为什么不一样?

答:按材料用途区分:舱壁、衬板与天花板表面为 200,甲板基层敷料 400,地板覆盖物 500,塑料管与电缆 400;毒性限值同样按气体种类给出,地板覆盖物的 SO₂ 限值另有规定。正式数值须按现行规则文本核对。

问:Part 5 的 CFE 与 Qt 分别说明什么?

答:CFE 是火焰熄灭位置对应的临界热通量,反映火焰能否在较低辐射下维持传播;Qt 是总热释放量、Qp 是峰值热释放速率,反映放热强度。舱壁衬板与天花板要求 CFE 不低于 20 kW/m²、Qt 不超过 0.7 MJ,甲板基层敷料与地板覆盖物要求相对宽松。

问:不燃性合格是不是就不用做烟毒性?

答:不是。Part 1 判定材料是否不燃,Part 2 判定烟密度与毒性,二者相互独立;规则还规定某些低热释放材料可免除部分 Part 2 要求,但免除条件须按现行文本与船级社要求确认,不能自行省略。

问:为什么试样必须带实际基材?

答:涂装与涂层类材料的火焰传播和热释放受基材导热与厚度影响很大,规则按用于不燃基材或金属基材分别规定试件构造;只测涂层本身或随意更换基材,结果与装船状态不可比。

问:采购时怎么核对船用阻燃文件?

答:核对型式认可证书与轮形标志是否覆盖对应产品与用途、引用的分部编号是否完整、报告中的基材与厚度是否与供货一致、取样记录是否可追溯,并确认现行规则版本与船级社规范引用;建筑或轨道领域的燃烧性能等级不能替代 IMO 型式认可。

本文围绕相关产品标准与强制性安全标准的公开资料与工程实践进行梳理,用于说明不合格项目的试验方法、判定逻辑、成因分析与整改方向,不构成对任何具体产品的合格结论,也不替代适用法规、客户规范或经签署的试验大纲。正式标准编号、版本、限值与试验程序均以委托方提供的现行有效文本及技术协议为准;检测结论与合规判断应分别表述。