2010年11月16日 星期二

台灣FRP遊艇業原物料耗用調查(2009) 4/4 - 第四、五章 原物料耗用計算及施用依據

台灣FRP遊艇業原物料耗用調查(2009) 4/4 - 第四、五章 原物料耗用計算及施用依據

第四章 原物料耗用計算

巨型玻璃纖維/樹脂遊艇殼板厚度隨其依據之法規、構造、規範不同,而略有差異,故FRP 船艇之原料使用量必須依據合約施工規範書及實況來計算:


一、玻璃纖維/樹脂遊艇主要尺寸定義:
全長LOA:(Length betweenOverall):自船艏最前端至船艉最末端之水平距離。
垂標間距Lpp:(Length between Perpendiculars):艏艉垂標間之水平距離。
船總寬B:(Extreme Breadth):船體橫向最寬處(包括船殼板或其他船側凸出物)之水平寬度。
型寬Bm (或模寬):(MoldedBreadth) :船體最大寬斷面上,由內側外板(Inner Strake)的內緣至他舷之內側外板內緣間之水平距離。
船總深D:(Depth):船舯處自龍骨(Keel)底面量至甲板樑頂面邊緣之垂直距離。
模深Dm(型深):(Molded Depth):船舯處自基線量至甲板樑頂面邊緣之垂直距離。



二、原物料計算說明及實例:

(一)由建造之遊艇的船殼、甲板、操舵室、縱肋骨材及橫肋骨、艙壁等尺寸,求出積層面積。
(二)由各部位之積層面積求出玻璃纖維基材量。
(三)由此值與玻璃纖維基材量,算出樹脂用量,一般樹脂用量概算為玻璃纖維量的1.6 至1.9 倍。
(四)膠殼樹脂及襯裡被覆底處理劑使用量係依各自之處理面積與單位面積標準處理量之乘積求出。
(五)硬化劑使用量可從膠殼用、積層用樹脂及一部份被覆底用處理劑(P.S-sealer)之合計量乘標準添加率求得。
(六)其他副資材可由處理面積、處理量乘所定係數計算使用量。

以 21 公尺遊艇為例:

1.船殼及船材表面積
由前表(3)及次表(4)主要尺寸計算船殼甲板室等之表面積(表4)。

(1)船殼外板S1(m^2)
S1 = (B+2D) × LOA × 1.2
=(4+2 × 2.4) × 21 × 1.2 = 221.8 m^2

(2)肋骨S2(m^2)
S2 = 縱肋材+橫向肋骨
=m1 × [LOA × n1+(B+2D) × n2]
=0.63 × [21 × 6+(4.2 +2× 2.4) × 38] = 294.8 m^2
式中 m1、n1、n2 為(表4)中之重疊平均寬度縱肋材支數及橫肋材支數。

(3)艙壁S3(m^2)
S3 = Bm × Dm × n3 = 3.9 × 1.3 × 7 = 35.5 m^2
式中 n3 為(表4)中之枚數。

(4)甲板周緣S4(m^2)
S4 = 甲板被塗(S’4)+甲板樑重疊層(S”4)
=(Bm × LOA-b × c)+m2 × Bm × n4
=(3.9 × 21-7 × 2)+0.53 × 3.9 × 38
= 67.9 + 78.5 = 146.4 m^2
式中 m2、n4 為(表4)中之重疊平均寬度及枚數。

(5)操舵室S5(m^2)
S5 = 2(b+c) × a +(b × c) = 2(7+2) × 1.5+(7 × 2) = 41 m^2
式中 m3 為(表4)中之平均幅。

(6)各重疊氈值S6(m^2)
S6 = (艙壁與外板)+(甲板與外板)+(甲板室與甲板)
=m3 × [(Bm+2Dm) × n3+(B+2LOA)+2 × (b+c)]
=0.23 × [(3.9+2 × 1.3) × 7+(4+2 × 21)+2 × (7+2)] = 25.2 m^2

