检索结果-南通市图书馆

作者：赵毅中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

跑道作为机场的主要组成部分之一,同样也是航空器进行起飞着陆以及地面运行的重要载体。近些年来机场愈发密集的航班量以及更高的跑道利用率,导致发生跑道侵入的风险增加。跑道侵入的发生可能造成一系列的安全事故,所以需要对机场场面... 详细信息

跑道作为机场的主要组成部分之一,同样也是航空器进行起飞着陆以及地面运行的重要载体。近些年来机场愈发密集的航班量以及更高的跑道利用率,导致发生跑道侵入的风险增加。跑道侵入的发生可能造成一系列的安全事故,所以需要对机场场面目标物体进行实时监控和精确检测,从而做到对跑道侵入的快速发现和及时预警。因此,本文提出一种基于视频图像目标检测算法的机场防跑道侵入方法,着重从图像处理、目标检测与跟踪以及告警系统设计三个方面进行深入研究,从而达到实时监测航空器与预防跑道侵入发生的效果。本文的主要研究工作如下:首先,针对机场摄像头视频图像容易因为各种不同天气和环境条件而出现图像质量不高和视觉效果不佳的情况,构建了一种基于压缩感知理论的图像重构处理算法模型。通过NSCT-IRLS对图像进行重构处理实验,在采样率为0.3时,PSNR值对比其他传统重构算法高出18.6476dB,然后加入标准差为15的随机高斯噪声后该算法PSNR值仅下降了0.2942dB。提高了图像数据抗噪声能力,提升了机场场面监控视频图像重构质量和视觉效果,为后续的目标识别检测提供更好的数据来源。其次,针对机场目标检测精确度、实时性不高以及复杂网络难以在机场设备系统完成部署的问题,提出了一种基于注意力机制的改进YOLOv3轻量化机场目标检测模型。自建了机场目标数据集,对YOLOv3目标检测模型进行训练和改进,采用Kmeans聚类算法进行先验框的重新设计,并对损失函数进行重新设计,提高算法对机场特定目标的检测准确性;然后把YOLOv3中的骨干网络替换成mobilenetv3轻量级特征提取网络,实现模型的轻量化;针对模型轻量化后的m AP下降问题,接着引入CBAM注意力机制以保证网络目标检测的精确度。通过实验验证改进后的MCCYOLOv3模型测试准确率达96.7%;对比原始模型m AP值提升了1.16%,模型大小减小了81.73%,在提高一定精度的同时减少了模型的大小,从而降低运算成本和时间。最后,针对预防跑道侵入的发生,设计了一套基于视频图像目标检测技术的跑道侵入告警系统。研究机场摄像头的合理布局,减少了检测误差;根据检测目标运动状态预测和位置信息对跑道侵入的发生与否进行判断和告警。完成了系统软件的开发,并在实验室搭建跑道侵入模拟实验,对跑道侵入事件检测准确率达96%,验证了基于视频图像目标检测告警系统的准确性和可行性。

关键词：跑道安全跑道侵入告警系统视频图像处理目标检测

基于多目标优化的航班扰动恢复策略研究 ——以长沙黄花机场为例

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基于多目标优化的航班扰动恢复策略研究 ——以长沙黄花机场为例

作者：邓荣岳中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

我国民航客货运输航班呈现总量大,增长快特点,机场航班经常会受到各种因素扰动而产生延误或取消,而保障机场航班运行正常是改善民航服务工作的重点,所以,对机场航班扰动恢复问题展开研究,具有重要的意义。机场航班恢复工作涉及保障部门... 详细信息

