玻璃鋼船是否必須一層氈一層布糊制

劉文濤 陶繼林 馮振玉

在2008年《玻璃纖維增強(qiáng)塑料漁業(yè)船舶建造規(guī)范》（以下簡稱“本規(guī)范”）中，其3.1.3（4）規(guī)定了試板的12項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)，并在3.1.3（6）規(guī)定了“應(yīng)使用以玻璃纖維短切氈和玻璃纖維布交替鋪敷成型的積層板”。究竟如何理解這條氈、布“交替鋪敷成型”的工藝，長時間以來，在專業(yè)人員之間一直存在著兩種觀點(diǎn)上的分歧。

一種觀點(diǎn)認(rèn)為，漁船使用當(dāng)中經(jīng)常發(fā)生碰撞，為了保證鋪層之間不因碰撞而分層，需要增加積層板的層間剪切強(qiáng)度。因?yàn)闅峙c布膠結(jié)的層間剪切強(qiáng)度，要比布與布膠結(jié)的層間剪切強(qiáng)度高，故而要強(qiáng)調(diào)一層氈與一層布的交替鋪敷，這也是“本規(guī)范”要求的初衷，必須按此執(zhí)行，否則就是犯規(guī)！

另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，規(guī)范并未把交替鋪層明確的定量為一層氈與一層布的交替鋪敷，也沒有明確每次交替鋪敷時氈與布的質(zhì)量配比，這說明規(guī)范追溯的最終目標(biāo)應(yīng)是積層板的質(zhì)量，而并非糾纏在氈與布的層數(shù)或質(zhì)量之比上。對于一層氈與多層布的交替鋪敷，國外的現(xiàn)行規(guī)范也是允許的，國內(nèi)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也是可行的，故對交替鋪敷的概念應(yīng)靈活的理解和掌控，并非僅限于一層氈與一層布的交替鋪敷。

兩者比較，筆者支持后一種觀點(diǎn)。事實(shí)上，若涉及到碰撞，其后果的影響將是多方面的，在規(guī)范當(dāng)中，不可能專門去規(guī)定若干種防范碰撞后果的條款。況且，積層板分層的原因也是多方面的，認(rèn)為一層氈一層布的交替鋪敷即可防止碰撞分層且為規(guī)范初衷要求的說法，也是值得商榷的。現(xiàn)分項(xiàng)探討如下：

1

船舶建造規(guī)范所規(guī)定的結(jié)構(gòu)尺寸，都是以某種材料固定的理化性能指標(biāo)為基準(zhǔn)制定出來的。“本規(guī)范”也是先明確了表3.1.3（5）試板力學(xué)性能的基準(zhǔn)，并據(jù)此制定出玻璃鋼漁船結(jié)構(gòu)相應(yīng)部位的尺寸。按此推理，凡是結(jié)構(gòu)尺寸滿足“本規(guī)范”的規(guī)定，且鋪層的試板經(jīng)過試驗(yàn)不低于表3.1.3（5）所列性能指標(biāo)的船體鋪層，就應(yīng)認(rèn)為是符合了“本規(guī)范”的要求，而不應(yīng)在鋪層的順序等次要環(huán)節(jié)上糾纏不清。以鋼船規(guī)范為例，它只強(qiáng)調(diào)鋼材的理化性能指標(biāo)及結(jié)構(gòu)尺寸，而不再去過問它的軋制及下料拼裝等程序。在這方面，“本規(guī)范”也應(yīng)具有與鋼船規(guī)范相仿的特性。

2

如果說為了增加積層板的層間剪切強(qiáng)度，以保證鋪層之間不因碰撞而產(chǎn)生分離，故此強(qiáng)調(diào)這一氈一布的交替鋪敷，就是“本規(guī)范”初衷要求的話，那么請問：為什么“本規(guī)范”還允許船殼板等使用夾層板結(jié)構(gòu)呢（見5.4.2.2夾層板結(jié)構(gòu)的船體外板厚度）？夾層板的芯材本身就會因撞擊而失效分層，且泡沫芯材的剪切強(qiáng)度是相當(dāng)?shù)牡停瑑H相當(dāng)于基準(zhǔn)試板層間剪切強(qiáng)度的2%～4%，這樣的夾層板又怎么能去保證漁船的經(jīng)常碰撞而層間不分離呢？這種自相矛盾的編排，應(yīng)不可能出現(xiàn)在現(xiàn)行的規(guī)范之中。由此可以推論，這一氈一布交替鋪敷是為了防止碰撞分層且為“本規(guī)范”要求的初衷之說，是靠不住的。

