玻璃钢质检员培训教材.docx

1、玻璃钢质检员培训教材 玻璃钢船厂质检人员培训教材广东省船舶检验局二一一年十一月前 言为深入贯彻实践科学发展观，实践交通运输部“三个服务”的理念，更好地服务广东船舶工业的发展，促进我省船舶修造业不断又好又快的发展，着力提高辖区船厂质检员的报验和质检管理水平，推进船厂建造船舶的质量，广东省船舶检验局组织编写了船厂质检员培训教材，供辖区船厂参考。本教材由珠海船检分局承担编写。编写人员为：陈景锋、邱建新、赖和里、龚国围。本教材由广东省船舶检验局船检处组织审核，主审：王沛仕、林立新；审稿人员：xxxxxx。由于本培训教材涉及多方面的专业知识，也由于编写人员的工作经验、专业水平的局限性和编写时间仓促，书中

2、难免有疏漏和不当之处，敬请读者不吝指正。第一章玻璃钢纤维定义1.1定义1.1.1 玻璃钢纤维增强塑料船舶本书中的玻璃钢纤维船舶指用玻璃纤维增强材料和不饱和聚酯树脂以手工成型或辅以喷射成型工艺建造的玻璃纤维增强塑料船舶。1.1.2 船长L（m）沿夏季设计载重线（或满载水线），由首柱前缘量至舵柱后缘的长度；对无舵柱的船舶，由首柱前缘量至舵杆中心线（对于舵杆位于尾封板外面的船舶，则量至尾部纵中剖面处的船壳外缘）的长度；但均不得小于设计夏季载重线长度的96%。1.1.3 船宽B（m）在船舶的最宽处，由一舷的外板缘量至另一板的外缘之间的水平距离。1.1.4 型深D（m）在船长中点处，沿船舷由船底板外表面

3、的延长线与船中心线相交点（以下简称基点）量至干舷甲板上表面之间的垂直距离。1.1.5 吃水d（m）在船长中点处，由基点到夏季载重线（或满载水线）的垂直距离。1.1.6 干舷甲板按海船法定检验技术规则或本局有关规范的规定量计干舷高度的甲板。1.1.7 强力甲板在中部纵通的构成等值粱剖面的最上层连续甲板。1.1.8 上层建筑和甲板室上层连续甲板上，由一舷延伸至另一舷的或其侧壁板离船壳板向内不大于船宽（B）4的围蔽建筑为上层建筑，即首楼、桥楼和尾楼。其他的围蔽建筑为甲板室。1.1.9 镶口线系指船底外表面与外龙骨的交线，如果没有外龙骨，镶口线就是船的底线，见图1.1图1.11.2. 名词术语1.2.

4、1 纤维增强塑料以纤维或其制品作增强材料的塑料。分为纤维增强热固性塑料和纤维增强热塑性塑料。1.2.2 树脂 一种具有不同的、高的相对分子量的固态、半固态或假固态、有时也可以是液态的有机物质。通常有一个软化或熔融范围，当受力作用时有流动倾向，断裂时呈贝壳状。广义的说，此术语惯指作为GFRP基本材料的任何聚合物。1.2.3 玻璃纤维增强塑料(俗称玻璃钢)glass fiber reinforced plastic缩写为GFRP。以玻璃纤维或其制品作增强材料的热固性树脂材料。1.2.4 混台纤维增强塑料以两种或两种以上不同纤维或其制品作增强材料的塑料。1.2.5 层板含有一层以上增强材料的塑料板材

5、。1.2.6 单向层板在一个方向上强度特别大的层板。1.2.7 正交层板纵、横二向强度相接近的层板。1.2.8 单板结构由一块层板与骨材联接在一起的结构。1.2.9 夹层结构两块用泡沫塑料芯材、本质芯材或蜂窝结构轻质芯材等组成的层状复台结构。在这类结构中芯材与两面的层板共同承受载荷。 固化剂添加于热田性树脂中，能直接参加或促进反应使树脂固化的物质。 引发剂易于生成自由基，以引发链锁反应，井成为链的组成成分的化学品。 促进剂合固化剂或引发剂少量使用，以提高其活性，加速化学反应或降低引发温度，从而缩短固化时间的化学品。 触变剂加树脂中能使树脂液静止时有较高的稠度，搅动时成为低稠度流体的物质。 巴氏

