第 2 章 材料
2.10 FRP 強度試驗之試驗程序
2.10 FRP 強度試驗之試驗程序
T B
B T
T B
60 mm 以上 60 mm 以上
60 mm 以上
紗束布縱絲方向 T 抗拉試片 (5 片.)
B 彎曲試片 (5 片.)
表示施行硬度試驗或玻纖含量區域
圖 I 2-10 試片之選取位置
(a) 每一 FRP 試驗用積層板或夾芯構造之試驗用積層板,其積層組成及模造程序應與製造中之船底板、
船舷外板及上甲板相同。若船底板、船舷外板及上甲板之積層組成相同時,得對相同積層者製作一 片試驗用積層板。
(b) 試驗用積層板之尺寸應有充分大小,以切製下述 2.10.2 (見圖 I 2-10)及 2.10.3 所規定之試片。
2.10.2 試片之選取應依據下述(a)及(b)。
(a) FRP 積層板(包含夾芯構造之內層及外層 FRP 積層板)。
(i) 拉伸試驗用試片及彎曲試驗用試片應從離試驗用積層板外緣 60 mm 切取。(見圖 I 2-10) (ii) 巴可爾硬度試驗用試片及玻璃纖維含量試驗用試片,應從圖 I 2-10 內陰影線部份取用。
(iii) 夾芯構造之內層及外層 FRP 積層板之試片,應從模造夾芯構造材祛除芯材,並順滑其表面者。
(b) 夾芯構造
(i) 彎曲試驗用試片、拉伸試驗用試片及剪切試驗用試片之選取適用上述(a)(i)之規定。若芯材列 入強度計算時,則試片包含芯材接頭處。
2.10.3 試片之形狀及尺寸應依據表 I 2-6 所示。
2.10 FRP 強度試驗之試驗程序
2.10 FRP 強度試驗之試驗程序
2.10 FRP 強度試驗之試驗程序
Ef = 上述(a)試驗所得積層板之抗拉彈性模數 (N/mm2) (iii) 剪切強度
(1) 試片應依照表 I 2-6 所示。
(2) 試驗程序,適用 2.9.2 (a)(vii)之規定。FRP 積層板較厚一側作為壓縮側。
2.10.5 試驗結果之可接受標準應不小於表 I 2-7 所列之值
表 I 2-7
FRP 強度試驗可接受標準
試驗項目 可接受標準
模造厚度 供參考用
巴可爾硬度 平均值不小於 40
玻璃纖維含量 供參考用但應符合下列設計標準值
彎曲強度 不小於設計標準值
彎曲彈性模數 不小於設計標準值
剪切強度 不小於設計標準值
剪切彈性模數 不小於設計標準值
抗拉強度 不小於設計標準值
抗拉彈性模數 不小於設計標準值
3.1 通則
第 3 章 造船廠
3.1 通則
3.1.1 擬建造 FRP 船舶之船廠應依據本章所規定申請認可
3.1.2 申請工廠認可,船廠應提供詳細資料及文件以介紹工場、設備、產品及品質管制系統等。工場設備、
材料儲存及品質管制系統應受本中心查驗合格。
3.1.3 在工廠認可程序中,必要時應作一次試片之合格試驗,該試片由船廠以生產實際產品之材料及製程於 環境條件下製作。試驗之條件及結果應依據第二章之積層規定辦理。
3.2 原材料之儲存
3.2.1 原材料之儲存設施應構造堅固及符合合理標準,以達成材料供應商對儲存及運送之要求。
3.2.2 玻璃纖維材料應儲存於清潔而乾躁之處所。
3.2.3 樹酯、促進劑、硬化劑及膠殼等應儲存於陰冷之處所並避免日光直射。儲存溫度及期限應依據材料供 應商之要求。聚酯原料槽應安排使能每日攪拌槽內原料。
3.2.4 芯材應儲存於乾躁處所以防止損壞。
3.3 模造工場
3.3.1 模造工場應建造成為免於風吹、灰塵、水氣等之侵襲。其佈置應考慮材料運送,積層製程及硬化條件 之合理化。
3.3.2 模造工場之溫度控制,於積層時應保持適當,並考慮使用之樹酯之混合比率。其溫度應不低於 18°C,