3

各種玻璃鋼船規(guī)范，幾乎都談到了氈與布的交替，但這“交替”都只是個定性的概念，并沒有定量的要求每次氈、布鋪敷的層數(shù)或質(zhì)量的比例關(guān)系。氈與布交替鋪敷的目的，主要是為了保障積層板的樹脂浸漬均勻，以便固化良好。由于短切氈的結(jié)構(gòu)疏松，滲透性好，對樹脂的吸附能力較強(qiáng)，故氈的積層都屬于富樹脂層，其含膠量不會低于65%；而編織布的結(jié)構(gòu)相對較致密，滲透性差，對樹脂的吸附能力較低，其積層的含膠量約為45%左右。特別在布的經(jīng)緯交織點(diǎn)處滲透性更差，一旦浸漬不良，將會影響積層板的力學(xué)性能，甚而是影響船體的質(zhì)量。所謂的氈、布交替鋪敷，就是為了利用氈層中富足的樹脂，慢慢的向布層滲透，以使在固化之前，布層也能恰到好處的浸透樹脂。如果認(rèn)為交替就是一層氈對一層布的鋪敷，而各層氈、布的本身又沒有質(zhì)量的概念，試問：多層氈的疊加（絲毫不影響樹脂的滲透浸潤）和一層布的交替鋪敷為何不可？一層400g氈和一層1200g布（1600g的布也已有生產(chǎn)）的交替鋪層，與一層400g氈和兩層400g布的交替鋪層相比，哪個更容易浸漬良好呢？肯定應(yīng)是一氈兩布的交替鋪敷。由此可見，認(rèn)為交替鋪敷是一層氈和一層布往復(fù)循環(huán)的見解，只能看作是個人的意見，而不應(yīng)釋義成規(guī)范定量要求的初衷。

4

我國的第一對全玻璃鋼漁船，是按《1978年美國玻璃鋼船建造和入級規(guī)范》設(shè)計建造，于1985年建成投產(chǎn)的。其系由中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁船室與上海玻璃鋼研究所（該所是1970年中國第一條玻璃鋼艇的研制者，也是國內(nèi)研究玻璃鋼結(jié)構(gòu)的權(quán)威單位）等單位共同攻關(guān)研制的。當(dāng)年國內(nèi)玻璃纖維氈極少生產(chǎn)，其比玻璃纖維布貴2倍以上（國外則是氈比布便宜很多），為了降低建造成本以便于在漁船方面推廣應(yīng)用，船體結(jié)構(gòu)設(shè)計時盡量降低玻璃纖維氈的使用量。該船殼板厚10mm，分為兩次成型，其鋪層的順序分別是：第一天， 300g氈+400g布×10；第二天打磨之后，300g氈+400g布×8+300g氈，總計鋪了21層，是3層氈對18層布。迄今為止，該漁船使用已快30年，船體結(jié)構(gòu)仍舊沒有任何問題。這足以證明，一氈多布的糊層，并不影響積層板的質(zhì)量。

5

對于交替鋪敷，最初所依據(jù)的《1978年美國玻璃鋼船建造和入級規(guī)范》有兩處是這樣陳述的：

在4.1的通則中有：“本規(guī)范確定的構(gòu)件尺寸適用于由短切玻璃纖維氈和玻璃粗紗布交替鋪敷的玻璃鋼積層板，制作方法是接觸成型或手糊成型。如果使用的材料與本規(guī)范擬定的技術(shù)條件不同時，需另行考慮”。這是在明確本規(guī)范的構(gòu)件尺寸所針對積層板的原材料及制作的原則，對于純玻璃布制作或純玻璃氈制作或非手工成型的積層板，都要另行考慮。但這里的另行考慮，就是實(shí)事求是的客觀通融，而絕非主觀臆斷的嚴(yán)厲禁止。

