第一篇：玻璃鋼材料在船舶制造中的應用

船舶動力裝置認知實習論文

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玻璃鋼材料在船舶制造中的應用

玻璃鋼學名玻璃纖維增強塑料，俗稱FRP，即纖維增強復合塑料。根據采用的纖維不同分為玻璃纖維增強復合塑料（GFRP），碳纖維增強復合塑料（CFRP），硼纖維增強復合塑料等。它是以玻璃纖維及其制品（玻璃布、帶、氈、紗等）作為增強材料，以合成樹脂作基體材料的一種復合材料。

玻璃鋼是一種常見的環保設備制作材料。它的全稱是玻璃纖維復合樹脂。它具有很多新型材料所沒有的優點。玻璃鋼是將環保樹脂與玻璃纖維絲經過加工工藝揉合在一起。在樹脂固化了以后，性能開始固定而且不可回溯到固化前的狀態。嚴格來講，它種樹脂是環氧樹脂的一種。經過多年的化工方面的改良，在添加適當的固化劑后，它會在一定時間內固化。固化以后的樹脂沒有毒性析出，同時開始具備一些十分適合環保行業的特性。

玻璃鋼是一種新型的造船材料，是近代材料革命的一重要組成部分。玻璃鋼應用到造船業中的時間不長，但已突顯出其強大的生命力和廣闊的發展前景。

玻璃鋼艦艇的特點是質輕、高強，對減輕重量有較大潛力，適用于限制重量的高性能船舶和賽艇等；耐腐蝕，抗水生物附著，比傳統的造船材料更適合使用；無磁性，因而是掃雷艇，獵雷艇最佳的結構功能材料；介電性和微波穿透性好，適宜于軍艦艇；能吸收高能量，沖擊韌性好，船舶不易因碰撞，擠壓而損壞；熱導率低，隔熱性好，適合建造耐火救生艇、漁船和冷藏船等；船體表面能達到鏡面光滑，并且可具有各種色彩，特別適于建造外形美觀的各類游艇；可設計性好，能按船舶結構各部件的不同要求，通過選材、鋪層研究和結構造型來實現優化設計；整體性好，船體無接縫和縫隙，可防滲漏；成型簡便，比鋼質、木質省工，且批量生產特別好，降低造價的潛力很大；維修保養方便，維修費比其他材質的船艇少得多，全壽命期的經濟性能好。由于玻璃鋼具有傳統造船材料無法比擬的上述綜合性能，故備受造船界的重視，經多年的開發應用，已成為一種重要的船用材料。但因其彈性模量低和受成型技術等的限制，尚不能建造太大的艦船，加之價格較貴，故在整個造船業中用量比鋼材少。

中國的玻璃鋼/復合材料船艇工業始于1958年，歷經近50年的發展，就其船體材料、設計和制造技 術發展的歷史沿革和技術狀況，可分為以下三個階段：初創階段（1958年～改革開放前）、鞏固階段（改革開放后～20世紀末）和發展階段2000年起至今）前兩個階段中，船體材料、設計計算和制造工藝等方面，技術進展不明顯，表現為：

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1.材料方面：四十年來一直采用由E玻纖（甚至中堿玻纖）紡織而成的傳統的無捻粗紗方格布和短切氈及性能一般的不飽和聚酯樹脂作為船體原料；

2.設計方面：基本上是沿用金屬船舶的設計理念，其船體結構絕大多采用常規的實板加筋結構形式；

3.制造方面：幾乎所有船廠均采用傳統落后的手糊成型工藝方式，或輔以噴射成型工藝，僅個別船廠曾局部采用過真空袋壓成型技術；

在這兩個階段中，從事玻璃鋼/復合材料船艇制造的船廠屬于原中國船舶工業總公司的只有幾家，絕大多數均為地方上的中小型船廠以及90年代后到大陸設廠的臺資企業。曾經提出過以玻璃鋼漁船為突破口來推進復合材料在我國船艇工業中的發展，但都收效甚微。第三階段的前幾年中，國內有些大的集團公司和歐美澳等外資公司已紛紛涉足我國的游艇行業，因而國內復合材料造船技術發展的步伐已明顯加快。特別是2006年，以太陽鳥船艇制造有限公司等為代表的國內復合材料船艇制造商已經在采用先進的材料、設計和制造工藝技術方面邁出了可喜的一大步。如珠海太陽鳥游艇制造有限公司的62英尺機動游艇，采用多軸向縫（經）編織物、PVC泡沫夾層結構和真空輔助成型工藝成功制造了該艇的船體；再加佛山市寶達船舶工程有限公司的13.6米海關超高速摩托艇，采用了含有芳綸纖維的混雜增強材料與乙烯基樹脂復合，同樣也用真空輔助成型工藝來制造艇體。第三階段前期國內復合材料造船技術的進展表現在以下幾個方面：

