T/ZZB2439—2021

深海用固體浮力材料

1范圍

本文件規(guī)定了深海用固體浮力材料的術(shù)語和定義、產(chǎn)品分類、基本要求、技術(shù)要求、試驗方法、檢

驗規(guī)則、標志、包裝、運輸、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/T1033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/T1630塑料環(huán)氧樹脂

GB/T2567—2008樹脂澆鑄體性能試驗方法

GB/T3177產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）光滑工件尺寸的檢驗

GJB9435—2018深海用微珠樹脂復(fù)合固體浮力材料

HG/T3839塑料剪切強度試驗方法穿孔法

ISO21173潛水器-等靜壓測試-耐壓殼體和浮力材料（Submersibles-Hydrostaticpressure

test-Pressurehullandbuoyancymaterials）

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syntacticbuoyancymaterial

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)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truedensity

材料在絕對密實的狀態(tài)下單位體積的固體物質(zhì)的實際質(zhì)量，即去除內(nèi)部孔隙或者顆粒間的空隙后的

密度。

3.3

抗壓強度下破損率percentageofcollapsedmicrospheresunderhydrostaticpressure

等靜壓強度下，破壞的空心玻璃微珠占總空心玻璃微珠的體積百分比。

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3.4

在位浮力損失instrumentedbuoyancyloss

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blankmaterial

未經(jīng)粘接、機械加工和表面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行分類如下：

a)A型：作業(yè)水深≤1000m，適用中水層帶；

b)B型：1000m＜作業(yè)水深≤4000m，適用深水層帶；

c)C型：4000m＜作業(yè)水深≤6000m，適用深淵水層帶；

d)D型：作業(yè)水深＞6000m，適用超深淵水層帶。

5基本要求

5.1研發(fā)設(shè)計

5.1.1應(yīng)具有固體浮力材料配方研發(fā)和設(shè)計的能力。

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

項目技術(shù)要求

密度一致性±5%

粘度一致性±10%

活性當量一致性±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

項目技術(shù)要求

真密度一致性±20kg/m3

抗壓強度下破損率≤20%

含水率≤1%

漂浮率≥95%

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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)備進行物料混合。

5.3.2應(yīng)使用對流烘箱進行物料固化。

5.3.3應(yīng)配備環(huán)保設(shè)備對粉塵與廢氣進行收集處理。

5.4檢驗檢測

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)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）、機械力學(xué)、等靜壓破壞強度、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

指標

項目

A型B型C型D型

密度（kg/m3）≤450≤530≤600≤700

密度一致性（kg/m3）±10±10±15±15

≥1.50倍工作水≥1.30倍工作水

等靜壓破壞強度≥1.25倍工作水壓≥1.20倍工作水壓

壓壓

24小時保壓

≤1.0≤1.0≤1.0≤1.0

（1.1倍工作水壓）

吸水率7天保壓

≤3.0≤3.0≤3.0≤3.0

（%）（1.1倍工作水壓）

200次水壓循環(huán)

