船舶在修理过程中船体的变形及控制

发表时间:2021/2/19   来源:《基层建设》2020年第27期   作者:徐锡鹏
[导读] 摘要:在对船舶进行修理的过程当中,可能会受到船舶结构等的影响造成船体的变形,一旦船体出现了变形的现象,直接影响到美观度,另外也有可能造成船舶的使用寿命大打折扣,甚至会造成安全事故,因此必须要针对船体变形的原因采取有效的控制办法,才能够保证船舶的正常使用。
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        摘要:在对船舶进行修理的过程当中,可能会受到船舶结构等的影响造成船体的变形,一旦船体出现了变形的现象,直接影响到美观度,另外也有可能造成船舶的使用寿命大打折扣,甚至会造成安全事故,因此必须要针对船体变形的原因采取有效的控制办法,才能够保证船舶的正常使用。
        关键词:船体改装;变形控制;质量控制
        一、船舶变形的危害分析
        在进行修理的过程当中,如果船舶的船体出现了变形的现象,那么将会有很大的危害,具体而言包括以下两个方面:一方面,影响到美观度以及船舶的性能。在对船舶进行修理时,可能会由于中垂变形直接影响到船舶主机或者是轴系的正常运行。一旦主机不能够正常的安装或者是使用那么将会造成船舶的符合力度不断下降,甚至会出现漏油或者是漏水的现象,这样不仅影响到了船舶的美观度,另外也会造成船舶的总体性能不断下降,影响到了船舶的正常使用。另一方面,由于船舶变形引发安全事故。如果船舶的主体出现了变形的现象,不仅会造成船舶阻力的增加,而且还会影响到船舶的航行速度。甚至会造成各种构件的变形,最终影响到了整个船舶的安全性能,容易引发一些安全事故,不仅造成了财产的伤亡,而且势必会造成人员的损伤,影响到了船舶行业的进一步发展,也会造成安全生产工作受到很大的威胁。
        二、船体结构变形分类及说明
        1.大开口工艺孔作业而引起变形
        一般情况下,大开口的位置主要集中在夹板、旁板及船底,如开设于甲板的孑L过大而容易造成舱口围变形,而船体如在净水浮态下则存在左右内所变形。从船舶设计角度来讲,在船舶实施改装中存在20%的中纵强度富裕。
        2.持续受力构件改造中的整体强度受损而引起变形
        如船体纵向构件被破坏后,使得其总体强度弱化而致使整体结构发生形变。从船体维修来讲,受力构件切割包括局部切割与完全切割,如在增加舱壁时,横断面局部切割则引起变形发生。对于该种问题,如通过切断船体而加长的改装,实际维修中应重点关注断面附近区域的局部变形问题。
        3.连续工艺孔而引起的变形
        连续开孔是船体改装与维修中常见工艺,尤其对于船舶双底、双克及甲板等位置,这种系列化的开孔方式会对船体造成连续性的变化,容易造成对船体受力结构的大面积破坏,造成大面积变形存在;而这种变形控制在实际维修与改装中很难控制与避免,如变形过大,而可能造成船体结构尺寸及安全带来问题,对船体质量及后期检测验收带来极大隐患。
        三、船体变形控制措施
        1.局部的变形控制
        船体局部变形往往发生在某个部位,并且一般暂时不会影响船体的正常使用,或者是整体上尚未超出规范的要求。但是如果局部变形不能及时消除,将会导致更严重的变形,最终造成船体整体的改变。所以必须对局部变形予以控制。局部变形控制的方案可简单分为结构上合理临时的破坏和永久性扶强。
        2.工艺孔位置和大小合理选择
        要控制船体改装修理过程中的出现的变形,其中的主要一点就是要控制工艺孔的合理开设。工艺孔开设的基本原则是能不开的就尽量不开,必须要开的要尽量开小,而且要综合考虑工作区域的现有结构。在必须开工艺孔的这些区域要选择其中的结构强度弱化相对较小的地方,如靠近主要的强力构件的位置。另外要选择和船体的总体骨架类型相同的方向进行工艺孔的开口,如纵向的骨架船体,工艺孔最好要沿船长的方向开。并且在开口的过程中要提高操作精确度,使工艺孔的尺度尽量缩小。当需连续的开设工艺孔时,要选择间断或“跳帮”的形式进行开设。具有类似油轮骨架的船舶,要尽可能地避开在横舱壁上开设甲板或者旁板工艺孔的操作。工艺口开设的标准是在一个货舱的长度范围之内,工艺孔的开设长度不能大于货舱长度的三分之一。


        3.船舶的变形时的应对方案