1.打破了國內船艇一直沿用的普通方格布作為增強材料和聚酯樹脂作為基體的局面，開始采用先進的多軸向縫編織物和乙烯基等高性能樹脂，大大提高了艇體的性能；

2.結束了單一的實板加筋結構這種傳統艇體設計模式，開始進行夾層結構、硬殼式結構和波形結 構等各種艇體結構形式的設計和建造實踐；

3.打破了長期采用陳舊的手糊成型工藝之落后局面，實現了復合材料真空輔助成型工藝在船體制造中的突破。

值得提出的是，國務院不久前審議通過的《船舶工業中長期發展規劃》中提出，為適應國內旅游、休閑等行業的發展，要大力開發個性化游艇等產品。為此，中國船舶工業集團公司與上海奉賢區人民政府最近在北京簽訂了合作開發建設上海中船游艇制造基地的框架協議，擬將該基地建成中國最大的游艇制造基地。這不僅將進一步激活上海及長三角地區的游艇技術，還將有力地推動中國復合材料船艇工業技術的脫胎換骨，在更高的層次和水平上參與國際競爭，從而實現中國船艇工業新的突破。推廣玻璃鋼漁業船舶玻璃鋼自誕生以來，已被廣泛應用于各個行業，特別是它特有的性能以及其它造船材料無法比擬的優越性，已成為世界發達國家用于建造中小型漁業船舶和游艇的首選材料。

我國雖然在上世紀60年代已開始用于小型船艇的建造，但在漁業船舶的建造中使用玻璃鋼材料始終未形成規模。“六五”、“七五”期間也曾對玻璃鋼造船加大了研制開發力度，由于缺乏政策扶持、宣傳力度不夠、社會購買力差等因素，—直未能得到漁

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民的首懇。最早研制玻璃鋼漁船的生產廠相繼轉產游艇及其它玻璃鋼制品，玻璃鋼漁船發展至上世紀90年代初，在漁船總量中的占有率尚不足萬分之一。而在發達國家玻璃鋼漁船的占有率已達90%以上。為改變這一現狀，1994年農業部、科技部將玻璃鋼漁船的建造及產業化列為“九五”科技攻關項目，并出臺了優先發放捕撈許可證，三年減半收取資源費，減半收取船檢費，減半收取保險費，優先貸款五項優惠政策。

玻璃鋼漁船之所以能在漁船中占絕對優勢，是因為玻璃鋼這種材料具有鋼材、木材無法比擬的優越性。玻璃鋼是一種復合材料，上世紀40年代誕生于美國，開始主要用于軍事和航空，50年代逐漸轉為民用。我國玻璃鋼船艇從60年代開始發展，至今已近40年。目前已基本占領了小型船艇市場，并以輕質高強、造型美觀、色彩多樣而受到經營單位和乘客的歡迎。但長期以來，玻璃鋼船艇的維護保養工作未能受到應有的重視。生產單位大都未在產品說明書及用戶須知等資料中介紹維護保養常識，很多用戶單位對玻璃鋼材質、性能等缺乏了解，不少人盲目認為玻璃鋼強度高、不會銹蝕，又有膠衣層保護，無需保養。這就造成了很多玻璃鋼船艇由于缺乏維護保養而過早失去風采，縮短了使用壽命。玻璃鋼是以合成樹脂為基體，以玻璃纖維為增強材料復合而成的。它具有與鋼相近的強度，有耐水、耐腐蝕的優越性能，表面光潔如鏡的美觀外表，可整體成型的特點；但它也存在一些不足，如剛度較小、耐磨性較差等。特別是影響質量的因素較多（如原材料優劣、作業人員技術素質、生產條件及環境因素等等），這就使同類產品質量上的差異會很大。與鋼質、木質船相比，玻璃鋼船具有較少維修的特點，這是玻璃鋼本身的優越性能所決定的。但玻璃鋼與所有材料一樣，也存在著老化問題，只是老化進程較緩而已。即使在船艇表面施加了膠衣樹脂形成了保護層，但由于厚度僅0.3-0.5毫米，在經常磨擦和環境侵蝕下也會損傷和減薄。所以，玻璃鋼較少維護并非不需維護，適當的維護不僅可以保持漂亮的外觀，還可延長玻璃鋼船艇的壽命。

