玻璃钢材料在船舶制造中的应用

专业：班级：：学号：玻璃钢材料在船舶制造中的应用玻璃钢学名玻璃纤维增强塑料，俗称FRP，即纤维增强复合塑料。

根据采用的纤维不同分为玻璃纤维增强复合塑料（GFRP），碳纤维增强复合塑料（CFRP），硼纤维增强复合塑料等。

它是以玻璃纤维及其制品（玻璃布、带、毡、纱等）作为增强材料，以合成树脂作基体材料的一种复合材料。

玻璃钢是一种常见的环保设备制作材料。

它的全称是玻璃纤维复合树脂。

它具有很多新型材料所没有的优点。

玻璃钢是将环保树脂与玻璃纤维丝经过加工工艺揉合在一起。

在树脂固化了以后，性能开始固定而且不可回溯到固化前的状态。

严格来讲，它种树脂是环氧树脂的一种。

经过多年的化工方面的改良，在添加适当的固化剂后，它会在一定时间固化。

固化以后的树脂没有毒性析出，同时开始具备一些十分适合环保行业的特性。

玻璃钢是一种新型的造船材料，是近代材料革命的一重要组成部分。

玻璃钢应用到造船业中的时间不长，但已突显出其强大的生命力和广阔的发展前景。

玻璃钢舰艇的特点是质轻、高强，对减轻重量有较大潜力，适用于限制重量的高性能船舶和赛艇等；耐腐蚀，抗水生物附着，比传统的造船材料更适合使用；无磁性，因而是扫雷艇，猎雷艇最佳的结构功能材料；介电性和微波穿透性好，适宜于军舰艇；能吸收高能量，冲击韧性好，船舶不易因碰撞，挤压而损坏；热导率低，隔热性好，适合建造耐火救生艇、渔船和冷藏船等；船体表面能达到镜面光滑，并且可具有各种色彩，特别适于建造外形美观的各类游艇；可设计性好，能按船舶结构各部件的不同要求，通过选材、铺层研究和结构造型来实现优化设计；整体性好，船体无接缝和缝隙，可防渗漏；成型简便，比钢质、木质省工，且批量生产特别好，降低造价的潜力很大；维修保养方便，维修费比其他材质的船艇少得多，全寿命期的经济性能好。

由于玻璃钢具有传统造船材料无法比拟的上述综合性能，故备受造船界的重视，经多年的开发应用，已成为一种重要的船用材料。

但因其弹性模量低和受成型技术等的限制，尚不能建造太大的舰船，加之价格较贵，故在整个造船业中用量比钢材少。

中国的玻璃钢/复合材料船艇工业始于1958年，历经近50年的发展，就其船体材料、设计和制造技术发展的历史沿革和技术状况，可分为以下三个阶段：初创阶段（1958年～改革开放前）、巩固阶段（改革开放后～20世纪末）和发展阶段2000年起至今）前两个阶段中，船体材料、设计计算和制造工艺等方面，技术进展不明显，表现为：1.材料方面：四十年来一直采用由E玻纤（甚至中碱玻纤）纺织而成的传统的无捻粗纱方格布和短切毡及性能一般的不饱和聚酯树脂作为船体原料；2.设计方面：基本上是沿用金属船舶的设计理念，其船体结构绝大多采用常规的实板加筋结构形式；3.制造方面：几乎所有船厂均采用传统落后的手糊成型工艺方式，或辅以喷射成型工艺，仅个别船厂曾局部采用过真空袋压成型技术；在这两个阶段中，从事玻璃钢/复合材料船艇制造的船厂属于原中国船舶工业总公司的只有几家，绝大多数均为地方上的中小型船厂以及90年代后到大陆设厂的台资企业。

曾经提出过以玻璃钢渔船为突破口来推进复合材料在我国船艇工业中的发展，但都收效甚微。

第三阶段的前几年中，国有些大的集团公司和欧美澳等外资公司已纷纷涉足我国的游艇行业，因而国复合材料造船技术发展的步伐已明显加快。

特别是2006年，以太阳鸟船艇制造等为代表的国复合材料船艇制造商已经在采用先进的材料、设计和制造工艺技术方面迈出了可喜的一大步。

如太阳鸟游艇制造的62英尺机动游艇，采用多轴向缝（经）编织物、PVC泡沫夹层结构和真空辅助成型工艺成功制造了该艇的船体；再加市宝达船舶工程的13.6米海关超高速摩托艇，采用了含有芳纶纤维的混杂增强材料与乙烯基树脂复合，同样也用真空辅助成型工艺来制造艇体。

