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加大復(fù)材應(yīng)用力度 助推船艇輕量化

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-02-06  來源:建材報  瀏覽次數(shù):20
核心提示:近年來,美國、英國、法國、意大利、日本等造船強國針對玻璃鋼復(fù)合材料在船舶上的應(yīng)用取得了長足進展,被廣泛用于船舶結(jié)構(gòu)制造

      近年來,美國、英國、法國、意大利、日本等造船強國針對玻璃鋼復(fù)合材料在船舶上的應(yīng)用取得了長足進展,被廣泛用于船舶結(jié)構(gòu)制造。
     
      目前從數(shù)量上看,應(yīng)用最多的是游艇、漁船、救生艇、高速艇、工作艇以及反水雷艦艇等。國外還將復(fù)合材料用于船舶上很多部件的制造,包括上層建筑、桅桿、螺旋槳推進系統(tǒng)、煙囪、艦艙壁、甲板、艙門、設(shè)備底座、管道系統(tǒng)等。僅以漁船為例,美國的近海漁船全部為玻璃鋼制造。
     
       日、俄、英、法、德等國的玻璃鋼漁船占其漁船總數(shù)約90%。提高船舶的節(jié)能環(huán)保性能,減輕船舶本身的重量、實現(xiàn)船舶輕量化已經(jīng)成為國際海事界的共識。

與鋼質(zhì)材料建造的比強度低的重型船舶相比,玻璃鋼復(fù)合材料等高性能材料建造的比強度高的輕型船舶,在節(jié)能環(huán)保方面明顯更具優(yōu)勢,更“綠色”,在國外很受造船界的重視和開發(fā)應(yīng)用,已成為一種重要的船用材料。玻璃鋼復(fù)合材料的比重只有鋼材的1/5~1/6,機械強度為200兆帕~400兆帕,質(zhì)輕,比強度高,能顯著降低船舶自身重量,而且無磁性,具有介電性和微波穿性好,耐腐蝕,抗海生物附著,能吸收高能量、沖擊韌性好,導(dǎo)熱系數(shù)低,隔熱性好等優(yōu)點。

當(dāng)前,隨著國際社會對節(jié)能減排的提倡,以及國際海事組織(IMO)不斷出臺環(huán)保海事新規(guī),全球船舶行業(yè)都在努力實現(xiàn)船舶的低燃油消耗、低排放、低污染,其中玻璃鋼及其高性能復(fù)合材料以其優(yōu)異性能得到了廣泛應(yīng)用。

我國從上世紀(jì)70年代末起,玻璃鋼復(fù)合材料被用來制造壓艙水管、排水管系、輸油管系等船舶管路,得到船東、船檢和有關(guān)當(dāng)局的普遍接受,使玻璃鋼船管得到越來越廣泛的應(yīng)用,裝船量快速增長。此后,玻璃鋼復(fù)合材料大量被用于制造救生艇、漁船、巡邏艇、帆船等小型船舶,且被用于雷達天線罩、上層建筑等船舶舾裝部分領(lǐng)域。目前,全國大大小小玻璃鋼船企達到300多家,年均玻璃鋼使用量為40多萬噸,替代鋼材約250萬噸。

與國外相比,我國在復(fù)合材料的船舶研究和應(yīng)用方面還存在相當(dāng)大的差距,在船舶復(fù)合材料研究方面基礎(chǔ)比較薄弱,相關(guān)的經(jīng)驗和數(shù)據(jù)十分匱乏,能夠進行復(fù)合材料船艇“選材、選型、設(shè)計、制造”一體化的專業(yè)人才嚴重缺乏,在復(fù)合材料船艇的建造工藝和復(fù)雜構(gòu)件的一次成型技術(shù)等方面也相對落后,長期以來成為玻璃鋼船體設(shè)計的軟肋。

