線性低密度聚乙烯浮標(biāo)推廣應(yīng)用探討

蔡勝男 邢村村

摘 要：隨著科技的發(fā)展，各種新材料、新技術(shù)的應(yīng)用使得航標(biāo)產(chǎn)品選擇性空間變大，線性低密度聚乙烯滾塑浮標(biāo)在我國部分海區(qū)港口進行拋設(shè)試用，經(jīng)過使用觀察，其基本助航性能滿足要求。本文對線性低密度聚乙烯滾塑浮標(biāo)較傳統(tǒng)浮標(biāo)在使用的耐久性、維護的便捷性、抗沖擊性、經(jīng)濟性等方面進行了對比，對其在導(dǎo)助航領(lǐng)域的應(yīng)用前景進行了展望。

關(guān)鍵詞：滾塑浮標(biāo);線性低密度聚乙烯;新材料;效果

中圖分類號：U644.4? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）12-0075-03

1 背景

浮標(biāo)是為船舶航行提供安全服務(wù)的助航設(shè)施，它對水運、漁業(yè)、海洋開發(fā)和國防建設(shè)具有重要意義，對建立海上和內(nèi)河的安全經(jīng)濟通道提供可靠的航行安全保障。傳統(tǒng)浮標(biāo)多采用鋼結(jié)構(gòu)，浮標(biāo)自設(shè)置以后，受海水侵蝕、附著物、擠壓、碰撞等因素的影響，浮標(biāo)目視效果逐漸減弱，航標(biāo)管理部門需將浮標(biāo)進行更換，通過維護保養(yǎng)使更換下來的浮標(biāo)繼續(xù)達到正常工作狀態(tài)。

目前，線性低密度聚乙烯滾塑浮標(biāo)我國部分海區(qū)港口進行拋設(shè)試用，經(jīng)過使用觀察，其基本助航性能滿足要求，涂色鮮艷無褪化、結(jié)構(gòu)性能優(yōu)良、外觀目標(biāo)顯著。在維護性能上，滾塑浮標(biāo)較同水域鋼質(zhì)浮標(biāo)水生物附著少，現(xiàn)場高壓水沖洗清潔簡便、采用模塊化和分體式拼裝結(jié)構(gòu)，四個獨立的分體模塊可局部損壞更換，降低了維護成本，整體試用效果優(yōu)良。

2 線性低密度聚乙烯滾塑浮標(biāo)對比傳統(tǒng)浮標(biāo)的優(yōu)越性

2.1使用耐久性

鋼質(zhì)浮標(biāo)采用表面油漆涂料來達到鋼構(gòu)件基層保護和醒目表面色助航識別。浮標(biāo)長期浸泡在海水中，上部處在日曬雨淋的高紫外線照射環(huán)境，下部受到海水侵蝕，在惡劣環(huán)境下極易造成涂層老化和結(jié)構(gòu)銹蝕，為達到良好助航效能必須對浮標(biāo)進行定期維護、更換。更換作業(yè)過程中，夏季浮標(biāo)打撈上岸，需要進行除銹、噴砂、刷漆等維護保養(yǎng)作業(yè)，對于使用年限較長、受損程度較嚴(yán)重的浮標(biāo)則需要進行報廢處理。

線性低密度聚乙烯滾塑浮標(biāo)的浮體顏色為滾塑原材料本色，具有優(yōu)良的使用耐久性，316L不銹鋼骨架主材，在全生命周期內(nèi)不需涂漆保養(yǎng)和噴砂除銹，材質(zhì)使用年限可達十五年。

2.2現(xiàn)場維修性能

鋼質(zhì)浮標(biāo)受到撞擊浮體破裂后，難以在現(xiàn)場對浮標(biāo)進行修補，需要起吊運回陸上保養(yǎng)車間進行維修作業(yè)， 除了人工費、原料費外，需要使用大型起吊作業(yè)工程船舶及陸上交通運輸，修補鋼質(zhì)浮標(biāo)所發(fā)生的實際成本（包括專業(yè)設(shè)備費用、人工費、運輸費等）較大。

線性低密度聚乙烯滾塑浮標(biāo)材料自身具有較高的拉伸強度和抗沖擊強度，在受到撞擊時不會脆裂，即使受到嚴(yán)重撞擊產(chǎn)生裂痕，浮體模塊可以現(xiàn)場修補操作，十分方便且修補效果可靠，成本較低。當(dāng)浮體受損十分嚴(yán)重時，也可以現(xiàn)場起吊進行損壞模塊更換，馬上恢復(fù)投入使用。

2.3使用中抗沉性能

鋼質(zhì)浮標(biāo)浮體內(nèi)部無填充，采用水密多隔艙結(jié)構(gòu)抗沉，受到撞擊破損后，浮體內(nèi)部進水，浮標(biāo)無法保持正浮姿態(tài)而失去助航效能。