6、硬度用巴柯尔硬度计测定的硬度。这是在弹簧负荷作用下，测量锥形压头压入材料深度所得的硬度值，通常用来评价维维增强塑料的固化程度和质量。 二次牯接装配已固化了的纤维增强塑料构件的牯接工艺。 脱衣用以改善GFRP表面性能的表面树脂层（有时含有着色剂）。 手糊成型在涂好脱模剂的模具上，用手工铺放增强材料并涂刷树脂胶液，知道所需厚度为止，然后进行固化的一种成型方法。 喷射成型将预聚物、引发剂及短切纤维同时喷到模具或芯模上成型制品的方法。第二章 原材料及其技术要求纤维增强塑料船舶原材料包括基体树脂、胶衣树脂、增强材料、添加剂、芯材和预埋材料等。2.1 基体树脂基体树脂是纤维增强塑料中的基体材料，其作用是在

7、纤维间传递力载荷，它决定纤维增强塑料的耐热、耐腐蚀、耐老化性能，纤维增强塑料船舶所用的基体树脂有船用不饱和树脂和环氧树脂。2.1.1 技术要求1、包装应标明出厂日期、储藏条件和有效期限。2、应具有良好的耐水性和抗老化性。3、船用不饱和树脂在其固化后树脂浇铸体试样应符合下列性能要求：（1）巴氏硬度35；（2）热变形温度55（3）断裂伸长率（%）2.04、环氧树脂的液态物理性能和化学参数应符合下列要求：（1）软化点：12 28或常温下为液体（按不同种类）；（2）环氧值（当量值/100g）0.38 0.54（按不同种类）；（3）无机氯值（当量值/100g）0.001；（4）有机氯值（当量值/100g

8、）0.02；（5）挥发物（110,3h） 1%2%（按不同种类）。2.2 胶衣树脂胶衣树脂是制作纤维增强塑料制品胶衣层的专用树脂，由基体树脂和添加剂等组成，用于纤维增强塑料制品表面使其表面性能提高的树脂。2.2.1 技术要求1、应为船用耐水性聚酯树脂。2、其包装应标明出厂日期、储藏条件和有效期限。3、与纤维增强塑料间应具有良好的附着性能，并且胶衣树脂的断裂伸长率应大于基体树脂的伸长率，其差值应不大于1%。2.3 增强材料纤维增强塑料船舶所用的增强材料以玻璃纤维及其产品为主，主要提供强度，包括无碱玻璃纤维、增强型中碱玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维以及上述纤维的织物或混合纤维织物等。无碱玻璃纤维强度较

9、高，耐水性与耐碱性都较好，但耐酸性差，价格亦较贵；中碱玻璃纤维的强度比无碱的差，耐水性亦差，但耐酸性好，价格较低。1、增强纤维材料应无妨碍使用的杂质、水分、霉变、瑕疵和碎屑等缺陷，且贮存在干燥、通风、无尘、温度变化不大的场所。2、短切纤维的长度应不小于5Omm。增强腻子用纤维的长度应不大于3mm。3、加于纤维表面的物质，如浸润剂、粘结剂或偶联剂涂层，应具有良好的浸润性，并保证纤维和树脂之间良好的粘结力。4、纤维织物应具有良好的工艺性。在敷制过程中不起毛、不断头，浸润性能良好。2.4 添加剂添加剂系指加入树脂中的各种固化剂(包括引发剂和促进剂)、颜料、填料、触变剂等。2.4.1 技术要求1、添加

10、剂应不影响树脂的各项性能。2、表面胶衣树脂的添加剂仅限于触变剂和颜料。3、当构件中使用硅酸盐微珠和塑料微珠作填料时，应进行强度试验和耐水性试验。4、脱模剂应不腐蚀模具，不与树脂起反应，且应能耐受树脂固化时的温度。5、固化剂(引发剂促进剂)应配合使用。叔胺促进剂(如二甲基苯胺)仅能与过氧化苯甲酞配合使用。钻盐促进剂只能与过氧化甲乙酮或过氧化环已酮配合使用。 当树脂不在常温下固化时，如加热固化，可不加入促进剂。6、引发剂和固化剂的类型和比例应符合原材料生产厂技术文件的规定，可根据操作条件和环境条件作适当调整。 通常引发剂的用量在采用过氧化甲乙酮时应不超过树脂重量的1%;在采用过氧化环已酮糊时应不超

