我国玻璃钢渔船发展历程及建造工艺技术
摘 要:介绍了我国大陆及台湾玻璃钢渔船的发展历程及台湾玻璃钢渔船迅速发展所采取的措施,概要介绍我国玻璃钢渔船相关技术法规建设及真空树脂导入成型工艺技术的应用情况及存在的问题,探讨了今后的研究方向。
关键词:玻璃钢渔船;发展历程;建造工艺
在范围内,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。20世纪末,美、英、法、日、韩等发达,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达90% 以上;我国台湾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相比差距甚大。目前我国拥有渔船约104万艘,木质渔船约占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。一些和地区的经验应值得我们学习与借鉴。
1 玻璃钢渔船的发展历程
1.1 我国玻璃钢渔船的发展及现状
我国(不包括台湾)从1974年开始设计建造艘玻璃钢渔船以来,其后2O余年仅建造了船长在13 m以上的玻璃钢机动渔船60余艘,而且这些渔船的作业方式以拖、流、钓为主,其它种类很少。国内的研究、设计与建造基础也较薄弱,只有为数不多的企业建造玻璃钢渔船,未形成批量生产,仍处于单艘试生产阶段,产品质量不稳定、推广应用范围不广。
“六五”(1981-1985)期间,由上海玻璃钢研究所(现上海玻璃钢研究院有限公司)、水产科学研究院和苏州船厂等单位承担“六五”科技攻关项目“玻璃钢渔船”,并于1985年试制成功我国对全玻璃钢的16.88 m流钓冷冻渔船。为了把“六五”攻关所取得的科技成果尽快推广使用,于1986年联合成立“北方玻璃钢渔船开发中心威海实验厂”(现威海中复西港船艇有限公司),被农业部列入玻璃钢渔船定点示范厂。10年间开发试制成功13 m(15 kW)、16.88 m(30kW)、18.75 m(45 kW)等玻璃钢机动渔船。1987年,水产科学研究院为水产联合总公司下属渔业公司设计了19.5 m延绳钓船、19.95 m竿钓船,由广东青州渔船厂、汕尾渔船厂建造,共26艘,赴南太平洋作业。开拓了玻璃钢渔船过洋生产的先例。
1994年初,农业部渔业局进行了一系列调查研究后在农业工作会议上正式提出“渔船渔业工业,重点是扶持和加快玻璃钢渔船开发,把玻璃钢渔船的推广普及作为我国渔船的又一场技术革命来抓。”1996年农业部发文出台5项优惠政策和措施:(1)对新建玻璃钢渔船给予专用捕捞证,指标不在下达的船网指标之内。批在沿海地区发放20~80马力渔船捕捞许可证300张。(2)玻璃钢渔船检验收费按规定标准3年内实行50%的优惠,渔业资源增殖保护费减征50%。(3)船东互保费低于同规格木质渔船执行。(4)安排技术改造项目时优先考虑玻璃钢渔船制造厂改造。(5)使用样船单位予以适当补贴。这些得力措施是前所未有的,是推进渔船玻璃钢化进程的重大步骤。随后沿海地方也加快了这方面工作,山东省、广东省也都出台了不同的优惠政策和措施。
1994年,在农业部和山东省海洋与水产厅的大力支持下,山东威海西港渔业公司船舶修造厂(现威海中复西港船艇有限公司)与山东省海洋水产研究所联合承担24 m玻璃钢渔船的开发建造任务,1995年9月对24 m、90 kW 玻璃钢拖网渔船建成下水,随后又建造了47艘24 m玻璃钢拖网渔船。在此基础上,上海玻璃钢研究所与上海渔船检验局等单位协作,编写制定了我国《玻璃纤维增强塑料渔船建造规范》(1995)。该规范于1995年由农业部渔船检验局颁布实施,成为我国设计建造玻璃钢渔船的个技术法规。该规范的制定,为我国玻璃钢渔船的进一步推广创造了条件。
