線(xiàn)性低密度聚乙烯滾塑浮標(biāo)應(yīng)用技術(shù)研究 - 副本

1.技術(shù)概況線(xiàn)性低密度聚乙烯滾塑浮標(biāo)是將新材料應(yīng)用于浮標(biāo)的浮體、顯形模塊、頂標(biāo)等部位，充分發(fā)揮了材料的優(yōu)異性能。浮標(biāo)結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計(jì)，整體堅(jiān)固耐用且視覺(jué)效果極佳，是高性能、低維保的新材料系列浮標(biāo)。該浮標(biāo)由東海航海保障中心上海航標(biāo)處經(jīng)一年半時(shí)間研發(fā)而成，并逐步在轄區(qū)水域投入使用。產(chǎn)品具有設(shè)計(jì)壽命長(zhǎng)（達(dá)15年）、安全可靠、環(huán)保無(wú)污染、標(biāo)識(shí)清晰、維護(hù)周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于各種航道、景觀(guān)河道及水源保護(hù)區(qū)等各類(lèi)水域。2.技術(shù)原理及特點(diǎn)2.1技術(shù)原理浮標(biāo)采用線(xiàn)性低密度聚乙烯為主體材料，此類(lèi)材料具有極高的耐磨性、耐沖擊性、耐低溫性，生物無(wú)毒性，具有獨(dú)特的表面非附著能力等應(yīng)用性能，同時(shí)本身自帶顏色。原材料經(jīng)過(guò)滾塑工藝加工成無(wú)焊縫、受力均勻、顏色鮮艷的中空模塊。浮體模塊內(nèi)部填充閉孔率大于95%的閉水型聚氨酯材料，浮體在受到強(qiáng)烈撞擊發(fā)生破損時(shí)也不會(huì)沉沒(méi)。浮標(biāo)整體由浮體、密封艙（用于安裝電池等設(shè)備）、燈架、頂標(biāo)等部分組成。浮體由兩個(gè)分浮體通過(guò)鋼骨架拼接成筒狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)浮體受損時(shí)，可以現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)或更換，維護(hù)方便。顯形筒采用內(nèi)、外雙殼體結(jié)構(gòu)，外部殼體采用內(nèi)凹加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，提升整體的強(qiáng)度；顯形筒主要用于安裝電池等設(shè)備，可避免設(shè)備直接暴露在高鹽、高濕、強(qiáng)紫外線(xiàn)的環(huán)境中。2.2關(guān)鍵技術(shù)、工藝流程及主要設(shè)備滾塑成型技術(shù)是項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)能科學(xué)有效地將線(xiàn)性低密度聚乙烯材料通過(guò)滾塑工藝應(yīng)用到浮標(biāo)上，使其具備材料的優(yōu)良性能且符合浮標(biāo)行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，因此滾塑又稱(chēng)滾塑成型、旋轉(zhuǎn)成型、回轉(zhuǎn)成型等，是一種熱塑性塑料中空成型方法。該方法是先將塑料原料加入模具中，然后模具沿兩垂直軸不斷旋轉(zhuǎn)并加熱，模內(nèi)的塑料原料在重力和熱能的作用下，逐漸均勻地涂布、熔融粘附于模腔的整個(gè)表面上，成型為所需要的形狀，再經(jīng)冷卻定型而成制品。滾塑成型的基本加工過(guò)程比較簡(jiǎn)單，將粉末狀或液狀聚合物放在模具里加熱，同時(shí)模具圍繞著垂直軸旋轉(zhuǎn)，然后冷卻成型。試驗(yàn)中采用的是已均勻著色的粉末材料，在加熱的最初階段，粉末先在模具表面形成多孔層，然后隨循環(huán)過(guò)程漸漸熔融，最終形成壁厚均勻的模塊。模塊的壁厚越均勻，其各方面的受力越均勻，薄弱環(huán)節(jié)就越少，進(jìn)而使浮標(biāo)更加堅(jiān)固。