图3 A-60级双开船舶防火门火烧试验后背火面图
A-60级船舶防火门(液压滑动水密门)，由于设计的试验舱壁强度不够，在火烧门控装置的前60分钟内，执行机构基座安装处的试验舱壁受热变形较大，导致试验的门无法正常关闭，船舶防火门部分元器件含可燃物品，在火烧时燃烧起来，导致蹿火，失去完整性。
A-0级防火窗，玻璃压框对玻璃的压紧量不够，窗框与玻璃的间隙可能过大而压紧部位过小，试验中向火面玻璃脱落时压框内的玻璃压条同时掉落。30分钟左右，随着背火面玻璃变形向炉内塌陷，上端脱离压框导致窜火，失去完整性。
3.提高火烧试验通过率建议
防火类产品质量控制核心是确保能满足相对应的防火性能，而验证防火性能主要依靠标准耐火试验，验船师现场封样时应重点关注如下情况：
严格核查企业实际使用的原材料与合格供方清单的适用性，同时，关注厂家原材料的储存地点，确保装入火烧试验试样中不燃材料是干燥的，避免火烧过程中水蒸气蒸发产生的热量；关注不燃、防火膨胀条、胶粘剂的容重和品质。
对装配完成前的防火类产品进行检查，以确定排列不燃材料时排列紧凑，且应完全按照图纸设计要求进行，避免由于间隙导致背火面温升较快；保证胶水的合理用量和安装时确保防火分隔内板的整洁，避免胶水用量过大和内板有油污导致产生过多的气体，影响试验的完整性；注意装配的精度，比如对玻璃压框的控制。
典型样品的虚拟火烧
从上述的火烧失败案例中可发现，尺寸较大的双扇船舶防火门是最难通过标准耐火试验的产品，因此，本项目选取A-60级双扇船舶防火门作为典型样品进行虚拟火烧。
本次船舶防火门的虚拟火烧相对于实际的标准耐火试验，作出如下假设：
一是假设直接在船舶防火门向火面施加温升曲线，实际标准耐火试验的向火面温升的控制是参照IMO 2010年 FTP 规则附件1第3部分附录1第7.3节炉温热电偶的要求，通过监测炉内热电偶的温度来实现；本研究进行虚拟火烧时，对试验温升曲线数据进行分析整理。二是假设船舶防火门装配完好，内部不燃材料和防火膨胀条填充均匀。
1.模型虚拟
在三维实体模型的搭建与优化方面，本次实验选用CGFM-1GS型A-60级双扇船舶防火门为研究对象，具体尺寸与报告相同，SolidWorks所建A-60级双扇船舶防火门的模型(详见图4)；在此基础上，为了后续更好地划分网格，笔者对模型进行了简化和优化，去除结构中存在的瑕疵。
对模型本身结构进行优化处理完毕，将门扇按照实际的船舶防火门结构建了5层板，自向火面起依次为钢板门板 无机轻质防火板(容重1000kg/m³) 岩棉(容重120kg/m³) 无机轻质防火板(容重1000kg/m³) 钢制门板，门整体厚度为58mm，边缘空缺部分均按岩棉/防火膨胀条进行填充。
图4 A-60级双扇船舶防火门的模型图
在有限元模型的前处理方面，在热分析时，需要定义容重、导热系数和比热容，而热力耦合时需定义弹性模量、泊松比、热膨胀系数、屈服极限和抗拉极限，准确的材料参数对于分析过程合理性和分析结果科学性起至关重要的作用。在热分析的时候，接触形式关乎到热的传导，起桥梁的作用，本次虚拟火烧使用静态模型并不涉及到运动，因此各个接触面设定为Bonded接触；因为门扇外和门扇内由1mm钢板经过折弯而成，相较于其他防火材料厚度较薄，故定义为板单元，其他防火材料定义为体单元；在进行网格划分时，内部传热的网格并无太严苛的要求，传热靠接触即可完成定义，因为需要测定背火面观测点具体温升，故将背火面的面网格进行细化。
2.环境虚拟
环境虚拟主要是指环境的温度和船舶防火门向火面温度，环境温度设置为20℃，而船舶防火门向火面施加的向火面温升曲线。虚拟火烧的主要优点之一就是将面热源均匀施加于向火面，这样可以保证每个点的温升都按标准进行，使结果更具科学性。按照IMO 2010年FTP规则附件1第3部分附录1第8.3.2节炉内压力的要求，并结合该型号双扇船舶防火门试验现场测得数据，将炉内压强定义为20Pa，炉外压强为正常大气压。
3.温升拟合-探讨隔热性
按照上述的参数设置和环境虚拟，同时参照本次实际试烧的A-60级双扇船舶防火门背火面热电偶的布置(详见图5)。对虚拟模型设置了16个背火面温度监测点，并分别提取了钢板材质为碳钢Q235B和不锈钢SUS304的两种模型在60分钟标准耐火试验内16个监测点的温度变化情况，详见表1和表2。图6给出了钢材材质为Q235B和304的船舶防火门背火面热力场变化图。
图5 A-60级双扇船舶防火门背火面热电偶的布置图
表1 钢板材质为Q235B的船舶防火门背火面测温点温升变化情况表
表2 钢板材质为SUS304的船舶防火门背火面测温点温升变化情况表