在世界范圍內，玻璃鋼（FRP）漁船從20世紀60年代初開發以來，迄今已有50多年的歷史。由于玻璃鋼漁船具有快速性好、操縱性優、載重量大、省燃料、易維修保養、利于環境和資源保護等優良的綜合性能，獲得了迅速的發展。截止20世紀末，美、英、法、日、韓等發達國家，中小型木質和鋼制漁船基本被淘汰，玻璃鋼漁船市場占有率占90%以上；我國臺灣的玻璃鋼漁船發展也相當迅速。我國大陸從20世紀70年代開始建造玻璃鋼漁船，起步并不算晚，但其發展速度與發達國家相比差距甚大。目前我國擁有漁船約104萬艘，木質漁船占約84%，玻璃鋼漁船約占2%。玻璃鋼漁船的發展與我國國民經濟迅速崛起極不相稱。一些國家和地區的經驗應值得我們學習與借鑒。

我國大多數漁民仍在使用落后的木質漁船作為捕撈生產工具，這與國民經濟的高速增長和科學技術的快速發展不相適應。更為讓人憂慮的是，我國木質漁船大都老舊不堪，存在耗能高、污染水域環境嚴重；使用壽命短，維修費用高；安全生產條件差，事故隱患多等諸多問題。這既不符合我國發展低碳、可循環的集約型經濟的要求，也影響我國漁業生產的效率和安全。在這種情況下，推廣應用玻璃鋼漁船，提高漁業裝備水平已然

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勢在必行。中小型漁船玻璃鋼化是我國漁船未來發展方向。玻璃鋼具有質輕高強、耐腐蝕、抗老化可設計性強等特性玻璃鋼漁船正是充分利用了玻璃鋼材料的特性，使其在船舶性能和經濟性方面有了優于鋼質和木質漁船的特點。

在船舶性能方面，玻璃鋼漁船船體為一次成型，船體表面光滑，阻力小，與同功率同尺寸鋼質漁船相比，航速可提高0.5-1節左右。玻璃鋼比重是鋼材的1/4，玻璃鋼船壓載重心低，在風浪中起浮性好，回復能力強，抗風能力強。

在經濟性方面，玻璃鋼漁船節能效果好。玻璃鋼具有良好的隔熱性，導熱系數只有鋼質的百分之一。玻璃鋼漁船航速較快，可縮短航行時間，提高出海率，增加捕魚航次，達到節油的目的。

玻璃鋼漁船使用壽命較長。鋼質漁船易銹蝕，使用年限一般在10-15年，還得每年維護保養、去銹涂漆，維修費用高。玻璃鋼漁船具有良好的耐腐蝕性，船體永不銹蝕，理論上使用壽命可達50年之久，而且無需像鋼質船每年進行維護。年均維修費用只有鋼質船的十分之一。

玻璃鋼漁船具有節能、使用壽命長、維修費用低等特點，雖然一次性投資高于鋼質船，但其中長期經濟效益仍高于鋼質漁船。據不完全統計，我國現有機動和非機動木質漁船90多萬艘，這些木質漁船用料混雜，技術性能差，主機耗油大，年維修費用高，而且大量消耗木材，而我國森林資源貧乏，供需矛盾突出。上世紀90年代全國用以建造和維修船只的木材，每年達200萬立方米，如果20年內將90多萬艘木質漁船更新為玻璃鋼漁船，可節約木材930萬立方米(平均每艘用料10立方米)。據1999年統計，我國現有不同尺度鋼質漁船5萬艘，每兩年去銹一次，以每艘船產生污染物250公斤計算，平均每年向海洋傾倒6250噸污銹，嚴重地破壞了海洋生態環境。玻璃鋼漁船則無需去銹和耗用大量木材，這樣對保護海洋生態環境和森林資源起到積極的作用，具有良好的社會效益。