要生產(chǎn)出壁厚均勻、成形符合設(shè)計(jì)要求、外表面光滑的滾塑模塊，關(guān)鍵在于材料性能、滾塑模具及滾塑工藝。為更好地進(jìn)行材料成型技術(shù)研究，天津天元?？萍奸_(kāi)發(fā)有限公司引入大型自動(dòng)化滾塑設(shè)備，將線(xiàn)性低密度聚乙烯材料結(jié)合滾塑工藝應(yīng)用于航標(biāo)領(lǐng)域。該項(xiàng)目結(jié)合材料特性及航標(biāo)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，研制出高效環(huán)保的新型材料浮標(biāo)，既具備良好的助航效果，又符合當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保要求。2.2.1滾塑材料（1）材料顏色該項(xiàng)目采用的滾塑材料為線(xiàn)性低密度聚乙烯原色材料，材料本身符合IALA標(biāo)準(zhǔn)的浮標(biāo)顏色相關(guān)規(guī)定，材料顏色具有熱穩(wěn)定性，加工后能保持不變色。此外，材料本身具有良好的耐腐蝕、耐老化性能，經(jīng)過(guò)加速老化試驗(yàn)證明，浮標(biāo)模塊經(jīng)過(guò)10年使用后，顏色仍符合IALA標(biāo)準(zhǔn)。（2）材料顆粒均勻度材料顆粒的大小會(huì)影響材料的熔融與成形，材料顆粒過(guò)大，則需要更高的熔融溫度或需要更長(zhǎng)的熔融時(shí)間，進(jìn)而導(dǎo)致成本增加，且會(huì)影響成形效果；若選用顆粒較小的粉末材料，則會(huì)提升滾塑模塊的綜合性能，但是其成本相對(duì)較高。另外，若材料顆粒的均勻度較差，會(huì)由于顆粒熔融溫度不一致，導(dǎo)致材料氣化、無(wú)法成形或成形模塊壁厚不均等現(xiàn)象。（3）材料熔融指數(shù)熔融指數(shù)是一種表示塑膠材料加工時(shí)的流動(dòng)性的數(shù)值。它是美國(guó)量測(cè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ASTM）根據(jù)美國(guó)杜邦公司慣用的鑒定塑料特性的方法制定而成，其測(cè)試方法是先讓塑料粒在一定時(shí)間（10min）內(nèi)、一定溫度及壓力（各種材料標(biāo)準(zhǔn)不同）下，熔化成塑料流體，然后通過(guò)直徑為2.095mm的圓管所流出的克（g）數(shù)。其值越大，表示該塑膠材料的加工流動(dòng)性越佳，反之則越差。材料的熔融指數(shù)直接影響到材料的成形。熔融指數(shù)越高，材料流動(dòng)性越高，則模塊成形的條件將會(huì)很苛刻；而熔融指數(shù)越低，材料在模具內(nèi)流動(dòng)性越低，要生產(chǎn)出壁厚均勻的模塊則需要更長(zhǎng)的時(shí)間和更嚴(yán)苛的條件。因此，天元海根據(jù)浮標(biāo)模塊大、壁厚均勻及經(jīng)濟(jì)性等條件，選擇了合適的原材料，并在進(jìn)廠(chǎng)檢驗(yàn)合格后才投入生產(chǎn)使用。（4）材料的耐老化性浮標(biāo)長(zhǎng)期應(yīng)用在高鹽、高濕、紫外線(xiàn)強(qiáng)的惡劣環(huán)境下，為了能起到有效的助航作用，浮標(biāo)本身應(yīng)該具有良好的耐腐蝕、耐老化等性能。天元海采用的線(xiàn)性低密度聚乙烯材料具備此良好性能，滾塑模具經(jīng)過(guò)加速老化試驗(yàn)，計(jì)算出其表面顏色經(jīng)過(guò)10年使用后仍符合IALA標(biāo)準(zhǔn)。此外，滾塑模塊經(jīng)過(guò)鹽霧試驗(yàn)后，未發(fā)生老化、腐蝕等現(xiàn)象，將此類(lèi)模塊實(shí)際應(yīng)用于航道上，也未曾出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，同時(shí)其表面具有良好的自潤(rùn)滑性，附著在浮體表面的海生物、海鳥(niǎo)糞便等污漬用高壓水槍即可輕松去除。