为了加快玻璃钢渔船的发展,1996年8月经原科委批准立项实施“九五”(1996―2000年)科技攻关项目“大型玻璃钢渔船的研制及产业化”,项目所包括的13个专题全部通过了农业部渔业局和建材局军工办组织的验收,项目于2001年5月通过了科技部组织的验收。项目完成为我国今后玻璃钢渔船发展提供了有力的技术支撑,对促进我国玻璃钢渔船的发展起到了不可估量的作用 。
山东西港水产集团船舶修造厂(现威海中复西港船艇有限公司)承担了“九五”攻关示范任务――大型玻璃钢渔船的建造专题,先后研制建造了62艘各种尺度的玻璃钢渔船;2002年又建成我国艘自行设计的29.18 m玻璃钢远洋金枪鱼延绳钓渔船,随后又建造了28.6 m金枪鱼延绳钓渔船1艘,29.98 m金枪鱼延绳钓渔船8艘,33 m拖网渔船2艘,标志着我国玻璃钢渔船开始向中型、多种捕捞作业方式发展。与此同时,珠海市琛龙船厂有限公司和深圳宝达船艇有限公司也建造了4艘29.98 m玻璃钢金枪鱼延绳钓渔船。这期间是我国玻璃钢渔船发展的黄金期。
2004年复合材料集团公司斥资与山东西港水产集团船舶修造厂联合成立威海中复西港船艇有限公司。国内一直致力于玻璃钢渔船开发建造的企业还有珠海市琛龙船厂有限公司、乳山市渔轮厂有限公司、青岛玄马玻璃钢船舶制造有限公司、厦门漳州晓业船艇有限公司等等。目前我国(不包括台湾省)玻璃钢渔船制造企业已经发展到55家。
2008年,共和国渔业船舶检验局又修订颁布实施《玻璃纤维增强塑料渔业船舶建造规范》(2008),促进了我国玻璃钢渔船设计与建造向更高层次上发展。农业部渔业管理部门对渔船节能问题非常重视,确定2008年农业生态环境
保护项目“渔船船型研究与设计”,研究设计典型玻璃钢渔船,实施玻璃钢渔船船型标准化,明确了更新淘汰占我国百万艘渔船中绝大多数的群众渔业老旧木质渔船的发展目标,制定了从北向南分布推进的思路。
2010年,水产科学研究院渔业机械仪器研究所率头实施公益性行业(农业)科研专项课题――渔船节能关键技术与重大装备开发项目。其中,玻璃钢渔船关键技术研究,将针对流刺网、拖网等作业特点,围绕流刺网、拖网渔船玻璃钢产业化所能体现的重大节能效果,重点开展玻璃钢流刺网、拖网等渔船的船型研究与设计、成型工艺、建造规范的系统研究,以及标准化玻璃钢渔船研发与示范。
1.2 我国台湾玻璃钢渔船的发展
台湾自1965年从国外引进玻璃钢造船技术,1968年开始试制渔船,初期主要生产2吨以下的小型渔船和玻璃钢包覆木质渔船,以后逐渐建造较大的渔船。1977年从日本引进玻璃钢造船技术,大量建造游艇出口,同时开始批量生产玻璃钢渔船。台湾发展玻璃钢渔船也是采取政策扶持的办法,当局于1980年颁布了“50吨以下省能源渔船贷款奖励办法”五年计划和“省能源渔船暂行规定”,谋求逐渐淘汰能源效率差的渔船,以降低渔民作业成本。渔民业主凡购买政府公布的“省能源渔船暂定规格”的玻璃钢渔船,均可获得30―50万台币的奖励补贴,从而极大地推动了台湾的玻璃钢渔船的发展。1996年玻璃钢渔船已发展到6 400多艘,占渔船总数的49%,其木质渔船已逐步淘汰。
台湾在20世纪80年代后期,为了加大玻璃钢渔船研究开发力度,由台湾有关经济部门制定科技研究发展专案、造船技术研究发展计划,组织台湾重点高校、科研部门编订年度攻关计划,落实研究人员,开始逐项实施。从1988年开始,一些著名高校、科研院所的有关专家先后走访玻璃钢渔船设计单位、造船厂,跟随玻璃钢渔船出海进行调研,对当时各型玻璃钢渔船的结构设计、现场施工作业状况以及结构的安全性进行全面的了解,并有重点地对有碍船体结构安全的因素及案例做仔细的分析,并参考欧、美、日各国玻璃钢船体规范,编写了“玻璃钢渔船船体构造之现状调查与研究”,整理与归纳出玻璃钢渔船船体施工作业程序,其规范涵盖船体、甲板、甲板室及附属结构(舵及舵柱、艉轴架、舭龙骨),作为培训造船厂技术人员、工人的教材。