近年來玻璃鋼船的制造量越來越多，尚供不應求，說明了玻璃鋼船很有發展前途。為進一步開拓玻璃鋼造船的廣闊天地，如下幾個方面尚需研究提高。

(1)玻璃鋼的設計和實驗工作目前還處于初步研究階段。雖然對玻璃鋼材料是實驗和各種板架結構的實驗，以及玻璃鋼的典型分段實驗等都做了工作，但是缺少系列化的實驗。因此，尚無法為玻璃鋼船的結構設計提供完整的資料，使設計的可靠性和正確性達到高度水平。

（2）手糊低壓接觸成型法是目前制造玻璃鋼船采用的主要方法，雖然有不少優點，但是勞動強度大，生產效率低，勞動保護不易解決。因此，提高玻璃鋼成型的機械化，是發展應用玻璃鋼造船的重要課題。

（3）玻璃鋼造船也必須實現標準化、系列化、通用化。這是提高機械化程度，實現高速度、高質量的手段。例如大批量生產的玻璃鋼救生艇，經過大量調查和辛勤的工作，編訂了部標準，實現了線性一致，減少了大量模具，并使生產設備和備件可以通用、船舶動力裝置認知實習論文

互換。

（4）玻璃鋼的原材料還需要進一步創新。比如為了克服玻璃鋼彈性模量低的缺點，需要研制高彈性模量的玻璃纖維；為了減緩老化現象，需要研究新的化學穩定劑；為降低成本，應生產和使用厚的玻璃氈等新產品作加強材料。此外，在提高樹脂的耐燃性方面還有不少課題。

（5）玻璃鋼的質量檢驗方法也需要改進。目前對玻璃鋼的厚度測量和內部缺陷的檢查等還缺乏精確的方法。

目前，世界上2000多萬艘6-20米左右的游艇中，FRP游艇占了90%以上。玻璃鋼游艇國內市場需求潛力巨大，國內具有不斷升溫和擴大的游艇消費需求。我國經濟多年持續高速增長，居民生活水平大幅提高，千萬、億萬富翁已經大量出現，旅游消費不斷升溫，以及北京奧運成功、上海世博成功、三峽大壩庫區建成、沿海發達城市逐步國際化等有利因素，極大地推動了國內景觀水系休閑旅游開發的熱潮，也使各類旅游休閑船艇和私家游艇市場蘊涵著巨大的發展潛力。據不完全統計，我國游艇俱樂部近5年來已由一二十個猛增到50多個，深圳、廣州、珠海、上海、浙江、大連、青島等地已有私家游艇1000多艘，國內私家購買的最貴游艇高達9000多萬人民幣。這一切表明游艇經濟在我國已見端倪并呈快速升溫之勢。

總之，由于玻璃鋼（FRP）具有許多傳統造船材料無法比擬的優點，故從問世以來倍受造船界的重視。現已成為世界中、小游艇和高速船艇制造的首選材料，且具有良好的發展前景。參考文獻

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第二篇：虛擬現實技術在船舶制造中的應用

虛擬現實在船舶制造中的應用

曼恒數字為南通航運職業學院建設了一套船舶建造仿真實訓系統，通過動畫、聲音以及特有的三維模擬方式，為用戶營造一個真實的環境，把船舶建造的場景和工藝流程等逼真地呈現出來。

船舶工業是一項勞動密集型、技術密集型和資金密集型的產業。船舶產品是一個巨大的復雜系統，而且大多是少量或單件生產的產品，每艘船舶都由數以千計甚至上萬件的零部件和中間產品。

怎樣將這些復雜的船舶建造過程通過形象而逼真的方式表現出來，讓學生能輕而易舉的掌握船舶知識，并印象深刻呢？

虛擬現實船舶建造仿真實訓系統通過對船廠廠區及設施、船舶內部結構和布置、船體建造常規工藝流程進行逼真的3D可視化虛擬展示。通過人機互動形式，與虛擬環境中的船體模型進行交互操作，完成鋼材預處理、鋼材切割、鋼材彎曲成型等。同時，該系統還提供了船體裝配功能，通過模擬真實的裝配方式，幫助學生了解船體裝配流程船體構造。

該系統的建成，為虛擬教學和培訓提供了重要的教學工具，虛擬環境使他們脫離了現實培訓中的風險和制約，并能從這種培訓中獲得感性知識和實際經驗，達到提高培訓對象各種技能和學習知識的目的。