（5）材料的抗拉伸性能隨著航運(yùn)的不斷繁榮，每日進(jìn)出港的船舶逐漸增多，再加上部分小漁船航行較隨意，浮標(biāo)受撞擊的概率不斷增加。傳統(tǒng)的鋼質(zhì)浮標(biāo)在受到撞擊后，受到鋼質(zhì)材料性能的影響，一是可能會(huì)造成浮艙破損而導(dǎo)致浮標(biāo)沉沒(méi)，二是鋼質(zhì)材料難以瞬間釋放撞擊產(chǎn)生的巨大能量，可能會(huì)對(duì)浮標(biāo)攜帶的其他助航設(shè)備及撞擊的船舶造成危害。而新型的低密度聚乙烯材料浮標(biāo)浮體具有較強(qiáng)的抗拉伸性能，并且重量相對(duì)較輕，在受到撞擊后能夠有效釋放撞擊能量，浮體韌性較強(qiáng)，使浮艙破裂的概率下降，即使破裂，浮體內(nèi)部填充的閉水型聚氨酯材料也能使浮標(biāo)保持平衡，繼續(xù)發(fā)揮助航作用。項(xiàng)目組曾對(duì)材料的抗拉伸性能進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果如下：線(xiàn)性低密度聚乙烯材料的彈性模量測(cè)試目的在于了解材料在常溫和低溫條件下的力學(xué)性能，為強(qiáng)度計(jì)算服務(wù)，也為了了解在不同溫度下的材料性能。實(shí)驗(yàn)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制備了15個(gè)試件，試驗(yàn)溫度分別設(shè)計(jì)為20℃、-10℃、-20℃、-40℃和-80℃，其中-10℃和-20℃采用常規(guī)冰箱與冰柜實(shí)現(xiàn)，-80℃采用超低溫冰箱實(shí)現(xiàn)。材料的試件采用國(guó)家高分子材料試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)GB/T1040-92制備，結(jié)構(gòu)和尺寸見(jiàn)圖1。圖1高分子材料試件標(biāo)準(zhǔn)2.2.2試驗(yàn)設(shè)備試驗(yàn)設(shè)備采用電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)WDW-10（10000N），見(jiàn)圖2。圖2萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)外殼材料彈性模量測(cè)試條件：（1）試件制備。常溫（20℃、-10℃、-20℃、-40℃、-80℃）每組3個(gè)試件，共15個(gè)試件。（2）萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試方法。將試件裝卡在試驗(yàn)機(jī)上，拉伸速度2mm/min，采用計(jì)算機(jī)采集數(shù)據(jù)。2.2.3試驗(yàn)結(jié)果根據(jù)試驗(yàn)，得出線(xiàn)性低密度聚乙烯材料的彈性模量。由材料力學(xué)軸向拉伸計(jì)算方法可得：彈性模量：

式中：F為拉力；L為標(biāo)距，長(zhǎng)度60；A為試件截面面積；ΔL為伸長(zhǎng)量；E為彈性模量。圖3拉斷后的試件/低溫條件導(dǎo)致試件出現(xiàn)中空現(xiàn)象材料試驗(yàn)結(jié)果顯示，即使在-80℃的低溫條件下，線(xiàn)性低密度聚乙烯材料仍然具有非常好的延伸率，在破壞前會(huì)經(jīng)歷較大的變形。因此，得出結(jié)論為線(xiàn)性低密度聚乙烯材料隨溫度降低彈性模量增加。總之，材料是滾塑技術(shù)的基礎(chǔ)，合適的滾塑材料是生產(chǎn)出符合設(shè)計(jì)要求的滾塑模塊的基礎(chǔ)，進(jìn)而才能生產(chǎn)出性能優(yōu)良的浮標(biāo)。