線性低密度聚乙烯滾塑浮標(biāo)浮體內(nèi)部采用具有阻燃性的閉水型聚氨酯發(fā)泡填充物，閉孔率大于 97%，浮體受到撞擊受損破裂時，內(nèi)部填充物幾乎不吸水，浮力損失較小，浮標(biāo)還能保持正浮姿態(tài)，繼續(xù)能起到助航作用。

2.4錨鏈磨損度

現(xiàn)用鋼質(zhì)浮標(biāo)總重5.3噸，使用Φ38錨鏈系錠，在鲅魚圈水域中受漲落潮流影響，錨鏈承受極大拉力，造成鏈環(huán)之間磨損損耗。每年在更換浮標(biāo)時都需要對錨系進行檢查，并且現(xiàn)場更換磨損嚴(yán)重的錨鏈。

線性低密度聚乙烯滾塑浮標(biāo)總重量僅2.3噸，使用與鋼質(zhì)浮標(biāo)同樣尺寸錨鏈系錠系統(tǒng)，由于自重的減輕將大大減小錨鏈承受的拉力并減輕環(huán)間磨損，極大延長錨鏈更換周期。

2.5經(jīng)濟成本分析

對鋼質(zhì)與線性低密度聚乙烯滾塑兩種浮標(biāo)在全生命周期內(nèi)進行成本分析評估是一個復(fù)雜的經(jīng)濟管理活動。在對多年使用鋼質(zhì)浮標(biāo)積累的大量歷史實際成本數(shù)據(jù)進行分析的基礎(chǔ)上，形成鋼質(zhì)浮標(biāo)和線性低密度聚乙烯滾塑浮標(biāo)應(yīng)用經(jīng)濟成本分析。

根據(jù)大量實際使用數(shù)據(jù)經(jīng)驗，我們設(shè)定鋼質(zhì)浮標(biāo)和線性低密度聚乙烯滾塑浮標(biāo)兩者的報廢年限都為十五年，由于每年的更換作業(yè)，夏季浮標(biāo)需要進行起吊并運回陸地維護保養(yǎng)，同時檢查錨鏈的損耗程度，更換損耗嚴(yán)重的錨鏈。

2.5.1初期購置費用

2.5.2日常維護費用

（1）全生命周期路上維修及運輸費用。經(jīng)過一個周期的海上使用，鋼質(zhì)浮標(biāo)起吊運回陸上維修保養(yǎng)，根據(jù)常規(guī)的一般修理工程項目包含吊攀磨損堆焊打磨、鋅塊割除更換、擋鏈木鋼板損壞拆裝換新、壓鐵上限位及配重托盤損壞拆裝換新、燈架拆除及小面積修理。鋼質(zhì)浮標(biāo)每次陸上修理費用約2500元。同時，全生命周期中期報廢更換一次燈架費用約為8000元。浮標(biāo)起吊運回陸上保養(yǎng)場地后需要在碼頭、維修場地、噴丸涂裝工場進行轉(zhuǎn)場運輸，陸上交通運輸費用約1500元/次。

（2）更換系鏈費用。錨鏈的磨損與浮標(biāo)的重量有關(guān)，浮標(biāo)越重，受潮流拉力越大，錨鏈鏈環(huán)磨損越快。鋼質(zhì)浮標(biāo)重量為 5.3噸，而線性低密度聚乙烯滾塑浮標(biāo)的重量為 2.3噸。因此，鋼質(zhì)浮標(biāo)錨鏈磨損比線性低密度聚乙烯滾塑浮標(biāo)快。設(shè)定相同水域錨鏈損耗更換時間比采用1：2測算，根據(jù)歷史經(jīng)驗鋼質(zhì)浮標(biāo)需要三年更換一次錨鏈，則線性低密度聚乙烯滾塑浮標(biāo)需要六年更換錨鏈。每次更換系鏈，按通常需要更換一根馬鞍鏈、一根短鏈、一節(jié)長鏈。合計更換系鏈費用約10000元/次。

（3）鋼質(zhì)浮標(biāo)噴砂除銹和油漆涂裝費用。鋼質(zhì)浮標(biāo)在海上使用半年后，需要對浮體及燈架進行噴砂除銹、重新油漆涂裝作業(yè)，需要產(chǎn)生人工費和油漆等成本費用。根據(jù)審定價格2.4米鋼質(zhì)浮標(biāo)噴涂保養(yǎng)費用約為9500元/座。油漆材料費用約為2800元/座。合計噴砂除銹和油漆涂裝費用約為12300元/座。線性低密度聚乙烯材料浮標(biāo)在海上使用運回陸地后，其表面的海生物及其他表面污漬，使用高壓水槍沖洗即可，主要成本為用水，目前工業(yè)用水的單價為4元/噸，清理一座線性低密度聚乙烯材料浮標(biāo)需要用水約為1噸，合計約為4元/座。