第三篇：激光焊接在船舶制造中的應用前景

激光焊接在船舶制造中的應用前景

在20世紀90年代中期，激光作為一種重工業制造工具用于造船工業。大型艦船制造方法逐漸實現由鉚接到焊接的變革，焊接方法、工藝和設備也穩步發展，從早先的氣焊、電弧焊，發展到激光焊。造船技術的不斷發展，帶動了造船材料和設計的重大變化。圖1所示為造船工業中三明治夾層板的激光焊接。

圖1 造船工業中“三明治”板的激光焊接

早期日本的一些船廠就使用激光切割設備獲得了準確的切割尺寸和良好的切割質量，并從中受益。1992年，Vosper Thornycroft在歐洲船廠安裝了第一臺激光切割設備。90年代中、后期，歐洲船廠紛紛安裝了用于焊接和切割的成套設備。在美國，Bender 船廠是第一家使用高功率激光切割設備的船廠。1999年Bender 使用6KW的Tanaka LMX Ⅲ激光器，在制造成本和質量上取得了巨大進步。2001年，聯邦電動船部在其移動實驗室安裝了4KW的ESAB系統。激光切割設備在Bender的應用，引起了對發展高效激光焊接技術的關注。下面幾個圖為激光制造技術與系統在歐洲幾個船廠的應用實例。

圖2 Vosper Thornycroft船廠在歐洲最先使用激光切割設備

圖3 Meyer Werft船廠采用的船板焊接頭

圖4 Odense船廠采用的Triagon激光焊接頭

目前世界工業領域都向著低能耗、短流程方向發展，激光制造具有許多傳統制造方法無法比擬的優點，世界各國都加大了對發展制造業的重視程度。但與國外相比，我國激光技術達到應用推廣的還是不多，還沒有發揮出應有的作用。究其原因，首先在于激光制造系統的高成本、高投入；為了更廣泛的普及激光制造技術的應用，彌補高投入的問題，需要在充分認識影響激光制造技術應用關鍵因素的基礎上，綜合考慮船舶本身需求、激光加工系統的投入等因素，控制成本，尋找最佳加工條件、提高加工效率的方法，最終形成我國新一代激光制造產業鏈。

現代激光制造作為通用的加工手段，其前沿領域之一是應用領域的擴展，激光制造應用技術提出并解決新的問題。重點針對汽車、航天運載器、船舶和車輛等運輸機械的輕型化、冶金工業和循環經濟的發展趨勢，實現激光制造技術在國防和重點工業領域的產業化應用。同時對激光制造系統技術提出新的要求，如激光器小型化、高轉換效率與集成化等，光纖激光器和半導體激光器將得到大力發展。推動我國激光制造技術向著效率更高、能耗更低、流程更短、光束質量更高、性能更好、數字化、智能化程度更高、成本更低的方向發展，改變我國大工業用激光制造裝備完全依賴進口的現狀。

本文由萬向聯軸器www.tmdps.cn 冷鐓機www.tmdps.cn 聯合整理發布 激光技術在船舶制造中的應用又具有其獨特性，這跟船舶本身的加工和應用特點以及激光制造系統的特性息息相關。目前鋁合金材料逐漸成為運輸機械制造的關鍵材料，全鋁結構船顯示出良好的發展前景，配合先進的激光制造技術，展示了無限發展潛力。(end)文章內容僅供參考()(2010-8-21)

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第四篇：復合材料在船舶制造和海洋工程結構建造中的應用

復合材料在船舶制造和海洋工程結構建造中的應用

談到復合材料應用于船舶行業，就會想到它與大量水的關系。

為什么復合材料用于船舶和海洋工程結構的建造中

事實上，復合材料用于船舶和海洋結構建造比以往任何時候都要廣泛。與其他大多材料相比，比如鋼鐵和鋁，復合材料從重量上具有較高的剛度和強度。復合材料應用于商業船或游船各個部分，其結果是一艘重量非常輕的船比由鋁和鋼制成的同類型船速度要高。更重要的是，保持較輕的重量可以降低燃料成本。對于容納數百甚至數千加侖燃料的船只，減少消耗燃料是非常有意義的。

重量優勢

除了減少燃料消耗，還有另外一個與重量有關系的因素，那就是速度。一個很好的例子就是高速客輪Jet Rider，在挪威的操作中可運載244名乘客以每小時48英里的速度航行。由于大部分結構是由復合材料制成，這種輕質船與同類金屬制船相比，不僅花銷成本低，而且航行速度快。

