車曉軍

(榮成市海洋與漁業(yè)執(zhí)法大隊，山東 威海 264300)

聚乙烯漁船是以聚乙烯為材料，通過注塑[1-2]、焊接等工藝制成船體，安裝相應設(shè)備和舾裝后，用于從事漁業(yè)生產(chǎn)的漁船。隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展，水產(chǎn)養(yǎng)殖對節(jié)能減排、安全生產(chǎn)的要求越來越嚴格[3]。現(xiàn)有較多老舊的養(yǎng)殖漁船[4]，材料以木質(zhì)、鋼質(zhì)為主，已不能滿足社會發(fā)展的需求，因此很有必要使用代替?zhèn)鹘y(tǒng)材質(zhì)的新材料制作養(yǎng)殖漁船[5]。本文通過充分調(diào)研和查閱資料，介紹目前國內(nèi)外聚乙烯漁船的發(fā)展狀況，并與傳統(tǒng)木質(zhì)、鋼質(zhì)漁船對比，總結(jié)聚乙烯漁船用于水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)的優(yōu)勢及存在的問題，并對聚乙烯漁船的發(fā)展提出建議，旨在通過推廣綠色低碳、可持續(xù)的新型環(huán)保聚乙烯漁船，解決水產(chǎn)養(yǎng)殖中漁船耗能高、安全隱患突出[6]等問題，為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供基礎(chǔ)資料。

1 聚乙烯漁船國內(nèi)外發(fā)展概況

聚乙烯是乙烯經(jīng)過一系列化學反應后的復合產(chǎn)物，無毒無臭，化學穩(wěn)定性好，易熱塑成型，具有耐腐蝕、耐低溫和耐沖擊等性能，可被回收利用制作成塑料制品[7-8]。聚乙烯基材本身不耐老化[9]，在使用時需在原料中加入抗氧劑、光穩(wěn)定劑等復合改性劑[10-11]，從而提升其抗老化能力，延長使用壽命。通過改性，聚乙烯能在小型游艇和漁船的建造中得到應用[12]。利用聚乙烯材料制作船舶，其主船體結(jié)構(gòu)主要有“焊接聚乙烯上層建筑”和“鉚接鋁合金上層建筑”兩種方式，船體主要受力部件使用單獨聚乙烯材料，或在聚乙烯內(nèi)埋入金屬以增大強度。

聚乙烯船舶在國外已經(jīng)被發(fā)展使用多年，以挪威、荷蘭、土耳其、英國、澳大利亞為代表的國家已經(jīng)研發(fā)出多種船型聚乙烯船舶，用于運輸船、多用途工作艇、測繪船、休閑漁船及海上養(yǎng)殖漁船等。土耳其的勞埃德船廠已建成的船長18.5 m的聚乙烯多用途搜救艇，為目前建成的最長聚乙烯船舶[13]。北歐地區(qū)大量采用高密度聚乙烯建造小型養(yǎng)殖船，以應對低溫氣候和惡劣海況，并取得了較好的效果。2008年，挪威船級社制定了聚乙烯船舶相關(guān)的建造和檢驗標準；2014年，土耳其船級社參考挪威船級社，也制定了相關(guān)標準[14-15]；2016年，挪威船級社又重新修訂了標準[16]，使其內(nèi)容更全面，覆蓋面更廣。

中國聚乙烯漁船產(chǎn)業(yè)起步較晚，與西方造船發(fā)達國家還有一定的差距。近幾年，國內(nèi)企業(yè)參考國外相關(guān)規(guī)范和技術(shù)，開始研究生產(chǎn)聚乙烯漁船。目前，已有少量聚乙烯漁船試用于河湖和海洋近岸水域，從事養(yǎng)殖生產(chǎn)，但在全國尚未得到大范圍應用。2014 年，大連藍旗船舶有限公司建成中國第一艘高密度聚乙烯漁船，該船總長11.2 m，設(shè)計載重量10 t，最高航速可達9節(jié)[17]。目前國內(nèi)能生產(chǎn)聚乙烯漁船的區(qū)域較少，主要有浙江省舟山市研發(fā)生產(chǎn)聚乙烯滾塑漁船、遼寧省大連市研發(fā)生產(chǎn)聚乙烯焊接漁船、山東少數(shù)企業(yè)也有嘗試制作聚乙烯漁船。