11、过树脂重量的4%;在采用过氧化苯甲酞糊时应不超过树脂重量的2%。7、不饱和聚醋树脂常用的固化剂为: 过氧化甲乙酮与钻盐促进剂; 过氧化环已酮与钻盐促进剂; 过氧化苯甲酞与叔胺促进剂。8、环氧树脂常用的固化剂为胺类固化剂。其种类和用量应符合下表的规定。序号名称每100g树脂用量(g)1乙二胺782三乙烯四胺 9113苯二甲胺邻间位混合结构 14164R-经乙基乙二胺165聚酞胺树脂(650或651) 30406环境型胺固化剂(T31) m15一30(水下固化可至40)注:此处环境型指无毒性，并适合于湿环境应用。9、树脂中填料和颜料的总量应不超过树脂重量的10%;船长大于5m的船舶，其船壳板的树脂

12、中不应添加任何填料。10、触变剂的用量应不超过树脂重量的2%;11、阻燃剂的用量应不超过树脂重量的加20%。12、严禁过氧化物引发剂直接与钻盐促进剂混合，以免产生强烈反应引起爆炸。2.5芯材芯材可以起到减轻结构的重量，增加结构的刚度，提高结构的强度等作用，纤维增强塑料船的芯材一般采用闭孔结构的硬质泡沫塑料、轻木、胶合板、夹板、松木等材料。2.5.1 技术要求1、芯材应与基本树脂相适应。使用泡沫塑料作夹层板芯材时，其密度应不小丁80kg/m3。基本力学性能应不低于下表的要求。硬质泡沫塑料芯材基本力学性能表材料密度（kg/m3）压缩强度(N/mm2)压缩弹性模量(N/mm2)剪切强度(N/mm2)

13、剪切弹性模量(N/mm2)聚氨酯泡沫塑料（PU）8o0.4011.0o.345.201000.6016.00.478.701200.8621.00.6012.01401.1527.00.7417.0聚氯乙烯泡沫塑料（PVC）800.4012.00.357.601000.5718.00.4711.01200.7525.00.6014.61401.0033.00.7518.82、使用松木、胶合板等木质材料作芯材时，这些木质芯材应经干燥处理，含水率不应超过18%。芯材使用前应提交其基本力学性能(包括拉仲、压缩、恋曲、平剪、垂剪)的实测值。对于松木类，应注意木质纤维的方向对力学性能的影响。3、采用不饱

14、和聚酯树脂和环氧树脂作基体时，可采用硬质聚氨脂泡沫塑料、硬质聚氯乙烯泡沫塑料、硬质酚醛泡沫塑料和有机纤维芯材作夹层芯材。4、聚苯乙烯泡沫塑料只能在环氧树脂为基体的夹层结构中可用作芯材，而在以不饱和聚酯树脂为基体的夹层结构中一般仅可用作不受力的填充材料。5、铝蜂窝结构、纸蜂窝结构或轻木仅可用作船舶主体以上部位的芯材。6、当采用铝蜂窝结构、纸蜂窝结构、复合材料蜂窝结构或轻木作芯材时，应将其设计方法、使用部位、粘接工艺和连接方式列人技术文件，并提交本局认可。2.6预埋材料预埋材料系指为增加基座、支架以及构件连接处的结构强度和刚度而设置的预制件(如木质材料和金属材料)。预埋增强材料应完全被层板所包复。

15、2.6.1 技术要求1、预埋材料应耐腐蚀，且不影响树脂的固化。避免使用铜材作预埋材料。2、预埋材料在使用前应进行表面处理，使其具有良好的粘接性能。3、若使用木质材料作预埋材料时，要求木材充分干燥，没有明显的节疤、横纤维、腐烂等缺陷。4、木材表面应涂以加有溶剂的稀释了的树脂涂料。粘合处应不透水，并应耐水解。第三章 建造工艺3.1模具原材料的贮存除应符合原材料生产厂的有关规定外，还应符合下列规定: (1)树脂和添加剂应储存于密闭的容器内，并置于低温、干燥和避光的贮藏室中。 (2)纤维增强材料应储存在干燥、无尘和温度变化不大的场所，不可储存在温度会骤变的场所。 (3)引发剂与促进剂应分开贮存。(1)