圖420℃常溫條件下載荷位移曲線(xiàn)圖5-80℃低溫條件的載荷位移曲線(xiàn)表1線(xiàn)性低密度聚乙烯材料參數(shù)試驗(yàn)結(jié)果2.2.4滾塑模具滾塑工藝通常由加料、加熱、冷卻、脫模和后處理等幾個(gè)基本工序組成。針對(duì)不同的模塊，每一個(gè)工序都有不同的要求。為了保證生產(chǎn)出的滾塑模塊具有良好的性能，針對(duì)不同模塊都要進(jìn)行試制評(píng)估、模具設(shè)計(jì)、流程設(shè)計(jì)等。天元海大型自動(dòng)化滾塑設(shè)備可建立并存儲(chǔ)多項(xiàng)滾塑程序，確保同類(lèi)型模塊的一致性。在采用良好、合適的材料，自主開(kāi)發(fā)各類(lèi)高精度模具的基礎(chǔ)上，結(jié)合航標(biāo)行業(yè)實(shí)際情況，使用大型自動(dòng)化滾塑設(shè)備生產(chǎn)出適用于浮標(biāo)的滾塑模塊是該項(xiàng)目的關(guān)鍵。3.主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)3.1浮標(biāo)材質(zhì)采用新型滾塑材料，高耐磨、耐沖擊浮標(biāo)布置于航道上，船舶、海上漂浮物等都有可能對(duì)浮標(biāo)造成物理性的破壞。因此，制作浮標(biāo)的原材料需要具有良好的抗穿刺、抗撕裂、抗張強(qiáng)度等性能。經(jīng)過(guò)層層篩選，選定第三代聚乙烯的線(xiàn)性低密度聚乙烯樹(shù)脂，其除包含了一般聚乙烯樹(shù)脂的性能外，其抗張強(qiáng)度、抗撕裂強(qiáng)度、耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性、耐低溫性、耐熱性、耐穿性都極為優(yōu)越。結(jié)合浮標(biāo)使用條件，浮標(biāo)會(huì)經(jīng)歷夏季高溫和冬季低溫，由線(xiàn)性低密度聚乙烯制成的浮標(biāo)，不會(huì)因?yàn)闇囟炔町惍a(chǎn)生脆性，達(dá)到了冬夏季極端溫度條件的使用要求。同時(shí)，其優(yōu)秀的抗穿刺性和抗撕裂強(qiáng)度，保證了浮標(biāo)在受到外來(lái)撞擊時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂和孔洞，造成進(jìn)水等問(wèn)題。圖6線(xiàn)型低密度聚乙烯原色材料線(xiàn)性低密度聚乙烯材料具有良好的耐磨特性、耐沖擊性、化學(xué)穩(wěn)定性、自潤(rùn)滑性、對(duì)生物無(wú)毒性、耐低溫性、表面非附著性，還有吸能、吸噪音、抗靜電、不吸水、比重輕等優(yōu)點(diǎn)。3.2浮體結(jié)構(gòu)加強(qiáng)設(shè)計(jì)、防撞性佳部分航保單位也曾嘗試采用非鋼質(zhì)浮標(biāo)，如超高分子量聚乙烯浮標(biāo)等，此類(lèi)浮標(biāo)主要由高分子聚乙烯板材進(jìn)行焊接而成，焊接處強(qiáng)度低，長(zhǎng)時(shí)間使用或受到外力撞擊時(shí)易損壞，并且此類(lèi)浮標(biāo)韌性較差，受到撞擊后浮體易碎裂，進(jìn)而導(dǎo)致浮標(biāo)沉沒(méi)，甚至產(chǎn)生航行安全隱患。該項(xiàng)目浮標(biāo)通過(guò)設(shè)置帶有凹槽加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的顯形筒，增加了雙層底座和加強(qiáng)筋單層殼體的燈架，改善了浮標(biāo)的耐用性，通過(guò)在浮體鋼骨架上設(shè)置圓鋼吊環(huán)以及在固定底盤(pán)下設(shè)置預(yù)留吊環(huán)，有效減小了浮標(biāo)在投放和回收操作中的難度，進(jìn)而節(jié)約了浮標(biāo)的投放和回收成本。此外，通過(guò)海水沖洗進(jìn)行浮體表面的清理，無(wú)需定期對(duì)浮體進(jìn)行清理維護(hù)。