2021年，中華人民共和國海事局制定發(fā)布《聚乙烯漁船技術(shù)與檢驗暫行規(guī)則(2021)》[18]，該規(guī)則填補了國內(nèi)聚乙烯漁船技術(shù)法規(guī)的空白，對船舶的原材料、焊接、性能指標、結(jié)構(gòu)設(shè)計、廠房設(shè)備等提出了要求和標準，為高質(zhì)量聚乙烯漁船的建造和維護提供了技術(shù)支撐，對中國加快聚乙烯漁船的應用和推廣具有重要指導作用。

2 發(fā)展聚乙烯漁船的優(yōu)勢

中國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)在漁業(yè)中所占的比例較高，養(yǎng)殖漁船數(shù)量眾多。大多數(shù)船已經(jīng)到了“限制使用船齡”，因而這些漁船可能存在安全風險較大、耗能高等問題。中國經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)，高效、低碳的養(yǎng)殖模式成為必然趨勢。因此，發(fā)展聚乙烯漁船，才能更好地服務于水產(chǎn)養(yǎng)殖綠色發(fā)展。

2.1 降低養(yǎng)殖生產(chǎn)成本，促進漁民增收

隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的物料成本、人工成本逐年上升。聚乙烯漁船最突出的特點是使用壽命長，長期使用每年分攤的資產(chǎn)消耗成本少。聚乙烯材料化學性質(zhì)穩(wěn)定，材料技術(shù)也很成熟，在聚乙烯原料中混合添加各種抗氧化[19]、防紫外線吸收、阻燃等助劑，可以延長聚乙烯的使用壽命。目前國內(nèi)的聚乙烯材料理論上可以實現(xiàn)50年的抗老化[20]，這是同船型木船、鋼質(zhì)船的2～3倍。

聚乙烯漁船使用后期的維護費用低。聚乙烯材料沖擊韌性高，用其建成的船體結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，使聚乙烯漁船更耐碰撞，抗撞能力遠高于鋼質(zhì)、木質(zhì)材料，能有效減少惡劣海況下碰撞造成的損傷。而且聚乙烯材料在防腐蝕、防水生物附著方面的性能也均明顯優(yōu)于木材和鋼板，因此在使用時聚乙烯材料漁船不存在生銹、油漆脫落問題，基本不需要維修，避免了木質(zhì)漁船木材容易腐爛、容易遭受蟲蛀等問題，而鋼質(zhì)漁船存在銹蝕問題，會導致鋼鐵強度下降[21-22]，同時上船塢打砂噴漆[23]，每年不僅維護費用高，而且費時、費力[24]。此外，聚乙烯材料表面不易附著蚌殼、水藻等海洋生物，漁船無需定期上塢清理船底，維護費用很低[25]，而木質(zhì)、鋼質(zhì)漁船船底常附著生長海洋生物，不僅增加船在水中阻力，還需定期清理，增加了成本。

2.2 降低能源消耗，促進低碳環(huán)保

水產(chǎn)養(yǎng)殖是一種高效利用水資源的方式，在為人們提供營養(yǎng)豐富食品的同時，有助于減少對野生資源的捕撈，保護了生態(tài)系統(tǒng)平衡。為保護環(huán)境，推進漁業(yè)綠色循環(huán)發(fā)展，環(huán)保型、生態(tài)型漁船一直是國家發(fā)展支持的重點項目。推廣使用聚乙烯漁船對建設(shè)綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展和節(jié)約型社會都具有重要的作用。

聚乙烯材料無毒無味，化學性質(zhì)穩(wěn)定，用其制成的養(yǎng)殖漁船不會造成水域污染。而木質(zhì)船的建造原料來自樹木板材，對森林碳匯具有負面影響，船體表面涂刷油漆、桐油防腐，對水質(zhì)也可能產(chǎn)生污染；鋼質(zhì)船外殼需涂刷油漆以防銹蝕，但污染水質(zhì)。因此，使用聚乙烯漁船代替木質(zhì)、鋼質(zhì)漁船，有利于環(huán)境保護(表1)。

