探析航标新技术新材料的应用情况

探析航标新技术新材料的应用情况

王俊林 杨昊

北海航海保障中心秦皇岛航标处 河北秦皇岛 066000

摘要：航标是保证传播在航道上安全航行的重要设施，将新技术和新材料应用到航标建设中，可以让航道建设工作得到进一步发展。因此，本文主要针对航标新技术新材料的应用情况展开分析，在简单了解航标设计制作的常见材料后，从新技术和新材料入手进行调查分析，并明确不同材料应用后的实际效果，以供参考。

关键词：航标；新材料；新材料；应用

引言：新时期，海上交通日益发展，航标作为海上航行中必不可少的设施，也得到了国家的重视。提高航标的科技含量，不仅可以减少航标的维护成本，也能够让航标管理工作得到更好的开展，是未来航标智能化发展的关键。但从目前来看，关于航标新技术新材料应用的研究较少，应用效果并不明显，还需进一步分析。

一、航标制作使用现状

以长江干线上的航标为例，纵观航标的发展历史来看，最初航标的制作材料有四种，分别为竹木、钢质、普通玻璃钢、砖混或水泥。这一时期的航标寿命较短，极容易出现霉变、腐烂或锈蚀等情况，尤其是随使用时间的增加，褪色、脱漆问题严重，一旦损坏难以修复，最为主要的是，这些制作材料在实际应用中工艺繁琐、成本较高、制作周期长。即便是钢质材料也存在运输安装工作量较大等缺陷。而后，国家针对航标材料进行了创新，将新型FRP复合材料应用于航标制作中，其耐腐蚀性好，本身具有较好的抵抗能力，因此在复杂环境中生存时间更久。而且，新型FRP复合材料质轻强度高、运输方便、可以抵御各种恶劣天气的影响，最为主要的是，该材料的电性能好，是优良的绝缘材料。该种材料在实际应用过程中，有效弥补了传统材料的缺陷，色彩艳丽、均匀，相比较普通航标有了极大的改善。但是随着科学技术的发展，还需要将更多的新技术新材料应用航标领域的应用。也只有进一步加强对航标相关新技术新材料开发与应用，才能够让国家交通的重视程度，让交通运输事业得到更好的发展。现阶段，出现了一大批不易老化、性能优秀、物美价廉的新材料，将这些材料应用在航标领域，配合计算机技术、网络技术，可以实现智能化航标设计。比如：基于波浪能的航标发电装置、航标网络化管理系统、抗击碎太阳能板、超高分子量聚乙烯等都可以应用到航标建设中，让航标建设工作得到全面的发展。

二、航标制作过程中新技术和新材料的使用

（一）新技术在航标制作中的应用

在航标新技术的应用中，新能源技术是目前在航标制作过程中应用最为广泛的一种新技术，也是航标制作过程中新技术中的典型代表。根据国家有关部门公布的数据显示，目前太阳能能源系统已经在广泛应用于我国沿海直属海事系统中的航标制作。而LED灯器技术的使用率已经达到了100%，在这两个技术的使用下，航标的二氧化碳排放量得到了大幅降低。而新能源技术中最具代表的基于波浪能航标发电装置是目前研究最多的一项，而且随着国家对波浪能发电技术的深入研究，将其应用在航标领域具有广泛的前景。一个基于波浪能的航标发电装置中包括液压缸、震荡浮体、航标灯三部分，利用液压缸实现能量转换，在震荡浮体的作用下，机械能转化为液压能，带动发电机为航标灯供电。不仅如此，智能化技术也是航标领域中不容忽视的一项技术。现阶段，自动控制技术、数字通信技术、网络化控制在各行业中都得到了广泛的应用，将其应用在航标制作过程中，可以实现智能化航标发展。实现对航标的远程控制，满足新时期对航标功能提出的具体要求。

（二）新材料在航标制作中的应用

为满足新时期，海上交通事业对航标发展提出来的全新需要，大量新材料被应用到航标制造过程中。这其中，最具代表性的就是抗击碎太阳能板，其本身和太阳能技术相结合，可以最大程度保护距离桥墩较近的航标。比如：一些航标的位置靠近大桥两侧，在正常车辆通行的情况下，容易掉落异物，如果不加以保护，就会造成航标被破坏的情况。但是应用新材料抗击碎太阳能板可较好避免这一问题，有效减少航标损坏的概率。从常见的太阳能板韧性材料的各方面性能来看，将PET材料作为抗击碎太阳能板的透明材料，可以进一步提高该材料的实际性能，切实提高太阳能板的力学性能和粘附力，不仅如此，该背板材料ER收缩性强，可以在一些热带环境中使用。除此之外，还有一部分地区将钢化玻璃组件与柔性太阳能电池板组合，让抗击碎太阳能板具备供电能力。

除了PET材料和抗击碎太阳能板之外，玻璃钢、新型高分子材料等新型材料也可以代替传统的钢质航标。玻璃钢、新型高分子材料色泽光鲜、易于运输、可视效果较优，最为主要的是，将其应用在航标制作过程中不需要进行维护，切实延长了航标的使用寿命。正因为其经久耐用、材质轻的特点，让其在航标制作中得到了广泛应用。超高分子量聚乙烯也是现阶段航标制作领域中相对常见的新型高分子材。超高分子量聚乙烯的性能较为特殊，其的相对密度、冲击强度、拉伸断裂强度、拉伸断裂伸长率、热变形温度、脆化温度都能够最大程度满足航标制作过程中提出的要求，是上述所有材料中性能最优的一种。比如：长江干线航标制作过程中就应用了超高分子量聚乙烯，用于制作应急沉船示位标。根据实际数据显示，该航标的直径为1.50m、总重量634kg，通过对浮体厚度、总高度、吃水的计算分析，该示位标满足稳定平衡条件。

三、新技术和新材料的使用效益

以长江干线航标制作维护工作为例，根据初步统计，长江航道局年均投入的总维护费和制作费为5000万元，其中航行标志单项年均维护费就达到了600万元。如果全面采用上文中提及的技术和材料，每座标体可以节约维护费用500元。据初步统计，长江干线航标数量为5000座，那么全年可节约维护费2500万元。尤其是随着基于波浪能的航标发电装置、航标网络化管理系统、抗击碎太阳能板、超高分子量聚乙烯等都技术材料的应用，航标建设工作会得到更好的发展，生产工业化程度也会逐渐提高。无论是安装还是维护，都会变得更加简单。比如：长江干线航标制作维护工作全部完成至少需要半个月甚至半年，而且一部分航标需要在岸上进行维护。但玻璃钢、新型高分子材料在航标制作过程中不需要进行维护，整体使用寿命较长，有效免除了维护工序。从目前情况来看，这些新技术和发展和落实，为海上电子导航、智慧航海工作的发展奠定了良好的基础。

总结：综上所述，将新材料和新技术应用到航标制作中，可以有效杨畅航标的使用寿命，让航标的整体式脚效果更加均衡，更符合国际上对航标提出的要求。本文将新型FRP复合材料应用于航标标体制作中，不仅可以增加航标的可视面积，也能够减少航标的安装、运输、维护工作量，为后续智能化航标的发展奠定基础。

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作者简介：第一作者，姓名：王俊林（1973.6--）；性别：男，籍贯：河北昌黎，学历：本科，中国地质大学，现有职称：助理工程师；研究方向：工程造价。