16、成型车间、配料间和原材料储存间应为具有坚固结构的建筑物。(2)建造船体和主要构件的成型车间应能确保成型时温度和湿度的基本稳定。(3)成型车间温度应保持在10 32之间。(4)成型车间内空气的相对湿度应不超过85 %，并应保持平稳，避免结露和凝雾。(5)通风调节设备和温湿度计在整个树脂固化期内均应处于良好状态。(6)成型车间应有良好的照明，但应避免自然光和人工照明对树脂固化产生影响。(1)成型车问应有良好的照明，并具有通风设备，但应避免阳光和人工照明直接照射而影响树脂的正常固化。(2)成型车问的温度在10-32之间，相对湿度应在40% 85%之间，并保持稳定。(1)成型模具应具有足够刚度和强度，

17、且不易变形。模具的尺寸、光洁度应满足产品的要求。(2)模具应清洁干燥，且脱模容易。(3)脱模剂应均匀地涂于模具表面，严禁遗漏。 (1)成型前必须进行凝胶试验，以确定合适的树脂最佳配比。 (2)表面胶衣树脂的厚度应在0.40.6mm之问，且应厚度均匀。 (3)配胶时，树脂中加入引发剂和促进剂后应逐一搅拌均匀，严禁引发剂直接与促进剂接触。一次配胶量不宜过大。 (4)成型应在胶衣树脂初步凝胶后较短时问内进行。(1)糊制层板的每层增强材料时，应使树脂涂敷均匀并充分浸渍增强材料以获得预定树脂含量。(2)应严格控制每层树脂的用量。各铺层之间的树脂含量应均匀，以保证层板的厚度和质量。层板的厚度偏差不得大于5

18、%0 (3)铺排纤维增强材料层时应尽量减少接缝的数目，同一层纤维增强材料片边缘可采用搭接或对接的方法连接。不同层的接缝应错开100mm，五层之内接缝应不重叠。若采用搭接时，搭接的宽度应不小于50mm。纤维增强材料层少于五层的层板不应采用对接方式。 (4)糊制过程中，应消除气泡，避免增强材料片滑移。如果发现有纤维裸露、缺胶和积胶等妨碍使用的缺陷，应在糊制下一层增强纤维前修补完好。(5)使用环氧树脂时，船厂应制订手糊工艺的补充规定，以防止缺陷，保证质量。 (1)纤维和树脂喷射成型法仅在喷射法施工易于保证成型良好的结构面上使用。 (2)喷射设备在使用前应进行校准，以保证喷出的纤维百分比符合预定的要求

19、。在操作期间还应定时校验，以保证纤维长度和层板成份。 (3)当采用喷射成型工艺时，应采取消除气泡的措施。当喷射纤维量达600g/mm2时，应使用滚压法或其他方法消除气泡。 将玻璃纤维布和毡干铺在阴模上，合上阴模，抽出模具内空气，然后沿分布在模具周围的若干注射点定量注入树脂，待树脂固化后即可开模脱下。用这种工艺建造的船舶重量较轻，树脂较少，船体内外光洁，厚度均匀，船体分层破坏的可能性极小，这种方法的主要特点是自动化程度高、污染少、船体壳板中气泡含量低。3.1.3 脱模 (1) 模制件铺敷完成后，在与壳体铺敷相当的环境下，壳体在模具中搁置时间不少于48h。 (2)船体的脱模应在其巴氏硬度大于或等于

20、40后及加强材、隔舱板成型安装后进行，其余大型构件也应在加强材成型固化后方可脱模。(3)脱模后，模具和制品应放在支架上，避免生产变形。3.2结构与板材连接以玻璃纤维及其制品增强的层板试件应符合下表的要求 序号层板所用的增强材料含脂量质量(%)抗拉强度t(N/mm2)抗拉模量Eb(N/mm2)抗弯强度b(N/mm2)抗弯模量Eb(N/mm2)1以无捻粗纱单向布增强的层板385040020000400150002以无捻粗纱正交布增强的层板355218011000180110003以短切毡增强的层板606790500010040004以无捻粗纱正交布和短切毡交替层增强的层板5058100800015