聚乙烯漁船報廢以后，其材料還可回收循環(huán)再利用[26]，按《聚乙烯漁船技術(shù)與檢驗暫行規(guī)則(2021)》要求，再生原料雖不能用于船殼制造，但可用于制造浮漂等漁業(yè)周邊輔助工具，變無用為有用。而木質(zhì)漁船的報廢處理還沒有有效的方法，傳統(tǒng)的方法是掩埋和燃燒，會造成土壤和空氣的污染；鋼質(zhì)漁船報廢后，雖然可以回收鋼材，但需要將鋼材切割成大小合適的尺寸，在切割過程中，鋼板表面油漆和燃油室內(nèi)的油污燃燒會產(chǎn)生很多有毒氣體和滾滾濃煙，若不經(jīng)處理直接排放，會嚴重污染空氣。因此，使用聚乙烯漁船符合當代社會可持續(xù)發(fā)展的理念。

聚乙烯材料船體表面光滑，在水中阻力小，還不容易附著蚌殼、海藻等海洋生物，船只材料本身密度小、重量輕，使用時耗能低。而木質(zhì)漁船表面粗糙及鋼質(zhì)漁船本身重量很大，使其在水中受到的阻力大，且船體水下部分附著的海洋生物也會增加航行時的阻力，影響航速，存在耗能高的問題[27]。在相同尺度下，使用聚乙烯漁船油耗更低，能源利用效率更高而更加節(jié)能。

表1 聚乙烯漁船與其同尺度不同材料船舶對比

2.3 保障水上航行作業(yè)安全

安全生產(chǎn)的意義非常重大，它關(guān)系到人們的生命財產(chǎn)安全。目前，中國養(yǎng)殖漁船“老、舊”數(shù)量眾多，船體磨損銹蝕嚴重，存在嚴重的安全隱患。聚乙烯材料性能佳，能夠滿足安全生產(chǎn)的需求，可有效降低事故發(fā)生的概率，保障生產(chǎn)過程中相關(guān)人員的生命安全。同時，養(yǎng)殖企業(yè)的安全生產(chǎn)也能提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益，促進企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

聚乙烯密度在0.95 g/cm3左右，比淡水密度還小，因而聚乙烯漁在水中能提供充足的浮力[13]。在對新造的聚乙烯養(yǎng)殖船進行灌水試驗以驗證不沉性時，整船所有艙灌滿水后的船體仍可浮于水面，不會沉沒，如圖1所示。與鋼質(zhì)漁船相比，聚乙烯漁船擁有較高的儲備浮力，從而大大提高了漁船的抗沉性[28]。采用滾塑工藝制造的聚乙烯漁船，在制造過程中一次成型，船體上沒有任何接縫；采用的焊接工藝，其焊縫強度[29]也接近本體強度，焊縫也不易開裂。而木質(zhì)漁船的板材之間的縫隙采用捻縫工藝，捻縫質(zhì)量全憑捻工和驗船人員的工作經(jīng)驗[30]，目前還沒有相關(guān)儀器可進行檢測，且在使用過程中，其縫隙易腐爛蟲蛀，漁船的航行作業(yè)安全隱患較大。聚乙烯漁船體材料比木質(zhì)、鋼質(zhì)的強度高[31]、韌性好、抗沖擊，能避免碰撞、擱淺、觸礁等情況造成的船體破損進水[32]。此外，在發(fā)生意外時，聚乙烯漁船不沉沒，結(jié)構(gòu)完好，可為救援贏取寶貴時間，減少生命財產(chǎn)的損失。

穩(wěn)性是船舶航行安全的一個重要性能，聚乙烯漁船壓載重心低，在風浪中的穩(wěn)性能力強，與同船型的鋼質(zhì)漁船相比，聚乙烯漁船從橫傾恢復到初始狀態(tài)所用的時間短，橫搖周期可縮短2～3 s[33]。好的穩(wěn)性，能夠避免船只傾覆造成的損失，特別是在惡劣海況下的緊急情況，這對漁民來說是一種重要的安全保障。