與日本、韓國建造的同噸位船舶相比,我國建造的船舶空船重量較大。造成這一現(xiàn)象的一個主要原因,就是日、韓在船舶上較多地應(yīng)用了復(fù)合材料。對大型運輸船來講,空船重量主要由船體結(jié)構(gòu)重量、舾裝產(chǎn)品重量、輪機電氣設(shè)備重量構(gòu)成,其中,船體結(jié)構(gòu)和舾裝產(chǎn)品占比例最大,也是船舶輕量化可以取得重要突破的專業(yè)領(lǐng)域和復(fù)合材料可以大量使用的領(lǐng)域。但現(xiàn)狀是國內(nèi)用于大船配套的玻璃鋼舾裝件制造企業(yè)廖廖無幾。

玻璃鋼復(fù)合材料在我國船舶上的應(yīng)用已有40多年,已經(jīng)走過了觀望期、認知期和試用期,開始步入成熟推廣期。隨著復(fù)合材料設(shè)計和制造技術(shù)的迅速發(fā)展,未來玻璃鋼復(fù)合材料在軍用民用艦船中的應(yīng)用將更加廣泛。與此同時,隨著國際社會對于節(jié)能環(huán)保的愈發(fā)重視和一系列IMO環(huán)保新規(guī)的生效,玻璃鋼復(fù)合材料及高性能復(fù)合材料作為船舶減重的最佳選擇,更會受到國際海事界的青睞。

從復(fù)合材料設(shè)計理論和經(jīng)驗中得出,船體結(jié)構(gòu)輕量化的實現(xiàn)途徑主要有三種,包括設(shè)計科學(xué)的構(gòu)造形式,采用更輕、強度更高的材料,以及使用先進的制造技術(shù)。而玻璃鋼復(fù)合材料無論是在材料本身還是在其設(shè)計和建造應(yīng)用方面,都具有突出的優(yōu)勢,是船體結(jié)構(gòu)材料的最佳選擇。與傳統(tǒng)的鋼質(zhì)材料相比,玻璃鋼復(fù)合材料不僅可設(shè)計各種形狀和尺寸,還可整體設(shè)計呈分體組裝,可設(shè)計性好;建造的船體無接縫和縫隙,使得產(chǎn)品外形規(guī)整、光順美觀,整體性好;在模具中采用樹脂真空吸附整體成型,成型簡便,可實現(xiàn)批量生產(chǎn);無銹蝕,即使破損也可簡單修補,維修保養(yǎng)方便,全壽命期的經(jīng)濟性能好。

推進船艇輕量化,我國船舶工業(yè)在玻璃鋼及其復(fù)合材料研究和應(yīng)用方面的觀念、技術(shù)需要進一步更新。船企應(yīng)樹立創(chuàng)新觀念,研發(fā)復(fù)合材料舾裝產(chǎn)品;突破船舶大型結(jié)構(gòu)件應(yīng)用復(fù)合材料制造的難題;加強船舶配套企業(yè)和造船廠的互動合作,提高復(fù)合材料管材裝船率;組織培養(yǎng)具備復(fù)合材料工藝及安裝技術(shù)的復(fù)合型造船工人隊伍;加強船舶減重宣傳,與船東緊密合作,最大限度提高復(fù)合材料產(chǎn)品的裝船率。我國復(fù)合材料界和船舶界應(yīng)該攜起手來,加大復(fù)合材料在艦船應(yīng)用領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)研究投入,建立產(chǎn)、學(xué)、研緊密結(jié)構(gòu)的機制,促進復(fù)合材料船艇基礎(chǔ)研究和應(yīng)用技術(shù)開發(fā)之間的有機銜接。同時,加強復(fù)合材料船艇的材料、結(jié)構(gòu)及設(shè)計人員隊伍的培養(yǎng),從而全面提高我國玻璃鋼及其復(fù)合材料船艇研發(fā)制造能力。

 
關(guān)鍵詞: 船舶 玻璃鋼游艇
 
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