船舶机务管理中船体重要结构损坏区域的检验和修复技术分析

  船舶机务管理中船体重要结构损坏区域的检验和修复技术  Summary：从船舶机务管理的角度出发来分析船舶（尤其是老龄船舶）管理中的船体重要结构区域损坏会造成的重大影响，本文按照船体重要结构部位的损坏分门别类进行具体分析，指出在建造或航行营运过程中这些船体具体结构部件可能会发生的损坏，并提出具体的检验和技术修复方法，以完善船舶机务技术管理工作，供广大同行们参考。Key：船舶机务管理船体重要结构损坏检验技术修复0引言航运公司或船舶管理公司在船舶的机务管理工作中，老龄船舶由于船体结构更易于腐蚀、锈蚀老化，其船体结构的损坏，尤其是重要结构区域的损害，会造成严重的船舶安全事故，这不仅会给航运安全带来重大隐患，造成船舶人员伤亡、货损以及海洋环境污染，给船东带来重大的经济损失，也会对航运业造成严重声誉损害，带来不良的社会影响。例如：1985年12月“罗浮山”轮在太平洋遇到风浪，由于货仓肋骨严重腐蚀损坏，全船100多条肋骨不同程度地脱焊，使船壳板内外鼓动，货仓进水，幸好该船钢板材质较好，加上抢救施得当，才没有造成更严重的航运安全事故，回国后立即进船厂大修。1993年3月“雪峰岭”轮由于船体结构局部严重腐蚀，主甲板与纵横梁突然全部断开，船壳板、构架大面积严重波浪变形损坏，后经大修并在主甲板下新加纵析四条才恢复使用。以上发生的船舶事故原因是多方面的，根据现场检查情来看，船体重要结构部位钢材的严重腐蚀损坏故是事故主因[1]。船舶，尤其是大型远洋船舶，在航行中船体整体结构（船体梁）一直在弯曲、扭转等载荷的作用下产生较大的弹性变形，根据不同的船型，整体或局部承受载荷的应力有所不同。通常集装箱船船体梁易处于中拱状态，纵向连续的甲板结构会承受较大的拉伸应力；而散货船、大型油轮船舶船体梁易处于中垂状态，纵向连续的甲板结构会承受较大的挤压应力。类似情况，再加上周期性货物的惯性负载、外部航行环境影响下的水动力载荷的共同作用，船舶很容易在船体重要结构部位产生损坏，尤其是一些腐蚀严重的老龄船舶。因此，这些部位在船舶机务管理工作中，航运公司的机务主管人员和船上管理人员尤其需要重点检验和关注，并应进行相应的技术维护和修理以满足国际或国内船舶技术规范的要求。以下是笔者在船舶机务管理中关于船体重要结构区域损坏的检验、修理技术分析和经验总结，供同行们参考。1船体重要结构区域损坏的检验和修理技术分析1.1船体舭部区域此区域重点检验的危险部位是：在舭部舱室与双层底连接区域，旁桁材、内底板、双层底横向肋板和及舭部横向框架之间连接处；纵舱壁与舭部舱室顶部连接处；舭部横向框架上扶强材与底部、舭部和舷侧纵骨连接处根部和趾端；舭龙骨端部区域。船舶机务管理中需重点关注的检验：新建造的船舶，注意以上结构部位的节点形式是否正确，是否使用补板或插入板封闭开孔，是否有良好的结构对中和良好的趾端包角焊；航行营运中的船舶，应注意以上危险部位各连接处是否有裂纹、腐蚀、脱焊、焊缝裂纹。技术修理：船体内底板在舭部中断，未一直延伸至舷侧，会造成极大的应力集中，因而内底板需要有良好的结构过渡。使用与肋板相同的补板或插入板封闭开孔，危险区域处內底板、肋板和旁桁材之间角焊缝，及内壳纵舱壁与平台板之间角焊缝需加强焊接，建议采用全焊透或半焊透角焊缝，加强焊缝长度不少于350mm。此外，也可采取增加扶强材和嵌入加厚板方式加强。舭龙骨端部出现裂纹，可采取端部削斜，增加扶强材的技术。1.2船体舷侧结构区域此区域重点检验的危险部位是：舷侧外板纵骨与横框架上水平扶强材连接处，尤其是在水密肋板处和舷侧折角处。