我国民航客货运输航班呈现总量大,增长快特点,机场航班经常会受到各种因素扰动而产生延误或取消,而保障机场航班运行正常是改善民航服务工作的重点,所以,对机场航班扰动恢复问题展开研究,具有重要的意义。机场航班恢复工作涉及保障部门众多,工作程序复杂,同时需要考虑多方面的因素,建立高维度多目标优化的航班恢复模型,对于解决机场航班恢复问题具有现实意义。本论文首先通过梳理航班延误的原因以及航班恢复需要考虑的因素,建立以最小化航班延误时间、最低不正常航班经济损失、最少化航班延误数量以及航班恢复公平性最大为目标函数的高维度多目标优化模型,运用NSGA-Ⅲ算法并对算法进行一定的改进,结合机场实际航班运行数据对模型和算法进行实例验证,结果显示采用改进NSGA-Ⅲ算法优化的航班计划比实际航班运行情况,能够减少32.19%航班延误时间,减少22.10%不正常航班经济损失,减少航班延误数量47班次,航班恢复的公平性从1.55降低为1.07。针对NSGA-Ⅲ算法全局搜索性能良好而局部搜索性能相对较低的特点,本论文通过引入邻域搜索策略和改进交叉算子来增强算法的局部搜索能力,以提高算法优化效果。通过实例验证改进NSGA-Ⅲ算法,在解决高维度多目标优化的航班恢复问题时,比NSGA-Ⅲ算法具有更好的优化效果,证实了算法改进的有效性。其次,为了评估机场航班恢复措施的系统韧性,本论文以每小时航班平均延误时间为系统韧性评价指标,从系统恢复响应时间、系统破坏速率、系统恢复速率、系统破坏程度四个方面进行系统韧性评价,结果显示采用改进NSGA-Ⅲ算法优化的航班计划具有更好的系统韧性。此外,本论文以单个航班延误时间的标准差作为机场航班恢复的公平性,将其纳入到高维多目标优化的航班恢复研究中,既能避免过于追求航班恢复效益而损害部分旅客出行的公平权益,维护航班恢复公平性,又能避免过于追求航班公平性而导致航班延误时间的平均化。针对机场航班恢复工作的复杂性,本论文提出的高维度多目标优化模型,有助于机场从多角度出发解决航班恢复问题,经实例验证,模型和算法具有可适用性和有效性,这对于机场航班恢复工作具有借鉴和参考意义。

关键词：航班恢复多目标优化邻域搜索策略系统韧性公平性

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基于人体骨骼关键点考生异常行为识别研究

基于人体骨骼关键点考生异常行为识别研究

作者：王新宇中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

随着科技的发展和数字化的普及,目前国内多个省级的教育考核机构以及一些高等院校已经建立了大量的标准化考场,这些考场主要服务于中学毕业考试、高等教育入学考试、研究生入学考试、大学英语四六级考试、公务员录用考试以及律师资格认... 详细信息

随着科技的发展和数字化的普及,目前国内多个省级的教育考核机构以及一些高等院校已经建立了大量的标准化考场,这些考场主要服务于中学毕业考试、高等教育入学考试、研究生入学考试、大学英语四六级考试、公务员录用考试以及律师资格认证考试等国家级别的考核。这些标准化考场系统的核心技术包括高清质量的监控视频采集、归档及电子巡视,旨在为传统的人工监考提供必要的辅助。但是目前的标准化考场系统在运用过程中呈现“仅记录未判定”和“依靠人工复查监控录像”特点。针对这一现状,本文提出了一种基于人体骨骼关键点的考生异常行为识别方法,通过姿态估计算法实时获取考生的骨骼信息并利用获取到的信息通过图卷积动作识别网络进行行为分类,旨在从考场视频中对考生的异常行为进行实时识别。本文的主要工作如下:(1)以OpenPose算法为基准并对其进行轻量化改进以提高姿态估计算法的实时性能。解决了原算法在资源受限上消耗计算资源过多的问题,为后续实时行为识别奠定基础。(2)针对于原OpenPose算法进行轻量化改进后产生的姿态估计延迟的问题,通过结合轻量化的目标追踪算法—YOLOV3-tiny解决了姿态估计算法骨骼提取产生延迟的问题并将原算法的边框回归损失函数由原来的Io U替换为对目标距离角度感知能力更强的S-Io U,缩短了训练时间的同时并使得算法对目标预测的边界框更加准确与稳定。(3)以原ST-GCN算法为基准,设计了一种新的双流框架,引入了表征骨骼长度和方向的二阶信息,在提高识别准确率的同时,又起到数据增强的作用。其次,在针对考场内考生下半身由于受到桌椅遮挡的影响,导致下半身关键点检测出现检测错误或丢失的情况,通过调整姿态估计算法的输出抑制足部和膝部这两对关键点,解决了桌椅遮挡带来的关键点检测不准的这一实际问题。最后,结合轻量化改进的姿态估计算法-OpenPose和加入距离角度考量的边框回归损失函数的目标追踪算法YOLOV3-tiny实现了对考场内考生的异常行为识别。