2.由前表(4)表面積與各部位船材玻璃纖維基材構成。
求出由此表知悉
玻纖切股氈(Mat) 600 g/m^2 者 2113 m^2
編紗束(Woven Roving Cloth) 580 g/m^2 者 519 m^2
編紗束(Woven Roving Cloth) 800 g/m^2 者 737 m^2
玻璃纖維使用量單位面積重量乘以面積及餘裕率(10%)
切股氈 Mat = 2113 × 0.6 × 1.1= 1395 Kg
編紗束 WR = 519 × 0.58 × 1.1= 331 Kg
編紗束 WR’= 737 × 0.80 × 1.1= 649 Kg
編紗束 WR+WR’= 980 Kg





3.積層襯裡
被覆用樹脂 FRP 中玻璃含量之實際值,切股氈約為28%,
編紗束為40%,則樹脂使用量可依下述方式求出:
樹脂使用量=(切股氈使用量) × 72/28 +(編紗束使用量) × 60/40
=1395 × 72/28 +980 × 60/40 = 4980 Kg
目前正常積層情形均採用 Non-Wax Type 僅在膠殼及表面積層採
用Wax Type 以求船殼表面光度較佳。
Non-Wax Type 樹脂使用量 = 4980 × 0.45 = 2240 Kg
Wax Type 樹脂使用量 = 4980 × 0.55 = 2740 Kg

4.襯裡處理劑
需襯裡或重疊處理之合板,木材類表面積 S7 可由下式求得
S7 = 2(S3+S4+S5) = 2(36+147+41) = 448 m^2
此值乘以止劑及 PS-Sealer 單位面積使用量(Kg/m^2)
止劑 = S7 × 0.3 = 134 Kg
Sealer = S7 × 0.35 = 157 Kg

5.油灰(Putty)著色劑,洗用溶劑
由 3.項求得之樹脂使用量乘以實際求得係數算出油灰、著色
劑及洗用溶劑使用量
PS 油灰 = 樹脂量 × 0.04 = 4980 × 0.04 = 200 Kg
著色劑 = 樹脂量 × 0.004 = 4980 × 0.004 = 20 Kg
洗用溶劑 = 樹脂量 × 0.1 = 4980 × 0.1 = 498 Kg
(溶劑使用量變化大,可由適當方式刪減)

6.脫膜劑及膠殼樹脂
以船殼表面積 S1 為基準求Wax Type 及薄膜型脫膜劑
脫膜劑 = S1 × 0.04 = 222 × 0.04 = 9 Kg
船殼表面用膠殼使用量,可由單位面積塗佈量(Kg/m^2)求出
膠殼樹脂 = S1 × 1.0 = 222 Kg

7.硬化劑及促進劑
硬化劑可由總樹脂量乘以含餘裕率之添加量(1.5%)(實際為0.6%-1.7%另加損秏)。
促進劑可對Non-P-Type 樹脂基準添加量(0.5%)求出(有些樹脂已添加促進劑)。
硬化劑 = [3.項求出樹脂量+Sealer+油灰+著色劑+膠殼用樹脂) × 0.015] = (4980+157+200+20+222) × 0.015 = 84 Kg
促進劑 = (Non-P-Type 樹脂) × 0.005 = 222 × 0.005 = 1.1 Kg

8. 合板用料:
合板多用於隔艙板及甲板或各部分隔之用,可在船板圖上檢視以訂其尺寸,目前船用合板之規格自1/8”至3/4”厚度不等,用量以制式尺寸之大小,再以張數計算。
木料概分結構用之柳安木及裝潢用之柚木為多,柚木價格一般高於柳安三倍以上,用量亦多,但因每艘船即使同型尺寸,用量均不一致,故須以該船之規範及藍圖為準。

9. 其他項目:
主機及附件、電器裝備五金、航儀裝備等,因客戶要求不一,故無一定標準,但可自該船規範書及圖說中核對,可知其裝配之數量,其中大部份均為外購,故可由廠家提供之採購發票為準。

