渔船船体材料应用现状及发展趋势

　　摘要：文章基于渔船船体材料应用现状及发展趋势对渔船进行探讨，主要对常用的渔船建造材料进行分析，并结合渔船应用中存在的问题对船体材料未来的应用提出低成本、高节能、耐腐蚀的发展规划。

　　我国现阶段的渔船能源消耗过大，严重降低了渔船的经济效益，其关键原因是新型渔船材料应用效率较低。为了加强对渔船船体材料的深入认识，应从材料的力学、经济学以及效益等方面进行综合分析，提高渔船船体材料的质量，推动渔业发展。

　　1　国内渔船船体材料应用现状

　　根据相关数据统计，我国的渔船总量高达95万艘。其中木质渔船的数量占据渔船总量的2/3，玻璃钢、钢质和钢丝网材质的水泥渔船数量约占总量的1/3。之所以木质渔船数量占比较高是因为木质材料价格相对较低，但是投入使用后会发现木质渔船阻力大、能耗过高，船体的老旧速度较快，会降低一定的经济效益。另外，部分渔船是经过改造而成，船型和应用的材料不符，船体腐蚀严重，潜在较高的安全风险。

　　为了加快渔业现代化的步伐，国内部分造船企业借鉴国外相关技术和规范标准，逐渐开始应用玻璃钢和聚乙烯材料建造中小型渔船。但是国内对于渔船研究的资料较少，缺乏一定的建造基础，导致使用效果不理想，所以，目前只有少数企业使用新材料建造渔船，规模存在限制，严重制约了新型航船材料的发展。

　　2　渔船常用船体材料性能对比

　　2.1　力学性能对比分析

　　通过对常见渔船建造材料进行分析，不同材料的力学性能差距较大。

　　（1）铝合金：与其他等同力度的材料相比，铝合金因其密度较小，建造上层建筑能够降低重心，可以提高其稳定性能。但也存在一定的缺点，由于强度较低，若将其投用到渔船的头部或尾部等强构件或厚度需求较大的部分，会加大构造难度，很容易出现变形。

　　（2）玻璃钢：强度较高，疲劳强度方面也表现很好；密度低、质量小，有利于船舶快速航行；抗酸抗腐蚀，可免去涂漆成本，保养简单。但玻璃钢弯曲模量相对较低，不耐磨、不抗撞。

　　（3）聚乙烯：强度高、密度小，可广泛用于微型垂钓艇等小型渔船的建造。但聚乙烯材质不耐磨、容易出现老化、易燃等问题，需要加强后期的维护和保养工作。

　　2.2　可持续性对比分析

　　木材是可再生资源，但是玻璃钢和钢材等不可再生，为了保护资源还需合理的使用。为提高各种材料的利用率，钢材、铝合金、聚乙烯等材料建造的渔船，达到报废使用年限后可以重新加工再投入使用。但钢材耐腐蚀性较差的特点会导致大量钢材浪费，因此，在建造船舶时需要喷涂定量的油漆，但油漆含有毒物质会造成水体污染，危害海洋资源，对环境具有一定危害。

　　基于以上分析，可以重点将铝合金、聚乙烯等材料作为建造渔船的新型材料，这些材料的综合性能相对较高，符合可持续发展的战略要求。

　　3　渔船船体材料的发展趋势

　　3.1　节能型材料

　　渔业生产逐渐呈现产业化和商业化的发展趋势，对渔船节能减排的需求越来越大，要求也越发严格。渔船建造者应从实际出发，选择易加工、无污染的材料建造渔船，并通过减轻空船重量、降低航行阻力等符合物理规律的方案降低渔船能耗，发挥出渔船的经济效益。节能型渔船的建造材料将是未来渔船建造企业重点发展的材料，比如铝合金、聚乙烯等材料将被首先考虑。随着我国科学技术的发展，新材料、新工艺不断创新成熟，像碳纤维这种质量轻的复合材料未来会被重点应用到小型渔船当中。

　　3.2　高强型材料

　　我国远洋渔业目前“大而不强”，高龄渔船比例较高，且材料多是用钢材建造，即使能满足船体强度的要求，但由于钢材密度较大，导致节能和耐腐蚀效果较差。而钛合金、镁合金等高强度材料，其密度只有钢材的一半左右，但强度、耐腐蚀性却远超钢材，这些高强度材料若能用于船体建造将有效减轻船舶重量，提高经济效益。