关键词：姿态估计目标检测图卷积神经网络行为识别

基于深度学习的航空发动机涡轮叶片烧蚀检测研究

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基于深度学习的航空发动机涡轮叶片烧蚀检测研究

作者：陈纪宗中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

随着中国航空业的快速发展,航空发动机作为确保飞行安全的关键设施,其维护与检测技术备受关注。判别航空发动机内部零部件的烧蚀情况通常使用孔探技术,然而孔探的检测结果评估通常依赖检修人员的经验所得,效率低下且准确性不足,难以满... 详细信息

随着中国航空业的快速发展,航空发动机作为确保飞行安全的关键设施,其维护与检测技术备受关注。判别航空发动机内部零部件的烧蚀情况通常使用孔探技术,然而孔探的检测结果评估通常依赖检修人员的经验所得,效率低下且准确性不足,难以满足现代航空业对高效精确检测的需求。随着深度学习的快速发展,基于深度学习的目标检测技术在定位烧蚀区域方面取得了初步进展,但在识别烧蚀边缘特征方面仍存在局限性。因此本文旨在利用深度学习中的语义分割技术,在快速定位烧蚀位置的同时也能捕获烧蚀呈现形态,以更有效地辅助检修人员进行检修工作,旨在为实现烧蚀损伤的高效自动化检测提供一种解决方案。为实现上述目标,构建了专用于航空发动机涡轮叶片烧蚀检测的数据集,并基于此数据集对现有主流的语义分割模型开展实验。实验通过比较分析确定PSPNet作为基准模型,接着对PSPNet模型进行改进以适应航空发动机烧蚀检测的任务。研究引入Mobile Net V3作为轻量级的特征提取网络,旨在提高模型的运行效率并使之适应资源受限的环境。为增强模型在边缘特征检测上的能力,串联CBAM注意力机制,通过空间和通道维度的注意力聚焦,进一步提升模型对烧蚀区域关键特征的捕捉能力。最后,通过半精度训练策略并引入Lion优化器,缩短训练周期、加快模型收敛速度及提高性能。通过横向对比实验和纵向消融实验评估了改进模型的性能,其中横向对比实验采用控制变量法评估了主流模型的平均精确度(a Acc)、平均准确度(m Acc)、平均交并比(m Io U)以及训练过程中的性能;纵向消融实验则评估了将改进方案集成到基准模型中的效果。实验结果显示,改进后的PSPNet在烧蚀检测任务上展现了卓越性能,显著提升了检测的准确性和效率,其中a Acc(99.16%),m Acc(93.67%),m Io U(89.57%)均呈现较高精度。最后通过搭建Web检测平台,将烧蚀检测模型应用于孔探图像烧蚀检测任务,并且使用航司检测报告与推理结果进行检验测试,检验结果边缘形态呈现较好,实现了对孔探图像数据中烧蚀区域的准确识别和检测。

关键词：航空发动机深度学习语义分割注意力机制自动化检测

基于深度学习的机场类航行通告要素智能识别研究

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基于深度学习的机场类航行通告要素智能识别研究

作者：郝宽公中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

随着我国民航机场数量的增多,机场情报信息处理工作负担逐渐增大,尤其针对航行通告要素信息进行高效、准确识别的需求日益迫切。由于机场类航行通告正文通常含有大量非结构化文本要素,导致其识别和处理往往需要人工参与,不仅效率低下,... 详细信息