经过多年的研究、实践,台湾制订了一套先进、合理的玻璃钢渔船船体结构设计理念及施工法,在此基础上台湾验船中心(CR)于1998年重新修订了《玻璃纤维增强塑料船舶建造与入级规范》。台湾除对生产使用玻璃钢渔船进行特殊奖励外,还组织各方面力量设计出若干个“标准船型”,在设计中注意主机选择并开展节能研究。近几年,台湾收购30 m左右钢质渔船,推广渔船玻璃钢化。目前台湾海洋渔船拥有45万艘,其中35万艘为12 m以下渔船。玻璃钢渔船已占150总吨以下渔船的95% ,大中型玻璃钢金枪鱼延绳钓渔船拥有2000余艘。
2 玻璃钢渔船建造工艺技术
2.1 玻璃钢渔船相关技术规范日臻完善
随着科学的发展,玻璃钢的原材料得到了前所未有的发展,新材料不断涌现。包括:增强纤维除玻璃纤维,玄武岩纤维、芳纶纤维、碳纤维等;除方格布、短切毡外,又出现了多轴向缝编布;基体树脂方面,不饱和聚酯树脂增加了很多种类及品牌,高质量、高性能的乙烯基树脂也受到造船界青睐。同时,还出现了聚丙烯蜂窝状夹芯材和聚氯乙烯(PVC)开槽打孔夹芯材,在船用管材方面有玻璃钢缠绕管、三型聚丙烯(PP-R)管、聚氯乙烯(PVC)管。在渔业船舶方面,出现了对高速船的需求,如渔政执法艇、休闲钓鱼船等。这些新技术也暴露出《渔业船舶法定检验规则》(2002)部分内容滞后于玻璃钢渔船的发展,尤其是结构规范设计方面与美国、台湾的规范尚有很大差距。2007年2月共和国渔业船舶检验局成立新规范编写组,新规范审定稿于2008年4月通过专家审定,《玻璃纤维增强塑料渔业船舶建造规范》(2008)于2008年10月生效实施。该规范与《渔业船舶法定检验规则》(2002)比较,有以下较大改进:(1)法定船长由35 m增至40 m,航区由有限航区扩展至无限航区;(2)增加了原材料、非金属管材、夹层结构、高速船、修补等重要章节;(3)在结构规范设计方面做了重大修改,使之更加科学、更加合理。新规范的修订,缩小了我国规范与外国规范的差距,彰显了我国玻璃钢渔船设计与建造工艺日臻成熟。
2.2 玻璃钢渔船先进建造工艺有待提高
在目前的材料中,玻璃钢因其质量轻强度高而被广泛应用。针对玻璃钢的制造工艺也在不断提高和创新,由起初的手糊,发展到机械化的喷射、拉挤、模压等工艺,到现在兴起的真空树脂导入工艺,以及树脂传递模塑、真空辅助、真空袋压。通常在手糊工艺中,增强材料铺于模具中,采用刷子、辊子或其它方法手工浸润增强材料。而美国研制的浸渍机技术,使用精密气动控制系统对于编织物能够覆盖住急转角和楼梯的锐圆角以及帽型构件是十分有效的,取代了层间贴合、辊压、脱泡等人工作业,工效更高。浸渍机技术改进了对玻璃钢的质量控制,并且对劳力的需要减至喷枪或手工层压技术所需的25%,用于精确放置材料的动作控制系统已实现设备的整体化。
与美国和日本等玻璃钢渔船发达相比,我国玻璃钢渔船在质量、技术工艺等方面还有一定差距。目前,我国玻璃钢渔船基本是手糊成型,依靠低廉的劳动力成本争取市场及发展空间。针对较大尺寸船体成型,既能保证浸渍质量,又能减轻劳动强度的自动浸渍、辊平成型工艺尚有待于开发和研制。根据我国国情,应开发式的简便浸渍机,功能不必太多,达到机械浸渍为目的,成本较低,以利于推广和普及。
国外对真空辅助成型技术已进行10余年的开发研究,并形成了多种各具特色的工艺方法,而我国直到21世纪初才有个别单位(如由航空625所与船舶708所合作进行研究的项目)开始自行研究并开发该先进成型工艺在玻璃钢舰船领域中的应用。近年来,上海东华大学、武汉理工大学、北京航空材料研究院等院校科研单位对真空树脂导入技术理论进行试验研究。北京科拉斯化工技术有限公司、戴珀新材料(昆山)有限公司在引进和推广国外真空树脂导人成型工艺方面也做了大量卓有成效的工作。威海中复西港船艇有限公司率先应用真空树脂导人成型工艺技术,2008―2010年,先后建造了12 m、18.8 m和34.46 m渔政船船体,真空树脂导入成型工艺技术日渐成熟。








