其他由復合材料制成船體的船包括一艘259英尺的渡輪，它可以承載570名乘客和137輛轎車以每小時54英里的速度航行。

復合材料在船體中的應用

目前來說，復合材料的使用越來越廣。而大約20多年前，復合船體只限于較小的船只的使用，例如游艇和小型商業漁船。復合材料應用于大船只的成本過于昂貴。

復合材料在掃雷艦中的應用

早期最普遍的復合材料在大型船舶上的應用是由玻璃纖維制成船體的軍事掃雷艦。今天，許多大型船只都是用復合材料制成的，在船只的各個領域，包括船殼、地板、墻壁板、甲板和艙壁，以及管道系統、油箱、廢水箱、聲吶罩、管道、泵、閥門和上部結構。

復合材料在船舶上部建筑中的應用

特別是，復合材料被廣泛用在船舶的上層建筑中（船舶甲板以上的部分）。復合材料的使用減少了重量，這意味著更多的設備可以在不犧牲傾側穩定性的情況下安裝在吃水線上面。雖然船只的目的是維持一定的傾側而不翻覆，但是對于頭重腳輕的結構，一個足夠強大的力量就會導致其翻船。較大的上部建筑可以由復合材料制成，從而減少傾覆的危險。

復合材料的抗腐蝕性

復合材料應用于船舶制造和各種海洋工程的另外一個原因是因為復合材料無腐蝕性。不同金

屬的腐蝕性，復合材料可以持續很多年。因此，復合材料是對抗極端的溫度和海水這些非大氣環境的理想選擇。像螺旋槳軸、救生圈和燈塔這些海洋裝備長時間的停留在水中，容易被腐蝕，采用復合材料制成，可以確保它們有長的壽命。

復合材料船舶應用的材料測試

然而，即使擁有所有的優越性能，復合材料還是要經受和鋼鐵、金屬部件同樣嚴格的測試。為確保復合材料滿足適航船舶的需求，模擬海洋影響的各種測試都要進行。總的來說，船舶都有一個很長的使用壽命，預計20年或以上。對于復合材料如何在船舶建造中使用，測試變得必不可少，而且在這方條路上將經歷許多年的時間。

沖擊試驗

沖擊試驗用來預測復合材料如何應對與碎波中碼頭和載荷的碰撞、觸礁的破壞以及水下爆炸碎片損壞。進行復合材料沖擊試驗可展示重要的數據，比如韌性到脆性的轉變點、受到巨大撞擊后的剩余強度。

疲勞性、壓縮度和彎曲度測試

在上千次航行中，船舶行駛在海洋上的動作類似于彎曲和扭曲。疲勞性、壓縮度和彎曲度測試必須執行，以確保材料不會在這種情況下衰退。疲勞度測試用來檢測復合材料在循環加載應用中的耐久性和它們變質的時間。壓縮測試用來表明破壞的模式，比如分層破壞或壓曲破壞，同時用來檢測壓縮強度。彎曲和扭轉測試用來確定復合材料將什么時候“休息”。

黏合劑測試

同樣的道理，因為復合材料的結構和組件經常由黏合劑黏合在一起，所以黏結點也必須經過檢測。靜態的和循環的測試檢測黏合強度、去黏合模式和疲勞壽命。

破壞承受度

測試也可以幫助檢測破壞承受度。測試結果確定是否一個極端事件將造成災難性的損害或是否多年積累下來的損傷證明船是不安全的。

總結

造船業復合材料測試的短期目標是為了設計一款重量輕、堅固、成本低、不會傾覆或因過早被腐蝕增加維修成本的適航船舶。長遠的目標是獲得數據為進一步完善和改進船舶設計提供幫助。

復合材料在造船中的應用可能還處在初級階段，但是應用潮流卻在快速轉向。復合材料代替金屬有很多好處，海洋工程產業只是觸碰到復材應用的表面。隨著時間的推移，嚴格的測試將證明復合材料是許多海洋工程一流的材料。

第五篇：玻璃鋼復合材料在建筑節能中的應用

玻璃鋼復合材料在建筑節能中的應用

[2009-08-05] 來源于：

當前，節能和環保已成為人類改善生存環境和社會尋求良性發展的主題，因此，推進建筑節能是我國走可持續發展之路的必然趨勢，特別是采用節能環保材料對既有建筑的節能改造和新建建筑的節能選材設計是未來一段時間內降低建筑能耗的必由之路。玻璃鋼復合材料憑借其優異的性能，在建筑節能方面的應用日益受到人們的青睞。