随着我国民航机场数量的增多,机场情报信息处理工作负担逐渐增大,尤其针对航行通告要素信息进行高效、准确识别的需求日益迫切。由于机场类航行通告正文通常含有大量非结构化文本要素,导致其识别和处理往往需要人工参与,不仅效率低下,而且容易出现“错、忘、漏”等问题。基于深度学习的文本识别技术不断发展,利用深度神经网络学习文本复杂特征的模型逐渐成熟,这为传统航行通告文本在数据准确性和系统互通性方面提供了解决途径。因此,深入研究机场类航行通告利用深度学习方法实现对非结构化文本要素的有效识别,将助推民航产业数字化转型的进程。本文以系统性构建机场类航行通告要素识别模型、探究传统航行通告非结构化文本信息向结构化和标准化文本信息处理为研究重点,通过建立语料库进行模型训练和评估,并在预训练、特征提取多方面对模型进行对比分析。核心研究如下:(1)构建机场类航行通告语料库。首先,按照语料采集原则从多个权威数据源收集数据,并对语料数据进行实验预处理,确保语料满足进一步分析的要求。其次,根据语料特点归纳统计分析,明确定义了实体分类和标注方法,通过制定的标注规范策略进行高质量的语料标注。最后,标注一致性评估结果验证了语料数据的可靠性。(2)基于预训练模型的机场类航行通告要素实体识别方法及结合知识增强的模型改进方法。基于预训练模型对E项文本要素的学习,构建了BERT-Bi-LSTM-CRF要素识别模型,该模型融合BERT的深度语言理解、Bi-LSTM的序列处理及CRF的精准序列标注能力,F1得分达到85.54%,通过与现有模型对比分析,验证了该模型在航行通告要素识别中的有效性。为了进一步提升模型性能,引入知识增强机制,优化构建Ro BERTa-Bi-LSTM-CRF模型,不仅保留了原框架的优势,还通过融入领域专业知识,显著提升了模型对专业术语及上下文的理解,将F1得分提高至91.53%。(3)设计机场类航行通告要素智能识别系统框架。在实现高效的要素实体识别的基础上,结合航行通告要素结构特点与AIXM模型实体建模规则,设计了可实现Q项代码核对和事件匹配的要素智能识别系统,同时利用GUI技术搭建了要素显示界面。

关键词：机场类航行通告非结构化文本要素命名实体识别预训练模型知识增强

《SR20飞机维护手册》第21章“环境系统”英译汉翻译实践报告

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《SR20飞机维护手册》第21章“环境系统”英译汉翻译实践报告

作者：杨紫嫣中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

本报告翻译选材The Airplane Maintenance Manual for the Cirrus SR20《SR20飞机维护手册》第21章“环境系统”。飞机维护手册是由制造商按照Air Transport Association of American(ATA)规范要求编写的,手册量大,范围广泛,内容包括对... 详细信息

本报告翻译选材The Airplane Maintenance Manual for the Cirrus SR20《SR20飞机维护手册》第21章“环境系统”。飞机维护手册是由制造商按照Air Transport Association of American(ATA)规范要求编写的,手册量大,范围广泛,内容包括对安装在飞机上所有系统和设备实施各种维护、检查、清洁、修理等工作的详细技术标准和程序。环境系统是保证飞机座舱和设备舱内设备正常工作所需的适当环境条件的整套装置。该系统包括座舱供气和空气分配、座舱压力控制、温度控制等。飞机维护手册用英语编写。其特点是结构简单,句式重复。由于实际应用需要,译者需要将手册翻译成中文,并制作成工卡,供维修人员使用。在翻译飞机维护手册时需要考虑到机务维护人员的实际应用需要。若翻译不当,使得维护人员无法理解,轻则造成设备损伤,严重的话会出现安全事故。由此看来,译文应当满足语义以及交际需要,这就与语法隐喻原则出现的原因不谋而合。笔者在翻译该维护手册时,为了避免由于翻译不当造成的设备损伤或安全事故,在语法隐喻原则的指导下,采用了多种翻译策略聚焦于文本中词汇层面、句法层面以及篇章层面的翻译。本翻译实践聚焦于该维护手册中的专业术语、常用句型中的特殊词汇以及词汇在篇章构成中起到的重要作用。本翻译实践旨在通过对该手册当中的词汇、句法以及篇章的深入研究提升文本的翻译质量。在准确表达原文语义的同时,还能够实现其交际目的。

关键词：飞机维护手册语法隐喻理论翻译策略

两种不同气动布局的大型固定翼无人机编队飞行尾流冲浪研究

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两种不同气动布局的大型固定翼无人机编队飞行尾流冲浪研究

作者：左沁松中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

近年来,伴随着航空货运量的日益增长,越来越多的大型固定翼无人运输机成功试飞并加入航空运输行业。无人机的控制技术和安全性为编队飞行尾流冲浪带来了新的契机,为探索不同气动布局无人机在编队飞行尾流冲浪行为中的收益情况,有必要对... 详细信息