圖7浮體填充材料與浮體骨架示意圖該項(xiàng)目浮標(biāo)采用316L不銹鋼作為骨架材料，具有良好的耐腐蝕性能，能耐海洋環(huán)境及侵蝕性工業(yè)大氣的侵蝕，大大提升了浮標(biāo)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。在填充物方面，該項(xiàng)目浮標(biāo)的填充材料環(huán)保無(wú)污染。填充材料的閉孔率大于95%，海水不會(huì)從孔間滲透，充分保證浮體即使在被破壞的情況下，依然能在海水中穩(wěn)定站立。填充材料的耐老化程度高達(dá)30年，從而極大提高了滾塑浮標(biāo)的防撞性能，使其經(jīng)久耐用，在受到外界撞擊時(shí)，能夠瞬間釋放能量，對(duì)搭載的航標(biāo)燈、AIS等設(shè)備起到保護(hù)作用，即使被撞破損也能起到助航功能。3.3浮體外殼材質(zhì)環(huán)保性佳、色彩標(biāo)識(shí)清晰目前常用的浮標(biāo)標(biāo)體采用鋼材，外部涂防腐涂層，但是由于海上環(huán)境惡劣，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間日光暴曬、鹽霧腐蝕，浮標(biāo)外部防腐涂層會(huì)發(fā)生脫落、褪色等現(xiàn)象，標(biāo)體也會(huì)產(chǎn)生銹蝕；另外，浮筒表面附著性強(qiáng)，會(huì)黏附大量的海生物，清理十分困難，因此浮標(biāo)需要定期更換。在維護(hù)保養(yǎng)過(guò)程中，由于采用的噴丸除銹和油漆涂裝方式，屬于高污染加工生產(chǎn)工藝，會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不良影響。采用線(xiàn)性低密度聚乙烯材料滾塑成型工藝的浮標(biāo)顏色艷麗、色澤飽滿(mǎn)、顯形效果明顯，能起到很好的助航作用，即使在海上惡劣環(huán)境長(zhǎng)時(shí)間使用仍然不褪色，標(biāo)識(shí)清晰。從材質(zhì)角度出發(fā)，線(xiàn)性低密度聚乙烯無(wú)疑是標(biāo)身材質(zhì)的理想選擇。浮標(biāo)浮體顏色需要滿(mǎn)足IALA條件，如何保證紫外線(xiàn)照射情況下，浮標(biāo)不褪色也是需要解決的問(wèn)題。因此，為了防止或減慢光氧老化，在聚乙烯中添加具有遮蔽光作用的穩(wěn)定劑，如炭黑或紫外吸收劑，可提高LLDPE受外因影響的穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)和調(diào)整，添加紫外吸收劑的線(xiàn)性低密度聚乙烯可在紫外線(xiàn)照射十年情況下，依然保留其原有顏色，保證了浮標(biāo)的可靠性。圖8傳統(tǒng)鋼制浮標(biāo)與線(xiàn)性低密度聚乙烯滾塑浮標(biāo)3.4人體工程學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，快速模塊拼裝，便利現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)傳統(tǒng)鋼制浮標(biāo)通常在浮標(biāo)部分部件損壞后，要將更換下來(lái)的浮標(biāo)運(yùn)回岸上進(jìn)行新一輪的標(biāo)體清洗、噴丸除銹、油漆涂裝等作業(yè)，作業(yè)工序時(shí)間長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，即使在海上航標(biāo)作業(yè)維護(hù)時(shí)，也由于老式鋼制浮標(biāo)的安全設(shè)計(jì)不充分，在現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)保養(yǎng)中存在一定的安全隱患。本項(xiàng)目中的滾塑浮標(biāo)增強(qiáng)了浮體上的凸塊防滑層，當(dāng)浮體表面被海水打濕后，海水沿凸塊間的流水通道流走，避免了工作人員在進(jìn)行信號(hào)燈檢修時(shí)存在易滑倒的安全隱患，浮體、顯形筒和燈架采用模塊化安裝，一旦浮標(biāo)遭到破壞，針對(duì)浮標(biāo)被破壞的部位進(jìn)行單個(gè)模塊的更換，在爬梯的外側(cè)安裝扶手，便于操作人員現(xiàn)場(chǎng)施工。