玻璃鋼管道。近年來，我國新建城市供水工程所用管材多數為金屬管、預應力鋼筋混凝土管。由于金屬管需做防腐處理，長距離的管道防腐不但增加成本，而且質量難以保證；預應力鋼筋混凝土管在運行中易出現爆管、滲漏等質量問題，節能效果較差。而玻璃鋼管道由內襯層、結構層和外保護層構成，管道內襯層含有豐富的樹脂，耐腐蝕且內壁光滑，輸送介質摩阻系數小，結構層用玻璃纖維增強，為承受全部荷載的受力層，使用安全可靠。玻璃鋼管道與金屬管道等其他管道相比，輸送介質時運行阻力小、能耗低。當輸水量相同時，所需的玻璃鋼管道的管徑可至少小一個等級。如用相同管徑的管道輸送相同的水量，玻璃鋼管的用電量可比鋼管、鑄鐵管、水泥管低30%-40%，或在相同輸送能耗下輸送能力提高20%以上。玻璃鋼管道的質量只有相同管徑、相同長度鋼管1/6—1/3，鑄鐵管的1/9—1/7，混凝土管的1/15—1/10，因此可大大降低施工費用。玻璃鋼管道的生產能耗低，分別為功能相同鋼管和鑄鐵管的66.7%和22.3%。采用玻璃鋼管可使整體工程造價降低20%-30%。河南理工大學等研發的高強雙抗煤礦玻璃鋼管道已在河南平頂山、山東兗州及河北邯鄲等較大的煤礦企業推廣使用，噸煤成本明顯降低。高壓玻璃鋼管在大慶、勝利等油田得以廣泛使用。以武漢理工大學為代表研制的纖維纏繞夾砂玻璃鋼管道生產技術裝備已達到目前國外同類技術裝備水平。

近幾年我國城市供水量逐年增加，各項費用也在逐年提高。若修建一個供水量30萬t/d的水廠，一般需要2條直徑1.6m以上的管道，而修建一個50萬t/d的水廠，需要2條直徑2m以上的管道，如果用玻璃鋼管敷設，可為國家節約大量的能源。玻璃鋼管在城市舊排水管道改造工程中有著獨特的優越性，根據國外的經驗，在要改造的舊排水管斷面中可引入小于原管直徑的玻璃鋼管，這樣既不影響排水，又不用拆除管道。目前我國城市有很多排水管道因年久失修需要改造和更換，玻璃鋼管道在城市給排水管道改造中將會得到廣泛的應用。玻璃鋼窗框和門板。從能源流失來看，房屋建筑的能源損失中30%是通過門窗流失的，尤其是公共建筑的窗墻比高達70%，更加大了能源的損失。因此，門窗節能在整個節能建筑中起到至關重要的作用。玻璃鋼窗框通過拉擠生產出空腹型材，經過切割、組裝、噴涂等工序而制成。玻璃鋼窗框既有鋼、鋁門窗的堅固性，又有一半塑鋼窗的耐腐蝕、保溫、節能性能，更具有自身獨特的隔音、抗老化、尺寸穩定等性能，被譽為21世紀建筑窗框的綠色產品。玻璃鋼窗框輕質高強，其拉伸強度為350MPa以上，彎曲強度為260MPa以上，為鋁合金的2倍、塑鋼的4—5倍，從而彌補了塑鋼窗框強度低、易變形的缺點。玻璃鋼窗框的熱絕緣系數為9.96 ㎡·K/w，遠大于塑鋼窗框和隔熱斷橋鋁合金窗框的熱絕緣系數(分別為

5.93、0.16 ㎡·K/w)。優質玻璃鋼窗框的保溫性能優于國家標準(GB8484一1987)中規定的保溫性能一級指標。玻璃鋼窗框尺寸穩定、隔音性好。玻璃鋼型材熱變形溫度為200℃，線脹系數與建筑物和玻璃相當，在冷熱溫差變化較大環境下，不易與建筑物及玻璃之間產生縫隙，可大大提高玻璃鋼窗框的密封性能。據有關部門檢測，優質玻璃鋼窗框型材符合GB一18584—2001《建筑材料放射性核素限量》規定的各項有害物質限量指標。