近年来,伴随着航空货运量的日益增长,越来越多的大型固定翼无人运输机成功试飞并加入航空运输行业。无人机的控制技术和安全性为编队飞行尾流冲浪带来了新的契机,为探索不同气动布局无人机在编队飞行尾流冲浪行为中的收益情况,有必要对国内现有无人运输机机型编队飞行进行数值模拟研究。本文围绕两种典型大型无人运输机在编队飞行尾流冲浪中的升力提升情况进行研究。论文主要研究工作包括:首先,研究了国内外无人运输机发展现状,选择了两款重量相近且气动布局迥异的大型无人运输机作为研究的基础机型,在此基础上进行了三维建模得到机型A与机型B作为研究对象。研究数值模拟技术发展与现状,选择合适的模型与网格,对研究对象进行了前处理。其次,对两种机型在巡航阶段的飞行进行了单独数值模拟研究,根据结果中的气动性能,确定了各自机型的飞行迎角、起飞重量等基本飞行状态,作为后续研究的条件。研究了飞机在航路阶段尾流理论模型,确定了本研究中的尾流范围,通过数值模拟结果分析了两种机型在所研究范围内的尾流特点和差异。然后,研究了两种机型无人机尾流场及其诱导速度分布情况,确定了前后机在尾流冲浪时的相对垂直高度。在该高度平面上,选择若干前后机间隔根据各自的初始条件进行了相同机型编队在不同位置的数值模拟计算。用空气动力学中的条带法,构建后机整体在前机尾流中的响应模型,研究了升力、阻力和力矩的理论计算方法。对不同机型在相同位置进行交叉配置,再次进行了数值模拟研究。最后,通过数值模拟结果分析两种机型在尾流冲浪时的升力、阻力和力矩情况;探讨阻力与油耗航程、力矩与安全的关系;确定后机在尾流冲浪中保持与前机最佳的相对位置。发现双翼布局的机型A无论作为前机还是后机在密集编队尾流冲浪飞行中均受益更多,大展弦比的机型B虽然在尾流冲浪冲收益不如机型A,但滚转力矩小,更安全。论文拟通过上述工作为无人机厂商在设计无人运输机时以及运营商在无人机运行时提供理论基础和实验依据、为无人机编队飞行标准提供参考。

关键词：尾流冲浪编队飞行数值模拟尾流间隔

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终端区点融合进场排序及运行效率评估研究

终端区点融合进场排序及运行效率评估研究

作者：方鹏越中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

机场终端区是空中交通管制的关键区域,涉及航班起降、进出港流程,容易出现管制延误、航空器间隔不足等问题,对飞行安全和航班协调至关重要。为提高终端区效率,旨在优化空域资源的点融合程序作为新空中交通管理技术被提出,新技术下合理... 详细信息