浮體上部設(shè)置顯形筒，顯形筒分上下兩層，兩層顯形筒前后均設(shè)計(jì)爬梯，以便于航標(biāo)燈、AIS等設(shè)備的安裝、維護(hù)，頂部設(shè)置有護(hù)身圈，對(duì)進(jìn)行設(shè)備維護(hù)的航標(biāo)作業(yè)人員起到安全防護(hù)作用。圖9顯形筒爬梯圖10浮標(biāo)防滑層設(shè)計(jì)3.5浮體材料具備可修復(fù)性，大幅降低使用成本新材料浮標(biāo)在受到撞擊后，其模塊本身具有良好的抗穿刺性和抗撕裂強(qiáng)度，浮體基本上不易產(chǎn)生開(kāi)裂，即使浮體表面受到嚴(yán)重撞擊出現(xiàn)裂紋，浮體內(nèi)部填充的閉水型聚氨酯也能夠保持浮標(biāo)正常運(yùn)行。另外浮體的裂紋可以采用相同材料進(jìn)行海上現(xiàn)場(chǎng)修補(bǔ)，不需要進(jìn)行浮標(biāo)更換作業(yè)。修補(bǔ)后的模塊強(qiáng)度依然能夠保證浮標(biāo)正常運(yùn)行，既能降低浮標(biāo)的使用成本，還能一定程度地減少備用浮標(biāo)的數(shù)量，提高航標(biāo)管理效率。圖11破損處易修復(fù)經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，該產(chǎn)品具有安全可靠、環(huán)保無(wú)污染、標(biāo)識(shí)清晰、維護(hù)周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，且得到了多家使用單位的廣泛好評(píng)和應(yīng)用推薦，可應(yīng)用于航道、景觀(guān)河道及水源保護(hù)區(qū)等各類(lèi)水域。4.技術(shù)應(yīng)用情況線(xiàn)性低密度聚乙烯滾塑浮標(biāo)結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計(jì)，整體堅(jiān)固耐用且視覺(jué)效果極佳，是高性能、低維保的新材料系列浮標(biāo)。相比現(xiàn)有鋼質(zhì)浮標(biāo)，其節(jié)能降碳效果明顯，產(chǎn)品具有設(shè)計(jì)壽命長(zhǎng)（達(dá)15年）、色彩標(biāo)識(shí)清晰、清潔維護(hù)便捷、環(huán)保無(wú)污染、抗撞擊性佳等特點(diǎn)。每一座塑料浮標(biāo)9.0萬(wàn)元，上海港共有700座浮標(biāo)，按照5年完成50%目標(biāo)，每年需要投入推廣應(yīng)用110座。每年項(xiàng)目投資額990萬(wàn)元，連續(xù)兩年投資，先期完成220座新型塑料浮標(biāo)推廣應(yīng)用任務(wù)，共需投資1980萬(wàn)元。按照塑料浮標(biāo)產(chǎn)品生命周期，15年可以收回全部投資。該項(xiàng)目滾塑浮標(biāo)在我國(guó)內(nèi)河雄安新區(qū)白洋淀水域、渤海、黃海、東海、南海各海域，以及菲律賓、新加坡等一帶一路地區(qū)已逐步推廣應(yīng)用。經(jīng)使用反饋，該滾塑浮標(biāo)結(jié)構(gòu)牢固、耐用性好、體積輕巧便于拋設(shè)、浮標(biāo)標(biāo)識(shí)清晰，材料環(huán)保無(wú)污染，各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)完全符合使用要求。產(chǎn)品的諸多優(yōu)點(diǎn)得到了各部門(mén)、單位的高度認(rèn)可。5.節(jié)能降碳效益測(cè)算評(píng)價(jià)5.1節(jié)能低碳效益項(xiàng)目采用滾塑浮標(biāo)替代傳統(tǒng)鋼質(zhì)浮標(biāo)后，其節(jié)能降碳效益主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：（1）采用滾塑浮標(biāo)替代鋼質(zhì)浮標(biāo)后，因?yàn)槠鸬醣ｐB(yǎng)周期的延長(zhǎng)，船舶使用量大為減少。