我國建筑窗框行業形成了以塑鋼窗為主的產品結構體系，也是建筑窗框產量最多的國家。目前全國城鎮建筑市場的窗框需求量已經達到2億㎡，由于玻璃鋼窗框特有的保溫、節能等優點，目前已得到社會各界的認可和國家有關部門的重視和支持，在國內玻璃鋼窗框享有品牌聲譽和出口海外可數北京建工茵萊玻璃鋼制品有限公司。該公司于2007年前引進了加拿大Inline公司的玻璃鋼窗框技術后，一絲不茍、精益求精，達到年產10萬平方米的能力，累計出口型材10多萬平方米。其高性能玻璃鋼窗框落戶南極中山站。據茵萊公司提供數據，與金屬窗戶相比，一套100平方的住宿每年可節省能源費用1600元。

玻璃鋼門板在輕質、保溫方面優于木門板和金屬門板。但從門板的經濟性方面來看，作為內門用比木門板價高；作為外門板與金屬門相比而不耐沖擊，因此在住宅區很難得到推廣應用。目前玻璃鋼門板制造企業國內不到六家，以SMC模成型工藝為主，出口的形式主要為門片，出口主要廠家有山東淄博超力公司和無錫陸通公司。玻璃鋼門板和窗框在國內發展的步伐不快，并不是沒有市場。許多企業缺乏扎扎實實的市場調研和深入細致的推廣應用工作，導致這一產品長期徘徊不前。八年前，河北近十多家玻璃鋼企業投資了數十條拉擠生產線開發窗框，如今蕩然無存。其主要教訓是市場信息模糊炒概念，急于求成而無論證，影響了玻璃鋼窗框的推廣應用。

玻璃鋼屋面節能。屋面的節能不只是屋面表面的黑與白(反射性)，也不限于選用某個屋面系統的問題，而應當考慮整個屋面系統，其中保溫是一個重要的方面。在氣候寒冷地區，往往屋面保溫產生的節能效果比屋面反射率的作用更加明顯。屋面反射只有在夏天有太陽的時候才能發揮作用，而保溫則是一年365天始終起作用的。

屋面保溫的效果關鍵取決于保溫材料，其保溫性能由R值決定；有些材料的R值會隨時間而降低，因而還需要知道其長期熱阻性能指標LTTR；另外，還要考慮尺寸的穩定性和強度等。過去，聚異氰脲酸酯保溫材料在生產中使用的發泡劑CFC和HCFC會對大氣臭氧層造成危害，根據蒙特利爾公約，美國規定，到2002年底禁止生產和進口HCFC發泡劑。如今，全美國保溫材料制造商已經完成從HCFC向新一代發泡劑戊烷的轉變。膨脹聚苯乙烯(EPS)和擠出聚苯乙烯(XPS)保溫材料在制造過程中不會向大氣散發CFC和HCFC，對環保有利，而且可以重復使用；XPS的吸水速度極低，甚至在使用了幾十年以后還可以重新使用，從而費用減少，產生的廢物也最少。關于玻璃棉保溫材料對健康的影響，總的結論是，這種材料在制造和使用方面是安全的。把玻璃鋼材料用于屋面節能僅僅開始。據河北省棗強縣科技局提供信息，該局已與河北商祺公司在玻璃鋼屋面節能方面開展科技合作和推廣應用。其節能保溫隔熱技術包括抗老化SMC屋瓦和PU保溫隔熱層及其安裝技術。商祺公司經過一年多開發，已批量投放市場。對一些舊房屋面的改造，新型屋面建筑和古建筑修繕上起到了非常好的效果。

玻璃鋼復合材料在建筑節能的應用市場十分寬廣，采暖通風工程中，玻璃鋼已用于制造冷卻塔、通風廚、送風管、排氣管、柵板、防腐風機罩等；另外，玻璃鋼在冷庫、活動房屋、崗亭、仿古建筑、移動劇院、透微波塔樓、屏蔽房、水箱、井蓋、電纜橋架等領域也得到廣泛應用。隨著我國城鎮化進程的加快，建筑業投資越來越多，我國“十一五”規劃中明確指出，從2005年起，新建采暖居住建筑應在此前國家節能要求的基礎上再提高30%，建設部在節能專項規劃中指出，“十一五”期間25%既有建筑要進行改造。建筑節能改造和供熱系統的改造巨大工作量，帶來玻璃鋼的市場前景廣闊，綠色環保、阻燃、節能型的新型建筑材料必將大有作為。