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，安裝相應設備和舾裝后，用于從事漁業(yè)生產的漁船。隨著中國經濟的發(fā)展，水產養(yǎng)殖對節(jié)能減排、安全生產的要求越來越嚴格[3]?，F(xiàn)有較多老舊的養(yǎng)殖漁船[4]，材料以木質、鋼質為主，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)材質的新材料制作養(yǎng)殖漁船[5]。本文通過充分調研和查閱資料，介紹目前國內外聚乙烯漁船的發(fā)展狀況，并與傳統(tǒng)木質、鋼質漁船對比，總結聚乙烯漁船用于水產養(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，解決水產養(yǎng)殖中漁船耗能高、安全隱患突出[6]等問題，為水產養(yǎng)殖業(yè)高質量發(fā)展提供基礎資料。

1 聚乙烯漁船國內外發(fā)展概況

聚乙烯是乙烯經過一系列化學反應后的復合產物，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，其主船體結構主要有“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，或在聚乙烯內埋入金屬以增大強度。

聚乙烯船舶在國外已經被發(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，也制定了相關標準[14-15]；2016年，挪威船級社又重新修訂了標準[16]，使其內容更全面，覆蓋面更廣。

中國聚乙烯漁船產業(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，國內企業(yè)參考國外相關規(guī)范和技術，開始研究生產聚乙烯漁船。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，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，設計載重量10 t，最高航速可達9節(jié)[17]。目前國內能生產聚乙烯漁船的區(qū)域較少，主要有浙江省舟山市研發(fā)生產聚乙烯滾塑漁船、遼寧省大連市研發(fā)生產聚乙烯焊接漁船、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《聚乙烯漁船技術與檢驗暫行規(guī)則(2021)》[18]，該規(guī)則填補了國內聚乙烯漁船技術法規(guī)的空白，對船舶的原材料、焊接、性能指標、結構設計、廠房設備等提出了要求和標準，為高質量聚乙烯漁船的建造和維護提供了技術支撐，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養(yǎng)殖綠色發(fā)展。

2.1 降低養(yǎng)殖生產成本，促進漁民增收

隨著中國經濟的發(fā)展，水產養(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消耗成本少。聚乙烯材料化學性質穩(wěn)定，材料技術也很成熟，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，用其建成的船體結構穩(wěn)固，使聚乙烯漁船更耐碰撞，抗撞能力遠高于鋼質、木質材料，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，避免了木質漁船木材容易腐爛、容易遭受蟲蛀等問題，而鋼質漁船存在銹蝕問題，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、鋼質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，化學性質穩(wěn)定，用其制成的養(yǎng)殖漁船不會造成水域污染。而木質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，對水質也可能產生污染；鋼質船外殼需涂刷油漆以防銹蝕，但污染水質。因此，使用聚乙烯漁船代替木質、鋼質漁船，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的油污燃燒會產生很多有毒氣體和滾滾濃煙，若不經處理直接排放，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。而木質漁船表面粗糙及鋼質漁船本身重量很大，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

安全生產的意義非常重大，它關系到人們的生命財產安全。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，能夠滿足安全生產的需求，可有效降低事故發(fā)生的概率，保障生產過程中相關人員的生命安全。同時，養(yǎng)殖企業(yè)的安全生產也能提高生產效率和經濟效益，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。而木質漁船的板材之間的縫隙采用捻縫工藝，捻縫質量全憑捻工和驗船人員的工作經驗[30]，目前還沒有相關儀器可進行檢測，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、鋼質的強度高[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，結構完好，可為救援贏取寶貴時間，減少生命財產的損失。

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。聚乙烯漁船開發(fā)成本低，設計靈活，生產周期短，適應市場變化能力強，有助于形成規(guī)模經濟。而傳統(tǒng)木質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；鋼質漁船的生產從下料到彎曲、定位，再到裝配、焊接，程序多，生產投入大，造船企業(yè)利潤少，導致很少有造船企業(yè)愿意生產制造小型鋼質漁船。

目前中國大力發(fā)展規(guī)?；a養(yǎng)殖基地，以提升養(yǎng)殖綜合生產能力和可持續(xù)發(fā)展能力，提高養(yǎng)殖設施和裝備水平，完善養(yǎng)殖生產經營體系。與木質、鋼質漁船相比，聚乙烯漁船更能滿足工業(yè)化生產的要求，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，促進水產養(yǎng)殖綠色高質量發(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)殖戶已經習慣使用木質漁船或鋼質漁船進行生產作業(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。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)在設計制造聚乙烯漁船時，在船艙內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，如木板或在船艙內增加網(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，近期國內院校和科研機構在這方面已經取得突破，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，國內的滾塑制造工藝水平、滾塑設備精密度、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，所生產的產品精度高、質量好。國內制造工廠缺少先進的技術和設備，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]。生產聚乙烯船舶的企業(yè)一般規(guī)模較小，對建造質量監(jiān)督不如大型企業(yè)，而造船廠的一些設備相對簡陋，缺乏相關的技術人員。

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)、模具內部結構、溫度控制等作分析和調整；生產企業(yè)要引進人才和先進的設備，嚴格控制工藝參數(shù)，提升工人素質，提高產品在市場的競爭力。

3.4 相關規(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)則由中國水產科學研究院漁業(yè)機械儀器研究所編制，結合中國實際，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)則內容對船廠資質的認定、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，打破技術壁壘

聚乙烯材料用于船體制造，涉及高分子、船舶、機械設計等多個學科專業(yè)領域，目前中國高端聚乙烯材料發(fā)展較為緩慢，還存在相關技術壁壘，一些核心關鍵技術長期被國外企業(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，交流經驗，解決聚乙烯漁船研發(fā)、設計能力不足及船型仍按木質漁船設計等問題，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備的國產化進程。

4.2 出臺相關政策扶持

近年來國家高度重視節(jié)能減排工作，2019年農業(yè)農村部、生態(tài)環(huán)境部等10部門發(fā)布《關于加快推進水產養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展的若干意見》，為水產養(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)木質漁船的略高，因此可以考慮設立專項扶持資金，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企業(yè)購置先進設施裝備，加大減稅力度，淘汰落后產能，加快轉型升級，提升產品質量，幫助水產養(yǎng)殖產業(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[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)則和相關法規(guī)進行檢驗，檢查船廠資質，跟進施工進度，檢驗材料產品證書，杜絕產品存在的隱患。在聚乙烯漁船的營運過程中，把好年度檢驗關，檢查船體結構的損壞程度，對救生衣、滅火器、求救信號彈等救生消防設施的配備情況和有效性進行檢查，不合格的產品必須整改到位，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)船舶檢驗質量，保證聚乙烯漁船生產流程和使用的規(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 結語

聚乙烯漁船是一種安全、節(jié)能、環(huán)保的新型產品，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、鋼質材質相比，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)殖漁船產業(yè)現(xiàn)代化，還需要各方的共同努力。