經(jīng)過(guò)測(cè)算平均每年在每座浮標(biāo)起吊保養(yǎng)上船舶柴油消耗節(jié)能量相當(dāng)于269.32kg（W1）標(biāo)準(zhǔn)煤，計(jì)算過(guò)程如下：式中：N1為鋼質(zhì)浮標(biāo)15年周期內(nèi)年均起吊次數(shù)；N2為滾塑浮標(biāo)15年周期內(nèi)年均起吊次數(shù)（根據(jù)浮標(biāo)維護(hù)作業(yè)規(guī)程，鋼質(zhì)浮標(biāo)3年起吊回基地保養(yǎng)一次，滾塑浮標(biāo)6年起吊回基地保養(yǎng)一次。在15年周期內(nèi)，鋼質(zhì)浮標(biāo)N1=5/15次，滾塑浮標(biāo)N2=2.5/15次）；L=1.109t=1109kg（根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)，每座浮標(biāo)起吊回基地保養(yǎng)一次作業(yè)船舶需消耗柴油1.109噸）；柴油的折標(biāo)煤系數(shù)值Q1=1.4571kgce/kg（根據(jù)《綜合能耗計(jì)算通則》(GB/T2589）柴油的折標(biāo)煤系數(shù)值）。把相應(yīng)數(shù)據(jù)代入公式可得：（2）采用滾塑浮標(biāo)替代鋼質(zhì)浮標(biāo)后，因滾塑浮標(biāo)不需要噴丸，省去了鋼質(zhì)浮標(biāo)在岸上的噴砂除銹過(guò)程。通過(guò)測(cè)算，鋼質(zhì)浮標(biāo)平均每座每年在浮標(biāo)基地保養(yǎng)上進(jìn)行噴砂除銹耗電量W2（60.6kg標(biāo)準(zhǔn)煤）：式中：T為鋼質(zhì)浮標(biāo)平均每次保養(yǎng)耗時(shí)，平均每座鋼質(zhì)浮標(biāo)浮筒及燈架保養(yǎng)需噴丸6小時(shí)；P為噴丸設(shè)備功率，100kW；N1鋼質(zhì)浮標(biāo)15年周期內(nèi)年均保養(yǎng)次數(shù)5/15；Q2為電力（等價(jià)）折標(biāo)煤系數(shù)0.303kgce/kg。相關(guān)數(shù)據(jù)代入公式可得：（3）采用滾塑浮標(biāo)替代鋼質(zhì)浮標(biāo)后，因?yàn)楸ｐB(yǎng)周期的延長(zhǎng)，浮標(biāo)在岸上進(jìn)行轉(zhuǎn)場(chǎng)運(yùn)輸時(shí)車(chē)輛燃油消耗將大幅減少，鋼質(zhì)浮標(biāo)平均每年在每座浮標(biāo)保養(yǎng)運(yùn)輸燃油消耗量W3（38.93kg標(biāo)準(zhǔn)煤）：式中：S為平均每座浮筒陸地運(yùn)輸里程（鋼質(zhì)浮筒保養(yǎng)過(guò)程中需要在碼頭、維修車(chē)間、保養(yǎng)場(chǎng)地之間循環(huán)運(yùn)輸。目前因保養(yǎng)場(chǎng)地和碼頭較遠(yuǎn)單次運(yùn)輸需160km）；L1為運(yùn)輸車(chē)輛油耗（運(yùn)輸浮筒載重型卡車(chē)百公里油耗20L）；ρ為柴油密度0.835kg/L；柴油的折標(biāo)煤系數(shù)值Q1=1.4571kgce/kg。相關(guān)數(shù)據(jù)代入公式可得：（4）采用134座滾塑浮標(biāo)替代鋼質(zhì)浮標(biāo)后年平均總節(jié)能量：（5）采用134座滾塑浮標(biāo)替代鋼質(zhì)浮標(biāo)后，年平均總項(xiàng)目降碳量：5.2經(jīng)濟(jì)效益（1）浮標(biāo)維護(hù)管理模式逐步發(fā)生改變浮標(biāo)是我國(guó)航標(biāo)管理機(jī)構(gòu)提供助航服務(wù)的主要形式之一，為維持浮標(biāo)的良好效能，需要大型航標(biāo)作業(yè)船舶、保養(yǎng)場(chǎng)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。