2.4 加快發(fā)展?jié)O業(yè)現(xiàn)代化

聚乙烯漁船建造周期短，工序簡單，材料易于加工。滾塑工藝聚乙烯漁船的建造如圖2所示，在模具設(shè)計制作好后，注入配方原料并脫模，安裝主機，便可初步建造完成，并能快速大批量規(guī)模化生產(chǎn)。聚乙烯漁船開發(fā)成本低，設(shè)計靈活，生產(chǎn)周期短，適應市場變化能力強，有助于形成規(guī)模經(jīng)濟。而傳統(tǒng)木質(zhì)漁船的建造很難適應市場的個性化需求，從選料到加工多采用眼看手柞的方法，沒有具體的理化指標；鋼質(zhì)漁船的生產(chǎn)從下料到彎曲、定位，再到裝配、焊接，程序多，生產(chǎn)投入大，造船企業(yè)利潤少，導致很少有造船企業(yè)愿意生產(chǎn)制造小型鋼質(zhì)漁船。

目前中國大力發(fā)展規(guī)?；a(chǎn)養(yǎng)殖基地，以提升養(yǎng)殖綜合生產(chǎn)能力和可持續(xù)發(fā)展能力，提高養(yǎng)殖設(shè)施和裝備水平，完善養(yǎng)殖生產(chǎn)經(jīng)營體系。與木質(zhì)、鋼質(zhì)漁船相比，聚乙烯漁船更能滿足工業(yè)化生產(chǎn)的要求，有助于推動標準化、集約化、機械化、智能化、清潔化的規(guī)模養(yǎng)殖基地的建設(shè)，促進水產(chǎn)養(yǎng)殖綠色高質(zhì)量發(fā)展。

3 發(fā)展聚乙烯漁船存在的問題

3.1 受固有觀念影響，購買積極性不高

新材料漁船發(fā)展緩慢，很大一部分原因是養(yǎng)殖戶已經(jīng)習慣使用木質(zhì)漁船或鋼質(zhì)漁船進行生產(chǎn)作業(yè)，而且受塑料生活用品的影響，普遍錯誤地認為聚乙烯材料易燃、不耐磨、容易出現(xiàn)老化變質(zhì)。此外，聚乙烯漁船的安全性和可靠性尚未得到人們的廣泛認可，養(yǎng)殖戶對新型材料養(yǎng)殖船的質(zhì)量存在疑慮，一些潛在的客戶仍持有謹慎觀望的態(tài)度。

3.2 材料表面防滑性不足

聚乙烯材料船體表面光滑，能減小水中阻力，但同時對聚乙烯漁船的應用也產(chǎn)生了新的問題。聚乙烯材料做成的船體表面防滑系數(shù)較低，若設(shè)計處理不好，當表面有海水時，人踩在上面容易滑倒，存在一定的安全隱患。

為增加摩擦阻力，企業(yè)在設(shè)計制造聚乙烯漁船時，在船艙內(nèi)人員可能行走的位置涂刷防滑涂料或鑲嵌、粘接摩擦系數(shù)大的其他材質(zhì)，如木板或在船艙內(nèi)增加網(wǎng)格板、防滑板等，以減少安全隱患。但無論哪種解決方案，使用的材質(zhì)都不耐用，不能保證在磨損嚴重時能得到及時更換。為從根本上解決人員接觸位置的防滑問題，還需對聚乙烯原料配方進行改良。在材料科學領(lǐng)域，防滑聚乙烯材料的研究與應用也是熱門的課題，近期國內(nèi)院校和科研機構(gòu)在這方面已經(jīng)取得突破，超高密度聚乙烯的防滑性能在有水環(huán)境下得到很大的提升[34]。