船舶机务管理中需重点关注的检验：新建造的船舶，注意以上结构部位的节点形式是否正确，是否有良好的结构对中和良好的趾端包角焊；航行营运中的船舶，应注意以上危险部位的肋骨、纵骨裂纹。技术修理：补焊、腹板部分更换，或改良扶强材的趾端结构，采用软趾、软根或软趾加背面肘板的结构。对于舷顶通道内结构部位腐蚀、损坏，可以更换部件并增加扶强材。1.3船体双层底舱结构区域此区域重点检验的危险部位是：双层底结构中扶强材与内底、外板纵骨的连接处。腐蚀高发区——临近油舱的舱壁；临近油舱的双层底；临近油舱的肋板。污水井相邻纵骨的肘板处。肋板减轻孔边缘。纵骨过肋板处。测深管下端。吸水口下端。船舶机务管理中需重点关注的检验：对于双层底结构中扶强材与内底、外板纵骨的连接处，注意正确的节点形式、良好的结构对中和良好的趾端包角焊接。由于双层底较常浸没海水承和受局部强度，其余危险部位尤其注意裂纹和腐蚀。技术修理：更换腐蚀处结构件及改良连接处节点设计。对于肘板裂纹，可更换软趾端的肘板和增加肘板尺寸。减轻孔附近有裂纹，可采用覆板和减轻孔增加面板。纵骨过肋板处有变形和裂纹常见于边舱板、舷侧外板或船底板过渡处，可采用补板和全封闭垫板修理。测深管下部常见腐蚀穿透垫板和底板，可底板补焊、垫板换新，或底板部分更换加垫板换新修理。吸水口下端常见内底板腐蚀，可底板局部换新并板缝探伤。1.4甲板结构区域此区域重点检验的危险部位是：货舱口角隅处甲板板；舱口围板与甲板室连接处，靠近甲板室处的货舱口角隅板；横向甲板。船舶机务管理中需重点关注的检验：新建造的船舶，对于以上结构部位处，需要关注角隅处钢板的尺寸、板厚，过渡是否良好，可以采用尽实际可行的增大角隅半径的方法；角隅的插入板上避免任何开孔；加厚的角隅插入板与周围的薄板要过渡良好；舱口端横梁与舷侧舱内结构要对中良好；航行营运中的船舶，应注意以上危险部位的角隅裂纹；横向甲板由于积水和残余货物堆积易于产生麻点腐蚀和屈曲变形。技术修理：对于以上结构部位处，如若出现腐蚀、裂纹可进行局部换新，并进行焊缝探伤，局部强度加强的方法进行修复。1.5舱口围结构和舱口盖支撑结构区域此区域重点检验的危险部位是：舱口围板支撑肘板趾端与上甲板板的连接处；纵向和横向舱口围板顶部的连接处；舱口围板终端结构；舱口盖支撑块与舱口围顶板之间的角焊缝；支撑块下方肘板位置。船舶机务管理中需重点关注的检验和技术修理：新建造的船舶，对于以上结构部位处，可采用改良设计的方法——纵向和横向舱口围板顶部采用连续并有良好的圆弧过渡的设计；舱口围板支撑肘板采用软趾设计和加装对称面板；肘板与甲板板连接趾端包角焊应成型良好，避免咬边和切口；趾端的节点结构形式需正确，有良好的结构对中，良好的包角焊接，终端肘板与甲板之间的角焊靠近趾端处需要全焊透或半焊透；舱口盖支撑块角焊缝要焊接良好；肘板要圆弧过渡良好并最好与舱口围纵向结构连接；舱口围顶上对接焊缝要避开支撑块；航行营运中的船舶，对于以上结构部位处的腐蚀、裂纹可进行局部更换修复，并进行焊缝探伤。1.6舱内横舱壁结构、阶梯形结构和集装箱船货舱内箱角结构区域此区域重点检验的危险部位是：横舱壁水平桁、垂直桁与内壳纵壁、内底板连接处；货舱内阶梯结构过渡处；集装箱船常见于舱内平台板角隅裂纹，尤其是两个集装箱箱脚之间。船舶机务管理中需重点关注的检验和技术修理：新建造的船舶，注意以上结构部位处连端节点形式是否正确，与内壳、内底内结构要有良好的结构对中，良好的趾端包角焊接；货舱内阶梯结构过渡处在技术修理时要增加结构过渡；集装箱船舱内平台板角隅裂纹，可采用组合箱角，箱角垫板采用良好过渡的技术方法，对于嵌入式箱角可在内底板增加硬性支撑。