另有規定者不在此限。模造過程中之溫度,建議其變異控制在 3°C 間。若有需要,工場應設有溫控設施。
3.3.3 空氣之相對濕度應保持不低於 60 %,且不高於 80 %,以避免發生水汽冷凝。若使用噴佈法模造時,
空氣之相對濕度應不低於 40 %。若有需要,工場應設有除濕機,以降低濕度。
3.3.4 空氣溫度及相對濕度應定時記錄。工場內儀表之數量及位置應能自然表示環境條件。
3.3.5 通風設備之安排應適合於積層板硬化過程,而無不良影響。
3.3.6 工場內之照明應適當,避免加速樹酯硬化。天窗及窗戶應有適當遮蔽設施以免積層及硬化過程受到日 光直射。
3.4 品質管制
3.3.7 應安置充分之鷹架,以免積層施工時工人站於積層表面上。
3.4 品質管制
3.4.1 船廠應有良好品質管制系統以確保產品品質符合特定要求。
3.4.2 品質管制系統應透過下列事項達成之:
(a) 品質管制之組織及職責
(b) 生產指引及工藝
(c) 檢驗及試驗程序
(d) 所有品質活動之文件及紀錄
3.4.3 品質管制系統至少應包含下列經常性檢查及管制:
(a) 原材料之取得及品質
(b) 原材料之儲存
(c) 建造中之環境條件
(d) 生產程序
(e) 工藝
(f) 符合規範書及圖說
(g) 試驗
(h) 最終檢查
3.4.4 品質管制系統亦應包括矯正措施,作為產品與規定標準有偏離時之處理準則。
4.1 通則
第 4 章 模造
4.1 通則
4.1.1 本章規定適用於手積法及噴佈法 FRP 模造技術,若模造方式非為上述者須另由本中心審核認可。
4.1.2 FRP 模造由合格之工人於適宜之環境條件下施工。並依據核可之程序及適當之監督下建造。
4.1.3 建議構件與船殼積層板於硬化進行前模造成一體。但構件亦可分開模造,並經適當之設計及處理與船 殼積層板結合。
4.2 模造工場之環境條件
FRP 模造期間,應依據 3.3 所規定之環境條件。
4.3 膠殼
4.3.1 膠殼樹酯塗佈成為一均勻約 0.5 mm 之薄模,其得為一或二層由噴槍、刷子或滾輪塗佈構成。
4.3.2 第一層、第二層膠殼及依次之強化積層間之施工間隔應在材料供應商規定之時間內施工。建議各層間 之施工時間間隔儘量接近,不得有不適當之延遲。
4.4 手工積層
4.4.1 積層板不可有缺陷,如空洞、水泡、層離、樹酯不足以及不當樹酯積聚。
4.4.2 玻璃纖維材料儘可能以最少接縫安排之,同層之接縫,其搭接部份不可小於 50 mm;不同層之接縫其 相鄰之搭接部份相距不可小於 100 mm。
4.4.3 各層玻璃纖維之樹酯塗佈應使該層完全浸透。樹酯內及積層內之氣泡應以滾輪、橡膠刮板去除。各層 施工時之滾壓應小心以保持適當之玻璃纖維含量。並不需要過度將樹酯擠出,在受限區域,尖端角落及接續部 位均應避免樹酯過多。
4.4.4 積層中,(以重量計)之玻璃纖維之含量,若使用切股氈時約為 30%,若使用紗束布時約為 50%。
4.4.5 硬化劑之數量及每層強化玻璃纖維塗佈之時間間隔均應依據材料供應商之規定。對較厚之積層板,每 層塗佈時間間隔應小心控制以避免過熱情況發生。
4.4.6 積層板之最後一層需以適當的方法使表面能完全硬化。
4.5 噴佈模造
4.5 噴佈模造
4.5.1 FRP 模造以噴佈法係以樹酯及玻璃纖維同時噴佈施工。模造過程以此方式施行時應經本中心認可。
4.5.2 模造以噴佈法施工,其設備能製造成玻璃纖維含量及機械性質均一之積層板,並由熟練之工人施工。