21、070005以全部高强纤维增强40015000400150006以部分高强纤维增强2001100020011000船体的连接可采用现场糊制、粘接或机械连接等方法。当骨材交叉时，应在大骨材上开孔，使小骨材连接通过，当骨材尺寸相近时，一般应使纵向骨材保持连续。骨材相交处应选用毡片或毡布交替铺层连接。（1）甲板与舷侧板的连接除应保证结构的完整性以承受总纵弯矩之外，还应能承受由甲板局部载荷造成的角变形。甲板与舷侧板的连接示例见图A2.1(1)至图A2.1(12)（2）通常甲板与舷侧板的连接程序为:先将板甲与舷侧板连接，接着铺敷角材，然后再铺敷与之正交的横梁和肋骨。（1）骨架构件之间的连接(如横梁与肋骨

22、的连接)可采用机械连接和粘接两种方式。（2）骨架构件之间的连接可分为有肘板型和无肘板型两种。为了增加角部连接的刚性，一般多采用有肘板的骨架构件连接形式。 （3）预制肘板的组装见图A3.3(1)所示；（4）单腹板骨材的角接，在面板宽度不同时应逐渐过渡，见图A3.3(2)所示；（5）预制骨材按对接规定组装的连接方式，见图A3.3(3)所示；（6）帽型骨材现场糊制有肘板角连接的方式，见图A3.3(4)所示；（7）帽型骨材现场糊制无肘板角连接的方式，见图A3.3(5)所示去除甲板后，其节点连接如图A3.3(6)所示。（1）舱壁与船壳的连接处为船体受总纵弯曲变形时的刚性点，为减少其连接刚性而使其在小变形

23、时的应力分布较均匀，建议采用图A4.1(1)至(4)的连接方式。 （1）为了保证水密舱壁在破舱情况下保持水密，对穿过舱壁的连接帽型骨材和其他骨材本身也应在水密舱壁处是水密的。（2）图A5.2(1),(2),(3)显示了装有水密内隔板的帽型骨材的装配方法。水密舱壁与帽型骨材的连接应是将带有腹板的帽型骨材预制件先在船壳底板上装好，然后再进行舱壁定位。（1）纤维增强塑料船可以使用金属支柱，为此应考虑钢、铝等金属支柱及其连接板在纤维增强塑料上的安装，应制定工艺措施。（2）安装金属支柱时，支柱上下端与复合材料连接的金属板必须先与支柱焊接成一个整体，不允许先装金属板再焊上金属支柱，见图A6.2所示。 （3

24、）当采用管子套管子来调整支柱长度时，应尽量在金属支柱一端进行调整。调好尺寸后，卸下焊毕后再安装，见图A6.3所示。（1）在金属构件穿过船体壳板的部位，特别是如舵杆、尾轴架、轴系等位于水线以下的和有可能受到振动影响的部位，均应认真考虑，仔细设计。通常对这些部位应采用增加壳板厚度或增设扶强构件的方法予以加强。对由金属件引起垂直于壳板的作用力，应由增设的构件承受。图A7.1是一个金属构件穿过船体壳板的一个实例。先将一块板与穿过层板的金属构件焊在一起，然后装配到位，在层板的另一面套上一个垫环，用螺栓夹紧。 （2）所有的连接界面应精心加工，并符合装配要求。同时应选择适应金属和纤维增强塑料的树脂(也可加人

25、增强材料)，以保证连接后的强度和水密性。（1）机座应安装在专门设计的基座纵析的构架上，并保证其具有良好的刚性，图A8.1给出了两种实用的机座结构形式。 （2）机座结构也可以采用在纤维增强塑料构件上加装金属帽的结构，见图A8.2所示。安装金属帽的螺栓处可以使用木质芯材。第四章 特殊检验要求及其他4.1 检验流程概述 纤维增强塑料船舶的检验流程与钢质船舶的检验流程基本相同，主要包括以下几方面内容：（一）船舶开始建造船舶前，应先书面申请开工前检查；（二）开工前检查完成后，开始船舶具体项目的检验。具体检验项目报检程序如下：1、申请：将符合填写要求的船舶建造检验记录表/报验单传真至船检处；2、受理：受理

