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随着国际海事安全、环保要求不断提升，轻质、高性能及功能化的材料在船舶上逐渐得到应用，而非金属复合材料凭借其本身的性能优势以及可设计性在船舶领域受到了越来越多的重视。同时，为了规范船舶材料的适用性、统一性和重复性，国内的标准化工作从上个世纪50年代开始起步，其中，具有承载一定功能的船用复合材料，尤其是新型非金属复合材料，其标准化需求急迫。 01 非金属复合材料在船舶工业应用及技术优势 船舶的服役环境通常都比较恶劣，常年在淡水及盐水中工作，因此要求船舶材料具有耐水、耐腐蚀、耐盐雾、耐老化等特性。非金属复合材料如树脂基复合材料由于其可设计性，通过合理的工艺优化与成分配比，可以耐水、耐酸碱、耐腐蚀、耐降解，同也具有较高的具有较高的力学性能以及较低的密度，是建造船舶结构的理想材料。此外，未来船舶发展追求更大的有效负载，更高的航行效率，更低的全寿期费用，因此质量轻、可设计性强的非金属复合材料成为未来船舶设计使用的最佳选择材料之一。非金属复合材料的技术发展和应用对船舶的性能产生了重大影响，其应用优势主要表现在： （1）能够提高船舶与结构有效负载，使船舶可执行更多任务。非金属复合材料普遍质量轻，能大大降低结构自重，提高有效负载率。 （2）能够降低船舶的全寿期成本，提高在航率。树脂基复合材料耐腐蚀性强，可大幅提高船舶等装备在航率，并降低维护成本乃至全寿期成本。长期在海洋环境中服役，条件十分恶劣，钢质结构和一些金属设备腐蚀情况严重，维护工作量大。 （3）能够提高船舶部件的水动力性能，增强航行效率。非金属复合材料易于成型，可实现钢结构难以达到的流线造型，大大改善船舶部件的水动力性能，降低水动力学噪声，并提高航行效率。 02 船用非金属复合材料标准现状 经梳理，我国船用非金属复合材料标准见表1。其中，国内非金属复合材料民用标准主要为复合材料基础性能和应用性能测试标准。舰船用非金属复合材料标准主要针对舰船艏部声呐导流罩、指挥室围壳、上层建筑非耐压壳体以及部分新能试验及污损检测等领域制定，受限于应用较少，目前应用规模正在逐步扩大。 表1 我国船用非金属复合材料标准
03 船用非金属复合材料标准化工作建议 非金属复合材料的使用是海洋装备设计建造重要的发展方向和趋势。总体上看，全复合材料结构标准、功能性复合材料标准以及功能/结构一体化复合材料标准急需制定。同时，由于部分非金属复合材料研制后在船舶上应用经验不充分，仍需开展材料应用评价标准预先研究，完善我国船用材料标准体系： 1.积极分析借鉴国外先进标准 国外先进海洋国家船用复合材料起步早，发展迅猛，尤其是美国MIL标准与俄罗斯标准中包含了很多非金属材料性能试验要求、耐火性要求以及无损检测技术要求等。因此有必要对相关国外标准进行系统的对比分析和适用性研究，提升我国船舶现有非金属复合材料的应用和测试能力。 2.完善船用非金属复合材料标准评价体系 船用非金属复合材料结构复杂，功能多样。目前船用非金属复合材料的评价标准通常采用一事一议的方式，缺乏统一的船用非金属复合材料的评价标准、典型的复合材料性能测试与评价方法。同时，国内的通用非金属复合材料评价标准无法沿用至船舶领域，其工况条件、零部件的性能需求应因地制宜，需针对不同的部位、不同的功能的非金属复合材料典型构建开展性能测试方法、考核评价方法标准化的研究，建立系统的船用非金属复合材料评价标准。 3.及时制定成熟非金属复合材料生产制备技术标准以推广其在船舶工业的应用 目前船用船体材料非金属复合材料的标准缺项多，大部分的船体结构用非金属复合材料标准尚未制定，包括高性能船舶主船体用抗冲击复合材料、上层建筑用系列结构功能复合材料、水下舵、翼、螺旋桨、复合导管等结构功能复合材料均已开展多年研究，并有望实现规模应用，因此，需要针对这些部位用材料开展标准的制定工作。未来新型船用非金属复合材料将继续向高强、高韧、轻质、低成本、功能结构一体化方向发展，新型的非金属复合材料将具有迫切需求。材料科学的发展并不一定围绕着船用相关，因此标准化工作者应时刻关注材料科研界及工业界的发展，尽早预先研究新型非金属复合材料的应用与评价标准，促使先进材料及工艺在船舶上的应用。 End 作者 | 程阳 编辑 | 刘凯茜 |
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