4.5.3 模造以噴佈法施工,積層至某一厚度時,表面應定期以滾輪適當滾壓之,並去除氣泡。
4.5.4 構件以手積法及噴佈法施工時,應確保積層板強度之連續性。
4.6 夾芯構造
4.6.1 夾芯構材係由芯材及積層板結合而成,以濕潤狀態之積層板與芯材結合或以塗膠方式結合芯材與已硬 化之積層板。
4.6.2 芯材與積層板結合、芯材塊之間之結合均應有效以承受剪力或拉力。所有接頭均以樹酯、膠水或填料 填充。非結構板材之芯材,其接縫得不結合,但應錯開。
4.6.3 夾芯構材結合積層板,以一層濕潤狀態之玻纖切股氈強化料構成,平面表面使用質量為 450 g/m3者,
曲面表面使用質量為 600 g/m3者。另外預製積層板塗膠以結合芯材時,需有措施以去除兩面間之空氣。
4.6.4 夾芯構材與相鄰實体積層板間其厚度不宜突然改變或任何強度之不連續,夾芯構材厚度改變以不小於 1 比 3 之比例處理之。
4.7 硬化及脫模
4.7.1 模造施工後至少保持 48 小時,在最低+18°C 環境條件下以達成有效硬化。擬縮短硬化時間,而升高溫 度,其工作程序應經本中心認可。
4.7.2 模造結構物於滿意之硬化情況下方可脫模以避免變形。脫模作業需小心執行以避免永久變形或損及積 層板。剛脫模之積層板需有適當之支撐以使受力均勻。
5.1 通則
第 5 章 接著與固著
5.1 通則
5.1.1 船殼板、甲板、艙櫃、隔艙壁及構件等均由積層板構成,其間採一次結合或二次結合方式連接則視模 造構件尺寸及工作程序而定。積層板盡可能以連續製程製成。接連兩積層間之施工應減少遲延。
5.1.2 內部加強材、結構隔艙壁等,通常以二次結合與船殼板連接。二次結合係指積層施工於業已硬化之結 構表面。
5.1.3 各個模造構件之組成以及任一屬具連接主構件,可採接頭結合、機械固著或兩者皆用方式。
5.2 切股氈連接
5.2.1 積層板之表層需二次結合時,結合積層之第一層一般應使用紗蓆。二次結合處業已硬化表面應打磨且 適當處理之以免附有油、污點、臘及灰塵。足量之樹酯塗於業已硬化表面後覆蓋第一層紗蓆再施以樹酯。該結 合應小心進行以免發熱效應造成收縮或變形。
5.2.2 T 形接頭一般用於構件間以氈合結合者,接頭雙邊角偶處應適度增加積層。若 T 形接頭之另一邊因通 路困難無法施工,則可採用 L 形接頭,但應適度增加角偶處積層之寬度及厚度。
5.2.3 氈合積層板之總厚度及 T 形接頭搭接尺寸應依圖 I 5-1A 至 5-1C 所示者。為減少縮收之影響,在加強 材與積層板之間預留一小空隙,以樹酯補土或可壓縮材料予以填充。
5.2.4 其他氈合之 T 形接頭例如圖 I 5-2A 至 5-2E 所示。該等圖示適用於單板結構或夾芯積層板以及內構材 之三夾板及木材。
(a) 圖 I 5-2A 所示為一承受重荷或震動構件之標準連接方式,如主機桁材、隔艙壁等。船殼板應以追加 積層方式於連接處增加厚度及分攤負荷,構件安置於濕潤之加強材上,必要時填加適當量之樹酯。
(b) 非(a)所述之構件其連接方式如圖 I 5-2B 及 I 5-2C 所示。低密度芯材或樹酯糊應使用於角偶處。
(c) 對三夾板及木材構件而言,為增加連接之品質,於切股氈積層前在結合面先塗一層薄樹酯。並沿著 結合區域以適當間距鑽洞將加強料填滿該等孔洞以形成固著作用,如圖 I 5-2D 所示。
(d) 圖 I 5-2E 所示為構件栓在雙角材之 T 接頭。先以適當模板積層結合成一角型,移開後,另一角型以
(d) 圖 I 5-2E 所示為構件栓在雙角材之 T 接頭。先以適當模板積層結合成一角型,移開後,另一角型以