第三阶段前期国复合材料造船技术的进展表现在以下几个方面：1.打破了国船艇一直沿用的普通方格布作为增强材料和聚酯树脂作为基体的局面，开始采用先进的多轴向缝编织物和乙烯基等高性能树脂，大大提高了艇体的性能；2.结束了单一的实板加筋结构这种传统艇体设计模式，开始进行夹层结构、硬壳式结构和波形结构等各种艇体结构形式的设计和建造实践；3.打破了长期采用旧的手糊成型工艺之落后局面，实现了复合材料真空辅助成型工艺在船体制造中的突破。

值得提出的是，国务院不久前审议通过的《船舶工业中长期发展规划》中提出，为适应国旅游、休闲等行业的发展，要大力开发个性化游艇等产品。

为此，中国船舶工业集团公司与奉贤区人民政府最近在签订了合作开发建设游艇制造基地的框架协议，拟将该基地建成中国最大的游艇制造基地。

这不仅将进一步激活及长三角地区的游艇技术，还将有力地推动中国复合材料船艇工业技术的脱胎换骨，在更高的层次和水平上参与国际竞争，从而实现中国船艇工业新的突破。

推广玻璃钢渔业船舶玻璃钢自诞生以来，已被广泛应用于各个行业，特别是它特有的性能以及其它造船材料无法比拟的优越性，已成为世界发达国家用于建造中小型渔业船舶和游艇的首选材料。

我国虽然在上世纪60年代已开始用于小型船艇的建造，但在渔业船舶的建造中使用玻璃钢材料始终未形成规模。

“六五”、“七五”期间也曾对玻璃钢造船加大了研制开发力度，由于缺乏政策扶持、宣传力度不够、社会购买力差等因素，—直未能得到渔民的首恳。

最早研制玻璃钢渔船的生产厂相继转产游艇及其它玻璃钢制品，玻璃钢渔船发展至上世纪90年代初，在渔船总量中的占有率尚不足万分之一。

而在发达国家玻璃钢渔船的占有率已达90%以上。

为改变这一现状，1994年农业部、科技部将玻璃钢渔船的建造及产业化列为“九五”科技攻关项目，并出台了优先发放捕捞许可证，三年减半收取资源费，减半收取船检费，减半收取保险费，优先贷款五项优惠政策。

玻璃钢渔船之所以能在渔船中占绝对优势，是因为玻璃钢这种材料具有钢材、木材无法比拟的优越性。

玻璃钢是一种复合材料，上世纪40年代诞生于美国，开始主要用于军事和航空，50年代逐渐转为民用。

我国玻璃钢船艇从60年代开始发展，至今已近40年。

目前已基本占领了小型船艇市场，并以轻质高强、造型美观、色彩多样而受到经营单位和乘客的欢迎。

但长期以来，玻璃钢船艇的维护保养工作未能受到应有的重视。

生产单位大都未在产品说明书及用户须知等资料中介绍维护保养常识，很多用户单位对玻璃钢材质、性能等缺乏了解，不少人盲目认为玻璃钢强度高、不会锈蚀，又有胶衣层保护，无需保养。