机场终端区是空中交通管制的关键区域,涉及航班起降、进出港流程,容易出现管制延误、航空器间隔不足等问题,对飞行安全和航班协调至关重要。为提高终端区效率,旨在优化空域资源的点融合程序作为新空中交通管理技术被提出,新技术下合理有效的调度亟需解决。针对点融合程序中航班调度问题,模拟繁忙机场终端区航班数据,本文通过将航班进场排序分为先来先服务策略(First Come First Service,FCFS)和滑动窗口(Sliding Window,SDW)策略,并引入中国民航航空器尾流重新分类标准(RECAT-CN)代替现行尾流间隔标准(ICAO),对比不同组合策略下的终端区运行效率。构建了点融合程序运行效率评估方法,并讨论了航空器数量、不同机型占比与相同机型排序是否连续对点融合程序运行效率的影响,以得到最佳局部策略运行方案。文章首先阐述了点融合程序与尾流间隔标准的相关概念,介绍了元胞自动机与遗传算法的基本思想和特征。然后基于python编程模拟终端区点融合运行场景,假定30架航空器在该场景中依次进场落地,采用二维元胞自动机来模拟该进场排序过程,并采用遗传算法优化二维元胞自动机的航班进场排序结果。通过FCFS/ICAO与FCFS/REC AT-CN和SDW/ICAO与SDW/RECAT-CN四种管制策略两两对比,对点融合程序进场排序结果进行分析,并考虑多种因素对点融合运行效率变化分析。相较于采用FCFS策略和现行尾流间隔标准,当采用SDW策略和RECAT-CN标准时,点融合程序运行时间提升了8.5%,容量提升了11.9%,从而验证了机场终端区的运行时间效率与其空域容量呈正相关。在此基础上,考虑不同机型占比、RECAT-CN间隔标准和相同机型是否连续进场三个影响效率的因素,通过仿真实验和理论计算可得到结论:1)点融合程序和R ECAT-CN标准本质都是通过缩短前后机的最小安全间隔距离,从而提升机场终端区运行效率;2)中型机占比越低,点融合程序和RECAT-CN标准能提升终端区运行效率越高;3)在点融合程序程序中采用滑动窗口策略时,若能将相同机型调配成连续的进场航班流,则终端区的运行效率可进一步提升。

关键词：点融合程序进场排序效率评估中国民航航空器尾流重新分类元胞自动机遗传算法

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基于双模态融合的人脸识别技术研究

基于双模态融合的人脸识别技术研究

作者：朱姿翰中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

近年来,人脸识别受到了广泛的关注,在安防、身份验证、医疗领域、教育领域等都受到了青睐。虽然可见光设备能够捕获丰富的细节特征信息且价格便宜,但是在进行人脸识别过程中存在需要辅助光源、有照片攻击的可能性、不可穿透伪装等一系... 详细信息

近年来,人脸识别受到了广泛的关注,在安防、身份验证、医疗领域、教育领域等都受到了青睐。虽然可见光设备能够捕获丰富的细节特征信息且价格便宜,但是在进行人脸识别过程中存在需要辅助光源、有照片攻击的可能性、不可穿透伪装等一系列问题。相较于可见光设备,很多热红外设备表现出了可用性,其在弱光或者黑暗的极端环境条件下仍然可以稳定成像,但由于其分辨率低导致不能捕获丰富的人脸特征信息,所以在人脸识别方面还不够成熟。若双模态人脸识别可以有效整合两种单一模态信息,就可以弥补单一特征的不足之处,具有重要的研究价值。本文在研究可见光和热红外人脸图像的基础上,构建了双模态人脸识别网络模型;针对现有的双模态人脸数据不足的问题,设计、采集、构建了可见光人脸识别数据集、热红外人脸数据集、双模态人脸数据集,为后续的实验奠定了数据基础;对双模态人脸识别算法进行探索与实验,通搭建双分支跨模态融合模型,最终使得模型可以实现双模态人脸识别。首先,针对双模态数据集问题,利用现有的双光谱视觉模组对自愿者进行人脸信息采集,同时利用算法采集人脸温度信息,后续通过伪彩图编码函数,对温度数据进行转换,将所有采集的人脸数据通过数据预处理操作,实现数据的标准化和规范化,利用Yolov7对人脸进行检测,根据检测到的位置信息进行裁剪人脸,构建双模态人脸数据集。其次,针对可见光和热红外人脸识别问题,利用CNN和Transformer混合网络搭建双模态人脸识别网络模型,设计了双分支跨模态融合网络模型,将两种模态数据的进行融合。实验结果表明,与特征相加、特征平均、特征拼接三种特征融合策略相比,此种融合策略可以达到最优的效果,准确率可以达到97.08%,且优于两种单模态人脸识别网络模型。最后,通过利用Qt Creator设计双模态人脸识别界面,通过信号与槽机制,将不同模态人脸识别算法嵌入,实现脸识别。在进行系统界面设计时,利用Py Qt5工具编写算法来实现两种单一模态的人脸识别和双模态人脸识别,以此来检验本文提出的双模态人脸识别算法的可行性。