另在4.4.1基準(zhǔn)玻璃鋼積層板的規(guī)定有：“本規(guī)范所有對玻璃鋼構(gòu)件尺寸的要求，是以通用聚酯樹脂與交替鋪敷的玻璃氈和玻璃粗紗布增強(qiáng)材料制成的積層板為基準(zhǔn)，積層板中玻璃最小含量(按重量)約為35%”。這條是進(jìn)一步明確規(guī)范制定結(jié)構(gòu)尺寸的基準(zhǔn)力學(xué)性能指標(biāo)，以及該指標(biāo)的試板是氈布交替鋪敷、玻璃纖維最小含量約為35%的積層板。這里的交替鋪敷也沒有特定明確是幾層氈對幾層布的定量關(guān)系，從玻璃纖維最小含量上看，該基準(zhǔn)積層板應(yīng)是氈多布少的構(gòu)造，絕對不是一層氈與一層布的交替鋪敷成型（按各層氈、布的質(zhì)量相等，下同）。另再通過后面4.4.5 對與基準(zhǔn)積層板成分不同的材料組合，可以對結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行修正的規(guī)定來看，更可以肯定，該規(guī)范所述的交替鋪敷，絕對沒有定量的比例關(guān)系，那一層纖維氈和一層纖維布往復(fù)交替的見解是極具片面性的。

6

經(jīng)咨詢我國多個知名玻璃鋼船廠的鋪層工藝，得到的回答基本是一致的，即“只有漁業(yè)船舶且在現(xiàn)場有監(jiān)督人員的時候，才一氈一布的鋪敷，否則基本是一氈兩布、偶爾一氈三布的鋪敷也有”。就多數(shù)的玻璃鋼船廠而言，大多是一氈兩布的鋪敷成型，且已經(jīng)都有幾十年的糊船經(jīng)驗(yàn)，從來也沒有因?yàn)闅帧⒉冀惶驿伔髷?shù)量之比例問題而發(fā)生過事故。

7

在CCS 2012年《海上高速船入級與建造規(guī)范》中，其4.6.1.4對鋪敷成型的規(guī)定是：“推薦使用以纖維短切氈和無捻粗紗正交布交替鋪糊成型的積層板”（ 在2013年《沿海小型船舶檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》中，也有同樣的規(guī)定）。對于交通船舶的這種鋪敷規(guī)定，隨便理解成一氈一布或一氈多布或多氈一布的組合型式都沒有關(guān)系，所謂“推薦使用”并非強(qiáng)制執(zhí)行，只要積層板試件的力學(xué)性能達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，且結(jié)構(gòu)尺寸滿足規(guī)范要求，即不犯規(guī)。漁業(yè)船舶對交替鋪敷成型冠有強(qiáng)制性的“應(yīng)使用”3個字，這是國內(nèi)外玻璃鋼船規(guī)范所沒有的，也許這“應(yīng)使用”就是造成理解上的歧義與難以協(xié)調(diào)的根源。

綜上所述，對于“本規(guī)范”中“應(yīng)使用以玻璃纖維短切氈和玻璃纖維布交替鋪敷成型的積層板”的規(guī)定，不能機(jī)械地理解為一層氈和一層布的交替鋪敷，而是要理解為氈、布“交替鋪敷”只是個定性的概念，但每次鋪敷氈、布的層數(shù)并不是定量的。即使編寫之初真有一層氈和一層布交替鋪敷的初衷，也還有“等效”原則可以通融。在“本規(guī)范”總則1.1.4.1的等效規(guī)定有：“船體材料、結(jié)構(gòu)形式及構(gòu)件尺寸如果不符合本規(guī)范規(guī)定，如若能有充足的理論或?qū)嵺`依據(jù)說明其等效性，本局可予同意”。按照該條規(guī)定，如試板的力學(xué)性能及結(jié)構(gòu)尺寸滿足規(guī)范要求，就應(yīng)是理論上的等效可行；另從幾十年來各玻璃鋼船廠一氈多布交替鋪敷的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及首對玻璃鋼漁船的實(shí)船應(yīng)用，也都證明了一氈多布交替鋪敷的等效可行，在等效面前，任何人都不應(yīng)再機(jī)械地執(zhí)行“三氈一布”的理念。