3.3 尺寸受局限，成品精度低

采用滾塑工藝，聚乙烯漁船的尺寸受到滾塑模具的限制，無法制造船長較長的船舶[35]。目前國外制成的聚乙烯船最大的船長也只有18.5 m，國內(nèi)的滾塑制造工藝水平、滾塑設(shè)備精密度、自動化水平與發(fā)達國家存在很大的差距。英國北愛爾蘭滾塑系統(tǒng)公司和加拿大Exxon化學公司合作開發(fā)成功的滾塑工藝系統(tǒng)，可實時監(jiān)控模具內(nèi)溫度隨時間變化的曲線，直觀地顯示滾塑加熱過程中的模具傳熱和物料受熱的實時情況，所生產(chǎn)的產(chǎn)品精度高、質(zhì)量好。國內(nèi)制造工廠缺少先進的技術(shù)和設(shè)備，對滾塑工藝了解研究不夠深入，聚乙烯船體在滾塑成型后收縮率比較大一般為2%～3%，工藝控制不好的甚至高達3%～5%，若模具設(shè)計不好，在局部線性尺寸較大的部位，材料收縮率甚至更高[36]。生產(chǎn)聚乙烯船舶的企業(yè)一般規(guī)模較小，對建造質(zhì)量監(jiān)督不如大型企業(yè)，而造船廠的一些設(shè)備相對簡陋，缺乏相關(guān)的技術(shù)人員。

雖然成品尺寸精度低，但聚乙烯漁船成品的預期可控，對作為養(yǎng)殖生產(chǎn)船使用影響較小。為提高成品精度，還需對原料參數(shù)、模具內(nèi)部結(jié)構(gòu)、溫度控制等作分析和調(diào)整；生產(chǎn)企業(yè)要引進人才和先進的設(shè)備，嚴格控制工藝參數(shù)，提升工人素質(zhì)，提高產(chǎn)品在市場的競爭力。

3.4 相關(guān)規(guī)范有待完善

2021年11月22日，中華人民共和國海事局發(fā)布了《聚乙烯漁船技術(shù)與檢驗暫行規(guī)則(2021)》，這份文件對聚乙烯漁船的發(fā)展具有重要的指導作用。該規(guī)則由中國水產(chǎn)科學研究院漁業(yè)機械儀器研究所編制，結(jié)合中國實際，借鑒國外船級社已有的標準，聽取了各單位切實可行的建議。由于目前聚乙烯漁船數(shù)量較少，該規(guī)則的制定項目組調(diào)研的企業(yè)和單位院校數(shù)量少，也留下了許多需要商榷的問題。在實際檢驗中，該規(guī)則內(nèi)容對船廠資質(zhì)的認定、聚乙烯改性材料的添加使用規(guī)定、漁船到達老舊船齡的規(guī)定等部分還存在許多需要完善的內(nèi)容，也需要更多詳盡的建造、檢驗標準與之配套。

4 發(fā)展聚乙烯漁船的建議

相比傳統(tǒng)船舶，聚乙烯漁船優(yōu)勢更加突出。新材料的推廣普及需要一個漫長的過程[37]。為推動聚乙烯漁船的應用，促進水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展，提出以下建議。

4.1 加大人才培養(yǎng)，組織科技攻關(guān)，打破技術(shù)壁壘

聚乙烯材料用于船體制造，涉及高分子、船舶、機械設(shè)計等多個學科專業(yè)領(lǐng)域，目前中國高端聚乙烯材料發(fā)展較為緩慢，還存在相關(guān)技術(shù)壁壘，一些核心關(guān)鍵技術(shù)長期被國外企業(yè)壟斷，材料自給率低，需要大量依賴進口[38]。國家需加大對高校院所科研人員的培養(yǎng)和經(jīng)費支持，強化高分子材料研制綜合管理人才的吸引和培養(yǎng)，并盡可能多地引進國際頂尖人才。加大科研投入，交流經(jīng)驗，解決聚乙烯漁船研發(fā)、設(shè)計能力不足及船型仍按木質(zhì)漁船設(shè)計等問題，充分發(fā)揮聚乙烯材料漁船的優(yōu)勢。提供平臺，鼓勵開展學科交流會，創(chuàng)造積極的發(fā)展條件，幫助企業(yè)解決困難，推動高端聚乙烯材料和制造設(shè)備的國產(chǎn)化進程。