关键词：人脸识别双模态特征融合 CNN Transformer

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航空燃油储罐隔热阻燃涂料制备与性能研究

航空燃油储罐隔热阻燃涂料制备与性能研究

作者：向家林中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

航油储罐通常容量巨大且暴露于室外,会造成比较显著的航油蒸发损耗和较高的火灾风险,为了减少航油的损耗并抑制储罐火灾的发生,保证航油存储输送等环节的安全运行,需要航油储罐具有良好的隔热和阻燃效果。研究开发应用于航油储罐外部的... 详细信息

航油储罐通常容量巨大且暴露于室外,会造成比较显著的航油蒸发损耗和较高的火灾风险,为了减少航油的损耗并抑制储罐火灾的发生,保证航油存储输送等环节的安全运行,需要航油储罐具有良好的隔热和阻燃效果。研究开发应用于航油储罐外部的兼具隔热和阻燃性能的涂层系统是解决这一问题的可行方案。本文采用化学原位聚合法制备了以石蜡十八烷（Oct）作为芯材、以三聚氰胺-脲醛树脂（MUF）作为囊壁的微胶囊相变材料（Mc PCMs）。研究了不同乳化剂含量配比等制备工艺参数对微胶囊相变材料形貌,热稳定性能和储热性能的影响。结果表明,通过改变乳化剂含量和不同乳化剂配比,制备的微胶囊相变材料具有较好的形貌,封装效率最高能达到60.0%,潜热存储效率最高达到54.0%。同时,采用钛酸酯偶联剂（UP-311）对氢氧化铝进行表面改性研究,以提高微米氢氧化铝阻燃剂在有机基体中的分散能力。研究表明,通过红外光谱、粒径分析、活化指数分析等,发现改性后的粒径由0.5～4μm减小到了0.5～3μm之间,粉体表面活化指数能达到85.0%,同时氢氧化铝表面性质由亲水疏油变为亲油疏水。在上述基础上,基于航油储罐表面涂装所用的环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆和丙烯酸聚氨酯面漆复合涂层体系,将微胶囊相变材料添加到环氧云铁中间漆中形成改性中间涂层;将微米氢氧化铝阻燃剂加入到环氧富锌底漆中混合搅拌制成改性底漆层,结合涂装工艺的优化,制备了改性复合涂层涂料。研究了不同添加量的微胶囊相变材料和表面处理后的氢氧化铝对改性涂料和改性涂层基本性能以及隔热和阻燃性能的影响。研究表明,改性后的隔热涂料和阻燃涂料的粘度和不挥发物含量随着微胶囊含量增加而增加,干燥时间皆满足涂料国标标准。对涂装后的隔热和阻燃涂层进行柔韧性、耐冲击性测试、耐水性等基本性能测试。测试结果表明,微胶囊添加量达到12 wt.%的隔热涂层机械性能和耐水性明显下降,表面改性后的氢氧化铝添加量添加过多导致改性阻燃涂层耐冲击性和耐水性变差。研究揭示出,在对隔热涂层对照试验下,3 wt.%、6 wt.%、9 wt.%微胶囊相变材料的环氧云铁中间漆基础性能优异,涂层表面具有较好光泽,平整,其中9 wt.%微胶囊相变材料的环氧云铁中间漆隔热温度能达到6.7℃左右,涂层的隔热性能良好。而加入了9 wt.%表面处理后的氢氧化铝的环氧富锌底漆,机械性能及耐水性良好,基本性能满足国标要求,通过燃烧试验发现,阻燃时间能达到330s,碳化面积3328mm,显著提高了涂层的阻燃性能。将添加9 wt.%的表面处理氢氧化铝环氧富锌涂料作为底漆,添加9 wt.%的微胶囊环氧云铁中间漆,然后再涂刷丙烯酸聚氨酯面漆,构成储油罐的外部防护涂层。对复合涂层进行了厚度、耐冲击性等基础性能测试,并对其进行隔热、阻燃和耐紫外老化性能测试。测试结果表明,复合涂层平均厚度在261.12μm,机械性能良好,而隔热性与单一涂层相比增加了0.6℃,阻燃性与单一涂层相比阻燃时间增加了22s。而经过耐紫外老化测试发现,空白涂层和复合涂层失光率都评定为1级很轻微失光,耐紫外老化性能较好。

关键词：石蜡十八烷微胶囊氢氧化铝环氧云铁中间漆复合涂层