滾塑浮標(biāo)采用模塊化拼裝結(jié)構(gòu)，后期維護(hù)簡(jiǎn)便。可以預(yù)見(jiàn)滾塑浮標(biāo)推廣應(yīng)用后，浮標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)“只換不修”，將大量的航標(biāo)經(jīng)費(fèi)、人力資源投入到提高和改善航標(biāo)助航效能上，給航標(biāo)用戶(hù)提供更好的助航服務(wù)。（2）環(huán)保性不斷增強(qiáng)一般鋼質(zhì)浮標(biāo)需要每3年進(jìn)行一次噴丸除銹和噴漆大保養(yǎng)，每次大保養(yǎng)需要清洗標(biāo)體、噴砂除銹、噴涂油漆，作業(yè)工序時(shí)間長(zhǎng)，航標(biāo)工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。特別是使用高污染作業(yè)方式對(duì)人員及環(huán)境危害極大。近年來(lái)隨著國(guó)家及地方政府環(huán)境保護(hù)整治力度增強(qiáng)，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(chǎng)。我們要未雨綢繆，開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用新型材料浮標(biāo)，爭(zhēng)做交通行業(yè)響應(yīng)國(guó)家環(huán)保發(fā)展戰(zhàn)略的踐行者。（3）全生命周期與傳統(tǒng)鋼質(zhì)浮標(biāo)相比有顯著的經(jīng)濟(jì)性目前線(xiàn)性低密度聚乙烯滾塑型浮標(biāo)在國(guó)內(nèi)還是新興產(chǎn)業(yè)和新型產(chǎn)品，采購(gòu)成本普遍偏高，初期一次性使用成本大于鋼質(zhì)浮標(biāo)，隨著新塑料浮標(biāo)生產(chǎn)工藝不斷改進(jìn)及產(chǎn)量的不斷增加，其采購(gòu)價(jià)格將會(huì)不斷下降。在全生命周期上使用及維護(hù)成本優(yōu)勢(shì)將進(jìn)一步凸顯。根據(jù)大量歷史經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，鋼質(zhì)浮標(biāo)需要每3年起吊運(yùn)回陸上修理，滾塑浮標(biāo)每6年需要起吊更換系鏈。在15年生命周期內(nèi)，設(shè)定鋼質(zhì)浮標(biāo)需要維修4次，滾塑浮標(biāo)需要維修2次?！熬G色環(huán)?！币笃渖a(chǎn)原料為無(wú)毒無(wú)污染材料同時(shí)可回收再利用，線(xiàn)性低密度聚乙烯由于其簡(jiǎn)單的線(xiàn)性分子結(jié)構(gòu)，保證了其制成品的回收再利用率可達(dá)95%。從報(bào)廢處理（殘值利用）上而言，按照線(xiàn)性低密度聚乙烯滾塑浮標(biāo)的實(shí)際情況，一般按照合同原價(jià)10%到30%進(jìn)行回收，再降級(jí)運(yùn)用到其他產(chǎn)品生產(chǎn)中去，具有可觀(guān)的回收利用價(jià)值。其全生命周期內(nèi)產(chǎn)生費(fèi)用如表2所示。表2線(xiàn)性低密度聚乙烯滾塑浮標(biāo)全生命周期費(fèi)用表（單位：元）（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(shí)，會(huì)對(duì)船舶和鋼質(zhì)浮標(biāo)都造成較嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)性破壞。線(xiàn)性低密度聚乙烯滾塑浮標(biāo)漂浮水中本體較輕，發(fā)生碰撞時(shí)會(huì)彈開(kāi)，不易直接撞到浮體。即使發(fā)生碰撞，對(duì)航行船舶的損壞程度也會(huì)大為減輕。5.3社會(huì)效益（1）共筑藍(lán)色海洋該項(xiàng)目采用新型滾塑材