（4）殘值回收費用。鋼質(zhì)浮標(biāo)全生命周期到期后，作為廢鋼處置，回收的殘值每座約為5000元。線性低密度聚乙烯滾塑浮標(biāo)主體材料為線性低密度聚乙烯（LLDPE），具有降級重復(fù)使用價值，該材料在達到報廢年限后的殘值報廢處理市場回收價值約每噸5000元，加上燈架等不銹鋼附屬件每座浮標(biāo)回收價值約20000元，由社會專業(yè)機構(gòu)回收再利用。

（5）浮標(biāo)全生命周期內(nèi)維修保養(yǎng)成本總費用。根據(jù)國內(nèi)主流浮標(biāo)使用情況，每2年秋季需要將浮標(biāo)起吊運回至陸地并進行保養(yǎng)，在十五年的全生命周期內(nèi)，鋼質(zhì)浮標(biāo)在更換上岸后都需要進行多項維護保養(yǎng)，線性低密度聚乙烯材料浮標(biāo)僅需要進行表面清潔維護。全生命周期內(nèi)產(chǎn)生費用如下表（單位：元）。

3 社會和經(jīng)濟效益

3.1浮標(biāo)維護管理模式逐步發(fā)生改變

浮標(biāo)是我國航標(biāo)管理機構(gòu)提供助航服務(wù)的主要形式之一，為維持浮標(biāo)保持良好效能，需要大型航標(biāo)作業(yè)船舶、保養(yǎng)場地、噴丸及維修設(shè)施、油漆設(shè)備等大量的固定資產(chǎn)投入，圍繞浮標(biāo)維修保養(yǎng)需要大量的作業(yè)人員和管理人員。線性低密度聚乙烯浮標(biāo)采用模塊化拼裝結(jié)構(gòu)，后期維護簡便?？梢灶A(yù)見線性低密度聚乙烯浮標(biāo)推廣應(yīng)用后，浮標(biāo)可以實現(xiàn)“只換不修”，將大量的航標(biāo)經(jīng)費、人力資源投入到提高和改善航標(biāo)助航效能，為航標(biāo)用戶提供更好的助航服務(wù)。

3.2環(huán)保性不斷增強

一般鋼質(zhì)浮標(biāo)需要每年進行一次噴砂除銹和噴漆保養(yǎng)，每次保養(yǎng)需要清洗標(biāo)體、噴砂除銹、噴涂油漆，作業(yè)工序時間長，航標(biāo)工人勞動強度大。特別是使用高污染作業(yè)方式，對人員及環(huán)境危害極大。近年來隨著國家及地方政府增強環(huán)境保護整治力度，已經(jīng)很難就近找到合適的鋼質(zhì)浮標(biāo)維修保養(yǎng)工場。

線性低密度聚乙烯材料本身及其滾塑成形模塊均無毒、無害，在海水中不會分解有害物質(zhì)影響水中生物的生長;同時線性低密度聚乙烯滾塑模塊在生產(chǎn)過程中，也不會產(chǎn)生污染氣體、液體等物質(zhì)破壞環(huán)境。從生產(chǎn)到使用、再到報廢回收，線性低密度聚乙烯滾塑浮標(biāo)均不會對環(huán)境造成污染，符合國家提倡的綠色環(huán)保理念。

3.3具有顯著的經(jīng)濟性

目前線性低密度聚乙烯浮標(biāo)在國內(nèi)還是新興產(chǎn)業(yè)和新型產(chǎn)品，采購成本普遍偏高，初期一次性采購成本大于鋼質(zhì)浮標(biāo)，但綜合比較采購、后期維護保養(yǎng)等費用，線性低密度聚乙烯材料浮標(biāo)在全生命周期內(nèi)的使用及維護成本具有較大的優(yōu)勢。

3.4減少船舶碰撞損失

由于鋼質(zhì)浮標(biāo)材質(zhì)特性，航行船舶與之發(fā)生碰撞時，會對船舶和鋼質(zhì)浮標(biāo)都造成較嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)性損壞。線性低密度聚乙烯浮標(biāo)漂浮水中本體較輕，發(fā)生碰撞時會彈開，不易直撞到浮體。即使發(fā)生碰撞浮體，對航行船舶的損壞程度也會大為減輕。

4 結(jié)語

線性低密度聚乙烯滾塑浮標(biāo)給航標(biāo)建設(shè)和管理部門拓寬了航標(biāo)產(chǎn)品選擇性空間，角常規(guī)材質(zhì)浮標(biāo)具有眾多突出性能優(yōu)勢，是未來浮標(biāo)發(fā)展的方向，應(yīng)用前景廣闊。作為新型材料導(dǎo)助航設(shè)施，下一步需要在產(chǎn)品智能化、系列化研究，宣傳推廣應(yīng)用等方面進行深入研究，不斷提升燈浮標(biāo)的護航服務(wù)水平。