10. 特殊用料:
目前部分船艇因船體結構採三明治式的夾層式結構,即船殼、甲板等在積層中夾以軟木白塞木等為芯子,以減輕船體之重量,國內船廠常用者多為:

(1) 木料:軟木、碎合板、白塞木等。
(2) 發泡膠:聚氯乙烯(PVC)、聚酯(PU)等。
(3) 蜂巢芯材。
以上之材料使用可在該船之規範及施工圖中查核之。

11. 下腳料及材料代用品:
FRP船舶製造與一般鋼鐵船不同,其船體材料為FRP居多,除製造過程中有部份損秏率發生外,幾無下腳料產生,其他裝備、組件多為外購送廠安裝亦無下腳料之產生。遊艇船體建造材料均為FRP,無代用品。至於裝備、組件五金之代用品則依船主與船廠合約中雙方協議為主,例如:舷窗有採用銅質者或鋁合金者或FRP製者。

12. 遊艇壓載物使用:
以上所述者為動力遊艇(Power Boat)用料情形,然而帆船式遊艇(Sail Boat),在裝備上除與動力遊艇大致相同外,主要差異為壓載(Ballast)及帆具(Sail)
(1)帆具:帆及索具等均係船廠外購品,或國外採購或本地有關製造商提供,船廠均可有資料備查。
(2)壓載(Ballast):壓載對帆船的穩定性及安全,有決定性之作用,現對其重量之決定及材料取用再提出說明:
(2.1) 壓載重量:
帆船所使用之壓載與該船之總重量(排水量),因船型之不同而有所不同,一般可用概算值計之,其壓載/排水樣最大比值約為0.425,最小比值約為0.27,因此,其壓載重量如在排水量得0.27至0.425倍之間,均為合理。
(2.2) 壓載物料:
多採用比重較重之物料,可為鉛(Lead)、鑄鐵(Cast Iron)或水泥等重物,新穎形式競賽帆船採用壓載龍骨(Ballast Keel),由船底以鋼板將鉛塊延伸固定於船體下方,有效降低重心且操控更靈活。

原料供應網址:
樹脂製造廠網頁: http://www.swancor.com/product_06.htm
玻璃纖維製造廠網頁:
http://corporateportal.ppg.com/NA/Glass/FiberGlass/30_Products/wovenroving.htm
真空成型廠網頁: http://www.swancor.com/files/tw237X064.pdf


第五章 原物料施用依據

台灣製造的遊艇絕大多數外銷世界各國,近年來,各國對遊艇安全更加重視,故要求廠家提出建造規範之依據,目前International Association of Classification Societies (IACS)十主要會員如下:
美國驗船協會,American Bureau of Shipping (ABS) USA;法國驗船協會,Bureau Veritas (BV) France;中國驗船協會,China Classification Society (CCS) China;挪威驗船協會,Det Norske Veritas (DNV) Norway;德國驗船協,Germanischer Lloyd (GL) Germany;韓國驗船協會,Korean Register (KR) Korea;英國勞氏驗船協會,Lloyds Register (LR) Great Britian;日本驗船協會,Nippon Kaiji KyoKai (Class NK) Japan;義大利驗船協會,Registro Italiano Navale (RINA) Italy;俄國驗船協會,Russian Maritime Register of Shipping (RS) Russia;均須根據其FRP 船舶規範書認證及驗船,經過認證程序之同型船僅驗一次。
建造一艘 FRP 遊艇所用之材料,有數百種項之多,又因設計、施工、船東喜好及其他原因,變化甚大,故無法訂定一絕對標準或公式為審查之依據;基本上每艘客製化遊艇均應保留完整設計圖、合約、規範書為審查之參考,亦可採用信譽良好廠商之申報資料為參考,各船廠計算書之計算值與本通常水準值應可有百分之十至十五之上下限。


資料來源:財政部北區國稅局文件檢索系統
http://www.ntx.gov.tw/Main/MainDownload.aspx


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