復(fù)合材料彈性體應(yīng)急燈浮標結(jié)構(gòu)設(shè)計和應(yīng)用前景

　　這篇復(fù)合材料論文發(fā)表了復(fù)合材料彈性體應(yīng)急燈浮標結(jié)構(gòu)設(shè)計和應(yīng)用前景，目前中國沿海使用的燈浮標主要以直徑2.4米的鋼制燈浮標為主，這種燈浮標投放時，往往需要專業(yè)的航標作業(yè)船。論文主要介紹了一種復(fù)合材料彈性體應(yīng)急浮標的研發(fā)過程，可用于上述兩種情況的航標投放，并分析其應(yīng)用前景。

　　關(guān)鍵詞：材料類論文,復(fù)合材料,燈浮標,應(yīng)急

　　1.項目研發(fā)背景

　　在我國沿海航標中，燈浮標的數(shù)量占到了60%以上，而這些燈浮標主要是以2.4米直徑的鋼制燈浮標為主，在長期的使用中，我們發(fā)現(xiàn)這種燈浮標具有重量大、裝配復(fù)雜、搬運/起吊困難、對海上投放裝備要求高等缺點。在發(fā)生沉船事故，或是航標效能失常等需要開展航標應(yīng)急反應(yīng)時，往往需要航標起吊船配合，才能開展航標的投放或吊換作業(yè)，加上目前各航標處配備的航標起吊船數(shù)量有限，一般都是一個航標處配備一艘，如果起吊船舶此時不在事發(fā)水域，或是正在執(zhí)行其他航行任務(wù)，那么如何才能快速有效的完成航標應(yīng)急修復(fù)(或是應(yīng)急投放)，保障海上船舶航行安全呢?這已成為航標管理者面臨的一個難題。

　　另一方面，隨著沿海航標及航標配套的船舶都向大型化發(fā)展，這將無法兼顧到一些小型航道、天然航道的燈浮標配布。因為這些水域一般都存在水深較淺、水下環(huán)境復(fù)雜等特點，達不到設(shè)置大型浮標的要求，同時，航標起吊船舶也無法進入這些水域開展相關(guān)航標作業(yè)。

　　目前，航標管理部門對于上述第一個問題，一般都是終止航標起吊船舶正在執(zhí)行的任務(wù)，并立即趕往事發(fā)水域完成航標應(yīng)急任務(wù)，如果船舶正在上排維修時，則考慮從市場中租用船舶應(yīng)對。但是無論采取哪種措施，勢必會造成資源的浪費，而且市場上可以執(zhí)行航標拋設(shè)任務(wù)的，一般都是一些抓斗船，航標作業(yè)時存在較大的安全隱患。

　　對于在小型航道、天然航道的設(shè)標，則考慮建設(shè)燈樁，但是建設(shè)燈樁的成本往往是燈浮標的好幾倍，往往需要立項審批，建設(shè)周期長，受環(huán)境制約因素大。而且很多時候，這種情況下的設(shè)標，都是相關(guān)業(yè)主提出的，資金有限。

　　為此，航標管理人員希望研發(fā)一款質(zhì)量輕、耐腐蝕、投放輕便快捷的復(fù)合材料彈性體應(yīng)急燈浮標，用于解決上述兩個難題。

　　2.復(fù)合材料彈性體應(yīng)急燈浮標研發(fā)

　　2.1材料的組成

　　復(fù)合材料彈性體應(yīng)急燈浮標由玻璃鋼、聚氨酯、聚脲和鋼結(jié)構(gòu)連接件等組成。具備了耐腐蝕、強度高、重量輕、防水性能好、抗海水老化能力強等優(yōu)點。

　　2.2復(fù)合材料彈性體應(yīng)急燈浮標結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　復(fù)合材料彈性體應(yīng)急燈浮標的結(jié)構(gòu)分兩部分成型，上半部包括燈架和干舷部分，下半部為浮標的吃水深度和配重區(qū)域，上下兩部分成型后法蘭邊鏈接，上半法蘭邊覆蓋下法蘭邊，采用不銹鋼螺桿和膠泥固定。

　　2.3復(fù)合材料彈性體應(yīng)急燈浮標的制造技術(shù)

　　(1)制做母模

　　根據(jù)浮標的形狀，制作出母模，具體工藝為，用玻璃鋼材料層層鋪裹，并使鋪層厚達到模具使用要求。當模具有了初步的形狀后，依次進行固化、脫模、修整、打磨、拋光、打蠟，是母模達到使用要求。

　　產(chǎn)品的原材料選用：

　　①樹脂：我們選擇乙烯基酯樹脂，這是一種基體樹脂，而且具有耐腐蝕性能。

　�、谠鰪姴牧希罕砻鏆�、短切氈、玻璃纖維布。

　　③固化系統(tǒng)：選用過氧化苯甲酰糊—二甲基苯胺的苯乙烯溶液。

　　成型方法：采用手糊成型的制作工藝。在制作工程中，重點在應(yīng)力集中處和吊裝力點處，鋪設(shè)增強材料，進行局部增強。具體做法是根據(jù)浮鼓、燈架、望板、電池箱的外形及其受力情況，計算其產(chǎn)品的厚度，確定產(chǎn)品鋪層的數(shù)量。我們采用經(jīng)緯的密度為1：1的中堿玻璃纖維布和重量為400克每平方米的短切氈進行鋪設(shè)，內(nèi)外表面都統(tǒng)一使用0.18毫米的細布，中間層才用0.4毫米的粗布。