4.2 出臺相關(guān)政策扶持

近年來國家高度重視節(jié)能減排工作，2019年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、生態(tài)環(huán)境部等10部門發(fā)布《關(guān)于加快推進水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展的若干意見》，為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的綠色發(fā)展指明了方向。目前，相同尺度下聚乙烯漁船價格比傳統(tǒng)木質(zhì)漁船的略高，因此可以考慮設(shè)立專項扶持資金，補貼漁民養(yǎng)殖戶建造或購買聚乙烯漁船的費用，折價收購漁民手里的老舊漁船；提供融資平臺，聯(lián)合金融機構(gòu)為漁民建造或購買聚乙烯漁船提供免息貸款等惠民政策，調(diào)動漁民對建造或購買聚乙烯漁船的積極性。此外，鼓勵聚乙烯漁船生產(chǎn)企業(yè)購置先進設(shè)施裝備，加大減稅力度，淘汰落后產(chǎn)能，加快轉(zhuǎn)型升級，提升產(chǎn)品質(zhì)量，幫助水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)走上綠色發(fā)展道路[39]。

4.3 加大對驗船師隊伍的培訓，做好聚乙烯漁船的監(jiān)管

《聚乙烯漁船技術(shù)與檢驗暫行規(guī)則(2021)》發(fā)布之前，浙江、遼寧等地已有地方性的檢驗規(guī)則，但全國其他地區(qū)驗船師對規(guī)范掌握理解還不夠。近幾年受疫情各方面原因影響，部分地區(qū)海事局未能組織所在地適任制資格驗船師業(yè)務培訓考試。各地海事局應做好驗船師隊伍的培訓[40]，解決基層驗船人員數(shù)量少和經(jīng)驗不足等薄弱問題，增加驗船師對新規(guī)則接觸的機會，熟練掌握新規(guī)則，提升檢驗過程中的技能水平和業(yè)務素質(zhì)[41]。加大對驗船師隊伍的管理，對新建的聚乙烯漁船，嚴格按照檢驗規(guī)則和相關(guān)法規(guī)進行檢驗，檢查船廠資質(zhì)，跟進施工進度，檢驗材料產(chǎn)品證書，杜絕產(chǎn)品存在的隱患。在聚乙烯漁船的營運過程中，把好年度檢驗關(guān)，檢查船體結(jié)構(gòu)的損壞程度，對救生衣、滅火器、求救信號彈等救生消防設(shè)施的配備情況和有效性進行檢查，不合格的產(chǎn)品必須整改到位，否則不得簽發(fā)證書。驗船師要不斷提升業(yè)務技能和服務水平，保障漁業(yè)船舶檢驗質(zhì)量，保證聚乙烯漁船生產(chǎn)流程和使用的規(guī)范性。

4.4 加大宣傳

通過新聞媒體、微博、微信公眾號、短視頻制作等方式進行普及聚乙烯漁船，加大廣告宣傳的力度。開展產(chǎn)品推介會，企業(yè)現(xiàn)場講解，同時企業(yè)做出適當讓利活動，吸引愿意接受新事物的漁民購買，逐步打開市場，通過使用對比，讓漁民養(yǎng)殖戶們了解新材料聚乙烯的特性，知曉聚乙烯養(yǎng)殖船的優(yōu)勢，打消顧慮，提高漁民使用聚乙烯漁船的積極性，從而淘汰耗能高、安全狀況差的養(yǎng)殖漁船，推動聚乙烯漁船的發(fā)展。

5 結(jié)語

聚乙烯漁船是一種安全、節(jié)能、環(huán)保的新型產(chǎn)品，具有強度高、壽命長、無污染、環(huán)保等優(yōu)點。在國家大力發(fā)展綠色造船的背景下，同木質(zhì)、鋼質(zhì)材質(zhì)相比，聚乙烯漁船更符合可持續(xù)發(fā)展理念，有著良好的市場前景。目前中國老舊養(yǎng)殖漁船數(shù)量大，為推進水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展[42]，利用聚乙烯材料制造養(yǎng)殖新船，淘汰舊船，加快養(yǎng)殖漁船產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，還需要各方的共同努力。