这就造成了很多玻璃钢船艇由于缺乏维护保养而过早失去风采，缩短了使用寿命。

玻璃钢是以合成树脂为基体，以玻璃纤维为增强材料复合而成的。

它具有与钢相近的强度，有耐水、耐腐蚀的优越性能，表面光洁如镜的美观外表，可整体成型的特点；但它也存在一些不足，如刚度较小、耐磨性较差等。

特别是影响质量的因素较多（如原材料优劣、作业人员技术素质、生产条件及环境因素等等），这就使同类产品质量上的差异会很大。

与钢质、木质船相比，玻璃钢船具有较少维修的特点，这是玻璃钢本身的优越性能所决定的。

但玻璃钢与所有材料一样，也存在着老化问题，只是老化进程较缓而已。

即使在船艇表面施加了胶衣树脂形成了保护层，但由于厚度仅0.3-0.5毫米，在经常磨擦和环境侵蚀下也会损伤和减薄。

所以，玻璃钢较少维护并非不需维护，适当的维护不仅可以保持漂亮的外观，还可延长玻璃钢船艇的寿命。

在世界围，玻璃钢（FRP）渔船从20世纪60年代初开发以来，迄今已有50多年的历史。

由于玻璃钢渔船具有快速性好、操纵性优、载重量大、省燃料、易维修保养、利于环境和资源保护等优良的综合性能，获得了迅速的发展。

截止20世纪末，美、英、法、日、等发达国家，中小型木质和钢制渔船基本被淘汰，玻璃钢渔船市场占有率占90%以上；我国的玻璃钢渔船发展也相当迅速。

我国大陆从20世纪70年代开始建造玻璃钢渔船，起步并不算晚，但其发展速度与发达国家相比差距甚大。

目前我国拥有渔船约104万艘，木质渔船占约84%，玻璃钢渔船约占2%。

玻璃钢渔船的发展与我国国民经济迅速崛起极不相称。

一些国家和地区的经验应值得我们学习与借鉴。

我国大多数渔民仍在使用落后的木质渔船作为捕捞生产工具，这与国民经济的高速增长和科学技术的快速发展不相适应。

更为让人忧虑的是，我国木质渔船大都老旧不堪，存在耗能高、污染水域环境严重；使用寿命短，维修费用高；安全生产条件差，事故隐患多等诸多问题。

这既不符合我国发展低碳、可循环的集约型经济的要求，也影响我国渔业生产的效率和安全。

在这种情况下，推广应用玻璃钢渔船，提高渔业装备水平已然势在必行。

中小型渔船玻璃钢化是我国渔船未来发展方向。

玻璃钢具有质轻高强、耐腐蚀、抗老化可设计性强等特性玻璃钢渔船正是充分利用了玻璃钢材料的特性，使其在船舶性能和经济性方面有了优于钢质和木质渔船的特点。

在船舶性能方面，玻璃钢渔船船体为一次成型，船体表面光滑，阻力小，与同功率同尺寸钢质渔船相比，航速可提高0.5-1节左右。

玻璃钢比重是钢材的1/4，玻璃钢船压载重心低，在风浪中起浮性好，回复能力强，抗风能力强。

在经济性方面，玻璃钢渔船节能效果好。

玻璃钢具有良好的隔热性，导热系数只有钢质的百分之一。

玻璃钢渔船航速较快，可缩短航行时间，提高出海率，增加捕鱼航次，达到节油的目的。

玻璃钢渔船使用寿命较长。

钢质渔船易锈蚀，使用年限一般在10-15年，还得每年维护保养、去锈涂漆，维修费用高。

玻璃钢渔船具有良好的耐腐蚀性，船体永不锈蚀，理论上使用寿命可达50年之久，而且无需像钢质船每年进行维护。

年均维修费用只有钢质船的十分之一。

玻璃钢渔船具有节能、使用寿命长、维修费用低等特点，虽然一次性投资高于钢质船，但其中长期经济效益仍高于钢质渔船。

据不完全统计，我国现有机动和非机动木质渔船90多万艘，这些木质渔船用料混杂，技术性能差，主机耗油大，年维修费用高，而且大量消耗木材，而我国森林资源贫乏，供需矛盾突出。

上世纪90年代全国用以建造和维修船只的木材，每年达200万立方米，如果20年将90多万艘木质渔船更新为玻璃钢渔船，可节约木材930万立方米(平均每艘用料10立方米)。

据1999年统计，我国现有不同尺度钢质渔船5万艘，每两年去锈一次，以每艘船产生污染物250公斤计算，平均每年向海洋倾倒6250吨污锈，严重地破坏了海洋生态环境。

玻璃钢渔船则无需去锈和耗用大量木材，这样对保护海洋生态环境和森林资源起到积极的作用，具有良好的社会效益。

近年来玻璃钢船的制造量越来越多，尚供不应求，说明了玻璃钢船很有发展前途。

为进一步开拓玻璃钢造船的广阔天地，如下几个方面尚需研究提高。

(1)玻璃钢的设计和实验工作目前还处于初步研究阶段。

虽然对玻璃钢材料是实验和各种板架结构的实验，以及玻璃钢的典型分段实验等都做了工作，但是缺少系列化的实验。

因此，尚无法为玻璃钢船的结构设计提供完整的资料，使设计的可靠性和正确性达到高度水平。