26、确认后给予答复；3、检验：检验合格后，我分局验船师及船厂质检共同在船舶建造检验项目表、船舶建造检验记录表/报验单里相应栏目签字确认，此时才认为该项目检验完毕；4、上次检验项目完毕后，方可进入下一个检验环节（申请、受理循环）。（三）证书办理 具体检验项目全部完成后，提供相应办证资料。玻璃钢船舶建造检验基本项目表船厂： 船名/工号： 图纸批准号： 阶 段项 目船厂/日期验船师/日期备注开工前检查船 体船体开工模具检查原材料检查船体结构检验（1）船体外板及基本结构检查船体结构检验（2）上盖结构及合拢检查、防火结构及安全下水前检验密性试验主尺度测量水尺和载重线标志检查吨位丈量倾斜试验不沉性试验敞开艇适

27、用倾斜试验4.2 特殊检验要求4.2.1 开工前检查船厂在开始建造船舶前，应先书面申请船检机构进行开工前检查，开工前检查合格后方能进行船舶建造。开工前检查内容如下：（一）书面材料检查1、提供船厂的船舶生产许可证或相当类似的证明。2、船厂提交一份船台（坞）的设计报告（包括承受能力、台架计算等）或证明；3、提供参与建造的各类人员（包括焊工、机械加工、装配、钳工、管工、电工、检测与质检人员）的技术资格证书或有效的培训证明。4、提供建造需要的材料和设备的管理制度。5、提供建造检验报检项目表。6、提供建造施工的技术与工艺文件7、提供制造与安装的质量控制与检查制度。(二)现场检查1、检查船台（坞）场地尺度

28、是否与建造船舶相适应。2、检查测量船台下沉的设施。3、检查确保坞墩(或胎架)设置船底与地面净空高度不低于0.8m。4、如加工场地有外协，提供外协合同备查。5、检查是次船舶建造所需设备的清单（如：直尺、游标卡尺、万用电表、钳型电表、绝缘电阻摇表、避雷接地电阻检测仪表、电抗器等等）。6、检查焊条使用、检测仪器、主要设备的管理情况。建造玻璃纤维增强塑料船（艇）的船厂除满足一般要求外尚应满足下列条件：（一）建造玻璃纤维增强塑料船（艇）的成型车间、配料间和原材料储存间应有坚固的厂房；（二）建造玻璃纤维增强塑料船（艇）的调胶成型车间，其环境温度应能控制在1032度之间，湿度85以下。并防止水份、橡胶尘、酚

29、醛树脂粉尘和聚氯乙稀泡沫塑料的侵入；（三）建造玻璃纤维增强塑料船（艇）的施工车间应保持清洁，应有通风、除尘设施；（四）成型车间应有良好的采光，但应避免日光直射在制品上。照明灯离制品的距离以不促进树脂固化为宜；（五）应有搅拌设备，模具制造设备成型车间内应设有协助脱模的设备。为促使产品快速固化，可在车间设置后处理设备；（六）船厂的质量管理人员应具有能评价纤维增强塑料船（艇）建造工艺和构造质量的能力。船体主要部件和构件的成型，应由技术熟练的作业人员操作，并应在对工艺和施工质量有判断能力的检验人员监督下进行；（七）建造玻璃纤维增强塑料船（艇）的材料检验和储存、建造质量要求、安全操作和劳动保护必须符合有

30、关标准的规定。4.2.2 模具及原材料检查模具应能保证使船体或构件形状规整、尺寸准确、表面质量优良且脱模容易。模具的结构应牢固，以使其在整个成型和固化期间内保证不产生影响产品性能及外观的变形。主要原材料应经过船检机构认可，并满足第二章规定。（1）船模材料（2）台架材料安装检查 船模脱模后检查 （1）检查是否符合图纸尺寸（线型核对）（2）检查表明光顺度、光洁度、牢固性等4.2.2 .2原材料检查（1）检查材料等级、规格、批号、数量及船用产品合格证（2）核对检验标志（3）外部检查。 增强材料（1）检查材料等级、规格、批号、数量及船用产品合格证（2）核对检验标志（3）外部检查。 芯材及预埋材料（1）外部检查。 添加剂及其他（