線性低密度聚乙烯浮標推廣應用探討

蔡勝男 邢村村

摘 要：隨著科技的發展，各種新材料、新技術的應用使得航標產品選擇性空間變大，線性低密度聚乙烯滾塑浮標在我國部分海區港口進行拋設試用，經過使用觀察，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較傳統浮標在使用的耐久性、維護的便捷性、抗沖擊性、經濟性等方面進行了對比，對其在導助航領域的應用前景進行了展望。

關鍵詞：滾塑浮標;線性低密度聚乙烯;新材料;效果

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

1 背景

浮標是為船舶航行提供安全服務的助航設施，它對水運、漁業、海洋開發和國防建設具有重要意義，對建立海上和內河的安全經濟通道提供可靠的航行安全保障。傳統浮標多采用鋼結構，浮標自設置以后，受海水侵蝕、附著物、擠壓、碰撞等因素的影響，浮標目視效果逐漸減弱，航標管理部門需將浮標進行更換，通過維護保養使更換下來的浮標繼續達到正常工作狀態。

目前，線性低密度聚乙烯滾塑浮標我國部分海區港口進行拋設試用，經過使用觀察，其基本助航性能滿足要求，涂色鮮艷無褪化、結構性能優良、外觀目標顯著。在維護性能上，滾塑浮標較同水域鋼質浮標水生物附著少，現場高壓水沖洗清潔簡便、采用模塊化和分體式拼裝結構，四個獨立的分體模塊可局部損壞更換，降低了維護成本，整體試用效果優良。

2 線性低密度聚乙烯滾塑浮標對比傳統浮標的優越性

2.1使用耐久性

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

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

2.2現場維修性能

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

線性低密度聚乙烯滾塑浮標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，即使受到嚴重撞擊產生裂痕，浮體模塊可以現場修補操作，十分方便且修補效果可靠，成本較低。當浮體受損十分嚴重時，也可以現場起吊進行損壞模塊更換，馬上恢復投入使用。

2.3使用中抗沉性能

鋼質浮標浮體內部無填充，采用水密多隔艙結構抗沉，受到撞擊破損后，浮體內部進水，浮標無法保持正浮姿態而失去助航效能。

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

2.4錨鏈磨損度

現用鋼質浮標總重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，造成鏈環之間磨損損耗。每年在更換浮標時都需要對錨系進行檢查，并且現場更換磨損嚴重的錨鏈。

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

2.5經濟成本分析

對鋼質與線性低密度聚乙烯滾塑兩種浮標在全生命周期內進行成本分析評估是一個復雜的經濟管理活動。在對多年使用鋼質浮標積累的大量歷史實際成本數據進行分析的基礎上，形成鋼質浮標和線性低密度聚乙烯滾塑浮標應用經濟成本分析。

根據大量實際使用數據經驗，我們設定鋼質浮標和線性低密度聚乙烯滾塑浮標兩者的報廢年限都為十五年，由于每年的更換作業，夏季浮標需要進行起吊并運回陸地維護保養，同時檢查錨鏈的損耗程度，更換損耗嚴重的錨鏈。

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。經過一個周期的海上使用，鋼質浮標起吊運回陸上維修保養，根據常規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。鋼質浮標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。浮標起吊運回陸上保養場地后需要在碼頭、維修場地、噴丸涂裝工場進行轉場運輸，陸上交通運輸費用約1500元/次。

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

（3）鋼質浮標噴砂除銹和油漆涂裝費用。鋼質浮標在海上使用半年后，需要對浮體及燈架進行噴砂除銹、重新油漆涂裝作業，需要產生人工費和油漆等成本費用。根據審定價格2.4米鋼質浮標噴涂保養費用約為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需要用水約為1噸，合計約為4元/座。

（4）殘值回收費用。鋼質浮標全生命周期到期后，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主體材料為線性低密度聚乙烯（LLDPE），具有降級重復使用價值，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回收價值約20000元，由社會專業機構回收再利用。

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

3 社會和經濟效益

3.1浮標維護管理模式逐步發生改變

浮標是我國航標管理機構提供助航服務的主要形式之一，為維持浮標保持良好效能，需要大型航標作業船舶、保養場地、噴丸及維修設施、油漆設備等大量的固定資產投入，圍繞浮標維修保養需要大量的作業人員和管理人員。線性低密度聚乙烯浮標采用模塊化拼裝結構，后期維護簡便。可以預見線性低密度聚乙烯浮標推廣應用后，浮標可以實現“只換不修”，將大量的航標經費、人力資源投入到提高和改善航標助航效能，為航標用戶提供更好的助航服務。

3.2環保性不斷增強

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

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過程中，也不會產生污染氣體、液體等物質破壞環境。從生產到使用、再到報廢回收，線性低密度聚乙烯滾塑浮標均不會對環境造成污染，符合國家提倡的綠色環保理念。

3.3具有顯著的經濟性

目前線性低密度聚乙烯浮標在國內還是新興產業和新型產品，采購成本普遍偏高，初期一次性采購成本大于鋼質浮標，但綜合比較采購、后期維護保養等費用，線性低密度聚乙烯材料浮標在全生命周期內的使用及維護成本具有較大的優勢。

3.4減少船舶碰撞損失

由于鋼質浮標材質特性，航行船舶與之發生碰撞時，會對船舶和鋼質浮標都造成較嚴重的結構性損壞。線性低密度聚乙烯浮標漂浮水中本體較輕，發生碰撞時會彈開，不易直撞到浮體。即使發生碰撞浮體，對航行船舶的損壞程度也會大為減輕。

4 結語

線性低密度聚乙烯滾塑浮標給航標建設和管理部門拓寬了航標產品選擇性空間，角常規材質浮標具有眾多突出性能優勢，是未來浮標發展的方向，應用前景廣闊。作為新型材料導助航設施，下一步需要在產品智能化、系列化研究，宣傳推廣應用等方面進行深入研究，不斷提升燈浮標的護航服務水平。