        当船舶出现变形时可采取应急应对的预案可解决轻微的变形问题。当发生局部变形以后,首先要找到产生变形地力较集中的地方,以便来提高周围的构件强度。当船体产生整体变形后,在改装修理和切割的过程中,要依照先主的构件,后次要的构件的次序。然后根据数据的记录进行比对,当发现有变形产生时,要立即采取相应的应对措施,以防止变形扩大和持续。首先分析数据进行判断是局部变形还是整体变形。若是整体的变形,则要立刻停止进行的所有切割动作,然后分析变形源头,当采取有效措施以后才能恢复施工。整体变形判断要在主体数据比较之后超过千分之五时。当改装过程中发现船体的局部尺度偏移时,则要立即在周围的区域先停止切割,然后采取局部开刀和千斤顶推拉等方式来修正构件和板材发生的形变,当板材及构件焊接工艺完成了85%以上的总工作量之后,才能进行下一个程序的作业。如果发生的是整体变形,则务必先停止整船区域切割焊接的工作,并核查形变的来源,并进行相关的补救措施之后才能恢复施工。一般情况下首先要确认外板与主甲板等的尺度的变化量,当修正变形量以后,再加装和旧有构件,比如骨材、肋板和肋骨等相同尺度的相应的临时扶强材。然后再次核查整体船体的尺度参数,在确认了在其范围内之后方能采取后续的措施。
        4.船舶变形的质量监控
        首先,政府要加强对船厂管理的力度。各级的船检机构都要加强对船厂的监管力度,预防在建造过程中出现船舶的结构性缺陷,避免小船厂的无图纸造船,有图但不按图制造、偷工减料、私自更改船舶参数如货舱口的长度和宽度等现象的出现,从根本上严把船舶的质量关,杜绝不合格船舶出厂流入市场。其次,加强检查和监督的力度。主管部门要加强对下面各级船舶的检验机构监督检查的力度,凡是出现机构不按照规范的规定进行船舶检验的,要视情节的严重程度进行暂时或者永久性取消其检验机构检验发证的资格,情节严重的要追究主要责任人的刑事责任。第三,合理装载。对于一般船舶来说,货舱区域结构没有经过特殊的加强,因此不能装载无法落舱的那些超大物件。因为这些超大物件在装载时由于无法落舱,势必就要放置在舱口的围板上,这时只有两个点着力,会致使舱口围板的局部超载而出现局部变形,比如下陷和扭曲,严重者可能造成舱口的围板和甲板脱焊。另外,在运载机器及钢材类比重大的一些整件或者捆装的货物时,要注意防止局部的应力集中,因此这类货物的下面要做相应的一些垫舱处理,尽可能地使载荷均匀分布。在装运比如石子及黄沙这类大宗的货物时,要注意装卸的顺序,并按配载手册要求来进行货物装卸,防止因应力集中造成变形,甚至船舶的断裂事故。
        5.变形的检测与预防
        变形的检验就是通过测量、勘查等相应的技术,将船舶的各构件实际的状况与船舶的检验规范中规定的标准进行比较,从而确定船舶的构件和材料是否要修理或是更换,从而了解整个船体的健康程度。它是保障船舶正常运行的一种重要手段。检测形式分随船检验和码头检验两种。随船检验就是由检验人员在船舶的运行过程中进行的检验,这样可以更明确船舶实际运行现状,从而更好地掌握其变形程度,也可通过船舶运营作勘验前航行试验,即试航。检查船舶的整个动力装置以及航行中船舶设备的各项性能和设备间相互协调与配合情况,发现在面上不易发现而实际航行中容易显露的毛病,以及由于船舶的设计或者是结构的不合理而引起的缺陷,从而使其更加合理。码头检测是等船舶到港并停泊在码头后,检验人员再上船检测。
        结语
        经历了数十年的变化发展,中国船舶事业有了飞速的发展。船舶的修理和改装业务已从造船生产的从属地位上升到成为社会发展的一种重要的支柱行业。而在船舶的检验与海事的管理过程之中,常常会出现一些船舶发生变形的情况,比如甲板的波浪变形、甲板和骨材间脱焊、舱口的角隅处开裂变形、舱口围板发生的扭曲变形以及货舱口区域周围的变形等从而导致船舶的艏艉会上翘或者下跌变形等。因此,针对不同的变形原因,要采取有效的预防措施,通过具体问题具体分析处理才能够更好地对船舶进行修理,避免出现船体变形的现象,延长船舶的使用寿命。
        参考文献:
        [1]李丽舒.铝合金船体焊接变形及其控制措施探讨[J].科技创新与应用,2017,(32).
        [2]李洋钢.浅谈船舶建造中船体变形与控制[J].中国高新区,2017,(14).
        [3]吴漪,杨启,王美飞.船体大面积换板变形分析[J].中国修船.2007,12(20):156-158
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