　　3.3　耐腐型材料

　　合理的防腐设计能使船舶的耐腐蚀程度大大上升，因此施工人员应选择合适的建造材料、船舶结构以及船舶建造工艺。玻璃钢复合材料是一种特殊的聚氨酯弹性体混合物，耐用且弹性好，与钢板组合后的强度远远高于传统的单一钢结构。其耐腐蚀性相较于纯聚乙烯差别不大,各种功能性也相差不多。将其运用到渔船中可以弥补腐蚀带来的损失，能预防渔船的腐蚀难题。

　　3.4低成本型材料

　　经数据证实，我国渔船建造成本比总成本的一半还要高，包括各种材料费和人工费等。材料不同，导致加工难度也不相同。简单的材料可以降低加工难度，缩短建造时间，相反，复杂的材料则会增加难度，延长建造进程。为此，应尽可能选择价格合适且容易加工的材料，保证船体的稳定性和实用性。

　　4　中国渔船产业的问题与展望

　　我国渔船业的发展较发达国家还有一定距离，体现在以下3方面：①配置与实际发展情况不符，小型木质类渔船占比重较高，大中型渔船相对较少，两者差距较大，渔业资源日渐萎缩与小型木质渔船数量上升形成鲜明的对比，矛盾突出；②我国在渔船建造中先进的技术与设备应用不足，由于起步较晚，节能型材料数量偏低，没有得到大范围的应用；③缺乏完善的渔船管理制度，对超龄渔船管理不严，容易引发安全事故，例如燃油泄漏、海事事故等，不仅增加成本浪费资源，还威胁海洋资源，造成海洋污染。

　　针对上述难题，我国渔业船舶检验局提出了解决措施，并颁布了十大渔船标准化船型，这些船型容纳了不同的材质、尺寸和作业方式。在此基础上，我国加大了对渔船的科学管理，从而推动渔业生产全面发展。另外，还需加深渔民对新型材料的了解，接受新型建造材料，改进渔船的设计方案。但每个地区的发展不同渔船建造设计可能会存在差异，因此，要结合实际情况进行渔船设计，选择节能型的高强质复合材料，适应当地渔业的发展现状，为渔船的优化改进奠定良好的基础。

　　5　结语

　　新形势下，不仅要满足渔船建造业的要求，延长渔船的使用年限，发挥出其经济效益，还需在建造过程中，针对不同类型的渔船选择不同的材料，以保证材料的耐腐蚀性、高强度性、节能性。另外，渔船建造技术人员还应选择合适的工艺和技术，不断拓展各类新材料的使用范围，提升渔船建造企业的市场竞争力，促进船舶行业的发展。推动渔船新型材料普及化是一项长期而艰巨的任务，不仅需要研发新材料，同样需要将新材料推广到使用者手中，打消渔民对新型材质渔船的疑虑，提高对新型船体材料的使用效率，实现渔业的可持续发展。

　　基金项目：中国水产科学研究院基本科研业务费资助（2020TD79）。

　　作者简介：林垚（1991-），女，吉林永吉人，中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所、研究实习员，研究方向：结构设计。

　　参考文献

　　[1]农业农村部.2019年全国渔业经济统计公报[EB/OL].[2021-10-11].http://www.cnafun.moa.gov.cn/kx/gn/202006/t20200619_6346974.html.

　　[2]赵炳雄，严谨，黄技．中国渔船标准化发展进程概述[J]．渔业现代化，2020，47（2）:1-6．

　　[3]金娇辉，赵新颖，黄温赟，等．渔船结构设计标准化及规范化研究[J]．中国渔业质量与标准，2020，10（5）：55-61．

　　[4]郑建丽．休闲渔船技术发展现状及对策研究[J]．中国水产，2021（1）：44-48．

　　[5]隋江华，阎冰．钢质海洋渔船中剖面结构优化设计[J]．渔业现代化，2019，46（1）：67-73．

　　[6]蒋丰，沈叔曾．大型玻璃钢渔船帽型骨架剖面参数的力学分析[J]．力学季刊，2000，21（2）：267-270．

　　[7]赵志强．试析钢塑复合管的性能与制备工艺[J]．中小企业管理与科技，2018（1）：153-154．

　　[8]李易珊．推进渔船船型标准化加快现代渔业发展[J]．海洋与渔业，2020（9）：44-45．

　　[9]谌志新，胡佩玉，沈熙晟，等．我国渔船节能技术发展状况及节能渔船示范应用[J]．中国科技成果，2017，18（7）：35-38．

　　（责任编辑：刘振敏）