　　(2)上部浮標內(nèi)填充聚氨酯

　　將聚酯多元醇(白料)和多異氰酸酯(黑料)、催化劑、表面活性劑、發(fā)泡劑、其他添加劑等原料一步加入，通過專用設(shè)備混合，經(jīng)高壓澆鑄現(xiàn)場發(fā)泡而成，采用的密度為50公斤每立方米。

　　(3)吊耳及強度材料的安裝

　　將左、右兩個吊耳的四根腳分別與左、右兩邊的吊耳鋼筋、加強鋼筋焊接并與錨鏈鋼筋連接，錨鏈鋼筋的下端焊接有錨鏈連接扣，置入模具中與上部浮標及下部浮體的玻璃鋼外殼整體成型，詳見圖1：復(fù)合材料彈性體應(yīng)急燈浮標結(jié)構(gòu)示意圖。

　　(4)制備成型的本實用新型有如下指標

　�、俪叽纾合虏扛◇w1 1直徑1200mm;②航標主體重量：80-82KG;③抗沖擊強度：250MPa;④吸水率1%以下。

　　3.復(fù)合材料彈性體應(yīng)急燈浮標的應(yīng)用

　　這款直徑1.2米的復(fù)合材料彈性體應(yīng)急燈浮標具有重量輕、耐腐蝕、不易褪色、對水深條件無要求、投放方便等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于以下三個方面：

　　3.1燈浮標的應(yīng)急恢復(fù)及應(yīng)急設(shè)標

　　目前，大多數(shù)航標處都是只有一艘航標起吊船舶，并且需要同時肩負著好幾個沿海港口的航標維護工作。北海航標處目前就僅有一艘航標作業(yè)船，需負責(zé)整個廣西北部灣沿海燈浮標的維護工作，燈浮標將近500座，維護壓力大，而且該船船齡已超30年，每年都需要安排一段時間進行上排維修。在船舶安排不過來的時候，航標管理人員只能選擇用這種復(fù)合材料彈性體應(yīng)急燈浮標進行應(yīng)急修復(fù)，或應(yīng)急投放，待船舶適航后再換回鋼制燈浮標。

　　3.2水中燈樁倒塌時的臨時恢復(fù)

　　建在適淹礁上的燈樁，由于其基礎(chǔ)長年受海浪的侵蝕而倒塌，航標管理人員面對這種情況，大多會在原基礎(chǔ)上設(shè)立臨時的鋼管燈樁，燈樁的重建工作待立項審批后再進行。但在適淹礁上安裝鋼管燈樁時，作業(yè)安全得不到保障，經(jīng)常都需要委外作業(yè)。航標管理人員可在適淹礁航道一側(cè)臨時設(shè)置復(fù)合材料彈性體應(yīng)急燈浮標，待燈樁重建完成后再撤除。2017年，位于欽州港茅嶺江的粗沙墩燈樁，因基礎(chǔ)被掏空致倒塌，且原燈樁設(shè)置位置已無重建燈樁的基礎(chǔ)，因此在原址設(shè)置復(fù)合材料彈性體應(yīng)急燈浮標1座，目前仍正常使用。

　　3.3支線航道/天然航道的設(shè)標

　　2017年，廣西七十二涇海島保護與開發(fā)利用工程中提出設(shè)置3座燈浮標的方案，航標的設(shè)置主要為了保障進出該水域快艇的安全，該水域連接外海，但中間有一段水域無水深測量資料，周邊拉網(wǎng)養(yǎng)殖現(xiàn)象普遍，水下環(huán)境復(fù)雜，導(dǎo)致航標作業(yè)船無法進入該片水域，而且工程經(jīng)費有限。為此，業(yè)主設(shè)置了3座復(fù)合材料彈性體應(yīng)急燈浮標，目前仍正常使用。

　　4.應(yīng)用前景

　　復(fù)合材料彈性體應(yīng)急燈浮標具有重量輕、耐腐蝕、不易褪色、對水深條件無要求、投放方便等優(yōu)點，可人工投放，在無起吊作業(yè)船的情況下可以采用應(yīng)急人工投放，應(yīng)急投放沉船示位標等助航標志或恢復(fù)航標效能，保障轄區(qū)通航安全。待條件許可時再調(diào)派起吊船舶回收浮標，同時又可重復(fù)利用。支線航道、海島旅游開發(fā)等情況下的設(shè)標也可采用此類燈浮標。目前，該型燈浮標還應(yīng)用在了西南沙的航標設(shè)置，2017年設(shè)置的所有此類航標，目前仍正常使用中，并且臺風(fēng)過后也未出現(xiàn)移位現(xiàn)象。

　　參考文獻：

　　[1]張軍科.水性聚氨酯研究進展[J].化學(xué)與黏合，2010(05).

　　推薦閱讀：《造紙裝備及材料》是湖南省造紙學(xué)會會刊，面向全國制漿造紙以及相關(guān)行業(yè)公開發(fā)行。主要報道湖南省造紙工業(yè)的發(fā)展狀況以及在原料、工藝、設(shè)備、儀表、質(zhì)量、品種、環(huán)保、節(jié)能、管理方面的實用技術(shù)和經(jīng)驗，同時也有針對性地介紹省外和國外的技術(shù)和新設(shè)備。

轉(zhuǎn)載請注明來自發(fā)表學(xué)術(shù)論文網(wǎng)：http:///jzlw/18169.html