航行营运中的船舶，对于以上结构部位处的腐蚀、裂纹可进行局部更换修复，并进行焊缝探伤。1.7上层建筑结构区域此区域重点检验的危险部位是：上层建筑内各设备支撑点，人孔门和走道门结构过渡处，各类型通风口和封闭舱室的开口处，首尾楼端壁处，船首尾端与货舱过渡区，船舷墙、导缆孔和带缆桩，所有甲板机械设备的底座、透气管、和测量管。船舶机务管理中需重点关注的检验和技术修理：对于以上结构部位处由于位置高、易于振动，海水侵蚀，从而发生裂纹、腐蚀和锈蚀，需要特别关注检验。各设备支撑点，人孔门和走道门结构过渡处，各类型通风口和封闭舱室的开口处易于产生裂纹；首尾楼端壁处，船首尾端与货舱过渡区也是裂纹经常出现的区域；船舷墙易出现趾端腐蚀，其根部甲板易出现裂纹，应及时检查修复，宜采用局部更换方法；导缆孔与支撑肘板经常会锈蚀，应注意除锈检查；带缆桩容易出现点状腐蚀、裂纹和变形，可换新和给以底板增加横梁保证局部强度。1.8船体首端区域和船尾区域此区域重点检验的危险部位是：（1）船体首端区域：船首和舷侧外板，首部挡浪板和根部甲板，船舷墙根部的首楼甲板，舷墙转角处，与甲板和外板相连接的防撞舱壁，穿过纵骨的舷侧纵桁和平台板边缘，锚机底部甲板和锚链口。（2）船尾区域：挂舵臂根部，螺旋桨影响区，燃油舱直接与海水接触船壳板，桨毂与船壳连接处，舵销开口处。船舶机务管理中需重点关注的检验和技术修理：对于以上结构部位处，由于不是经常接触海水受到侵蚀、腐蚀，就是船体应力受力较为集中的地方，容易产生裂纹、变形，需要船舶管理人员尤其关注检验，一般以上部位处的损坏需要船舶进坞才能检验和修理。采取的技术手段一般是按一定的国家造船和修船的技术及方法，进行局部换新和局部强度加强，并应进行修复后的探伤，确保修复质量。2结束语船舶在建造或营运中，船舶机务管理工作的主管人员主要是来自轮机工程技术、轮机管理专业的人员，可能会由于专业局限性的原因对船舶（尤其是老龄船舶）的船体重要结构区域的管理、维护和检修不够重视或到位，但是船体重要结构区域如果发生损坏，则不仅仅是航运公司会产生重大的经济损失，还可能会造成重大的安全事故，因此船体重要结构区域的检验和修理技术不容忽视，笔者这里抛砖引玉，和广大同行们共同探讨这个值得深入研究的课。Reference：[1]黄文灿.浅谈老旧船舶船体结构的维护[J].广东造船，1997年，第3期：15-16.[2]黄震球.船舶强度研究中的几个问题[J].武汉造船，1999年，第3期：1-4.[3]任孔愚.大型散货船船体损伤事故及对策研究[J].中国航海，1996年，第1期：45-55.[4]李文.船体结构——老龄散货船保持船级检查及PSC检查的重点[J].世界海运，2002年，第25卷第1期：20-21.[5]张锦朋，杲庆林，沈淳，龚雪根.船舶营运中船体结构的维护[J].上海海事大学学报，2006年，第27卷第2期：5-7.[6]赵耕贤，詹志鹄.船体结构损坏事故案例分析[J].上海造船，2010年，第3期：63-66，77.航海2016年6期航海的其它文章海事劳工公约全面实施拉开大幕海事保全责任险：航运保险创新的开弓箭从TheAlliance到韩进危机：是“孤立事件”还是“逻辑重复”？航运市场大萧条之殇：根源于“人性”和“认知”缺陷当事人意思自治原则在仲裁效力认定中的体现严重违法航行者应丧失海事赔偿责任限制权利 -全文完-