≤3.0≤3.0≤3.0≤3.0

（0至1.1倍工作水壓）

體積彈性模量（MPa）≥1000≥1500≥2000≥2400

單軸壓縮強度（MPa）≥8.0≥20.0≥50.0≥60.0

拉伸強度（MPa）≥5.0≥8.0≥12.0≥20.0

剪切強度（MPa）≥6.0≥10.0≥15.0≥25.0

6.2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。

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表4成品性能要求

指標

項目

A型B型C型D型

模具澆鑄：設(shè)計值±1.0%

尺寸

機械加工：設(shè)計值±0.15%

單個：設(shè)計值±4%

干重

平均：設(shè)計值±2%

單個：設(shè)計值±4%

凈浮力

平均：設(shè)計值±2%

1年在位浮力損失

≤3.5%≤4.0%≤4.5%≤5.0%

（工作水壓）

體積變形率

≤1.3%≤1.5%≤2.0%≤2.5%

（工作水壓）

7試驗方法

7.1密度、密度一致性、干重、凈浮力

按GB/T1033規(guī)定的方法進行。

7.2等靜壓破壞強度

按照附錄A規(guī)定的方法進行。

7.3吸水率

按ISO21173規(guī)定的方法進行。

7.4體積彈性模量

按GJB9435—2018中附錄B規(guī)定的方法進行。

7.5單軸壓縮強度

按GB/T2567—2008中5.2規(guī)定的方法進行。

7.6拉伸強度

按GB/T2567—2008中5.1規(guī)定的方法進行。

7.7剪切強度

按HG/T3839規(guī)定的方法進行。

7.8尺寸

按GB/T3177規(guī)定的方法進行。

7.9在位浮力損失、體積變形率

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按照附錄B規(guī)定的方法進行。

8檢驗規(guī)則

8.1檢驗分類

檢驗類型分為出廠檢驗和型式檢驗。

8.2出廠檢驗

8.2.1每批次產(chǎn)品中抽取10%或至少2個樣品，按照數(shù)量多者執(zhí)行；或按采購方要求進行抽樣。

8.2.2出廠檢驗項目按表5，所有檢測項目均合格方可出廠，并附有產(chǎn)品質(zhì)量合格證。

8.2.3出廠檢驗中，如果樣品有任一檢驗項目不符合技術(shù)要求中的指標，則進行如下處理：

a)對該批次中的每一個產(chǎn)品進行檢驗，通過全部檢驗項目的產(chǎn)品判為合格；

b)采購方可對經(jīng)檢驗不合格的產(chǎn)品進行重新評定工作水壓等級，并重新進行檢驗。

8.3型式檢驗

8.3.1出現(xiàn)下列情況之一時，應(yīng)進行型式檢驗：

a)新產(chǎn)品投產(chǎn)或產(chǎn)品定型鑒定時；

b)首次使用該模具生產(chǎn)時；

c)原材料及生產(chǎn)工藝參數(shù)發(fā)生變化時；

d)正常生產(chǎn)每年進行一次；

e)停產(chǎn)6個月以上后恢復(fù)生產(chǎn)時；

f)出廠檢驗結(jié)果與上次型式檢驗有較大差異時；

g)轉(zhuǎn)廠生產(chǎn)時；

h)國家質(zhì)量監(jiān)督管理部門提出要求時。

8.3.2從出廠檢驗合格品中隨機抽取5個樣品。

8.3.3型式檢驗項目按表5。

表5檢驗項目

類別項目技術(shù)要求檢驗方法出廠檢驗型式檢驗

密度見表37.1√√

密度一致性見表37.1√√

等靜壓破壞強度見表37.2-√

24小時保壓吸水率見表37.3√√

裸材

7天保壓吸水率見表37.3-√

200次水壓循環(huán)吸水率見表37.3-√

體積彈性模量見表37.4-√

單軸壓縮強度見表37.5-√

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表5（續(xù)）

類別項目技術(shù)要求檢驗方法出廠檢驗型式檢驗

拉伸強度見表37.6-√

裸材

剪切強度見表37.7-√

尺寸見表47.8√√

干重見表47.1√√

成品凈浮力見表47.1√√

在位浮力損失見表47.9√√

體積變形率見表47.9√√

注：帶“√”的項目為必檢項目；帶“-”的項目為不檢項目。

8.3.4型式檢驗的結(jié)果全部符合技術(shù)要求中的指標，則判定該產(chǎn)品型式檢驗合格。

9標志、包裝、運輸和貯存

9.1標志

產(chǎn)品包裝表面應(yīng)標注生產(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)能在正常運輸和貯存過程中保護產(chǎn)品不受機械損傷。

9.3運輸

產(chǎn)品在運輸時應(yīng)避免碰撞。

9.4貯存

9.4.1產(chǎn)品在貯存時應(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

行型式檢驗，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)商進行免費維修或

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小時內(nèi)響應(yīng)。

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AA

附錄A

（規(guī)范性）

等靜壓破壞強度測試方法

A.1范圍

本方法適用于固體浮力材料等靜壓破壞強度的測定。

注：測試方法來源為ASTMD2736。

A.2儀器設(shè)備

靜水壓模擬試驗裝置。

A.3試樣

A.3.1試樣尺寸不應(yīng)小于50mm×50mm×50mm。

A.3.2有效試樣數(shù)量不少于5個。

A.4試驗步驟

A.4.1將1個固體浮力材料試樣放入靜水壓模擬試驗裝置的液壓缸體內(nèi)，并將系統(tǒng)內(nèi)部充滿水。

A.4.2以（0.5～10）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1H

z的采樣頻率實時記錄并保存測試時間和水壓強度等數(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)果計算

根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制“水壓強度-測試時間”曲線，其斜率（即增壓速率）首次發(fā)生突然變化時的

水壓強度即為試樣的等靜壓破壞強度，以MPa為單位。

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BB

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