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摘要:随着社会经济和国际贸易的发展,船舶在国际运输中的位置越来越重要。随着船舶行业的发展,船舶承载能力不断增加,大型散货船在运输中有着重要作用。近几年,大型散货船事故频繁发生,相关组织和机构要求散货船质量的提高。因此,加强大型散货船事故的分析,对其事故原因深入的探究,了解船舶事故中船体的损伤。文章中结合大型散货船船体损伤的情况,分析事故发生的直接原因,并且提出针对性的防范措施,以供参考。
关键词:大型散货船;船舶损伤事故;原因;对策
大型散货船在世界上航运中有着重要的作用,航行在大洋大海中,承担着各种类型货物的运输。大型散货船有着多种类型。目前,大多数的散货船船体结构是单壳结构,在舱口盖、管系、甲板、船底结构等位置很容易出现损伤,并且舷侧外板是其事故发生率最高的位置。因此,应当加强大型散货船船体损伤事故的分析,根据船体损伤的位置,分析其事故发生的原因,并且探究其防护的策略,采取有效的措施,保证散货船运行的安全。
一、大型散货船船体损伤事故分析
1、船舶管理不合理。首先,在船舶管理的过程中,配载、压载以及装卸货物的顺序等存在不合理的情况。大型散货船的船体中,其总纵强度影响着船舶的重力和浮力分布,船体的局部强度决定着货物、油料等分布情况,是否符合船体结构的承载能力。船体的扭转强度对于船上的重物分布有着直接影响。因此,散货船的货物配载、压载水和装卸顺序等出现不合理,必然会给船体的强度造成影响,出现变形和损坏情况。其次,缺乏有效的防腐措施。大型散货船长期的航行中,其顶边舱、底边舱和压载水舱的内部结构会出现一定程度的腐蚀情况,导致内部不少构件失去作用。顶边舱出现穿孔现象,边舱的横板出现漏水问题。货舱内涂料脱落,腐蚀问题比较严重。这些严重的腐蚀位置会造成船体更大程度的腐蚀,造成船体结构的损坏。最后,检修工作不合理。在船舶维护的过程中,船体强度维护的观念比较薄弱,船体结构的检查和维修不被重视,腐蚀部位,焊缝裂缝等轻度损伤被忽视,不能够及时采取应对措施,在受到外力作用时,造成一定程度的损伤,产生大范围的结构破坏。
2、船体结构设计缺陷。在船舶船体损伤事故中,船舶管理不善是重要的因素。在大型散货船船体损伤中,不少船体的损伤位置相同,并且修复后出现反复的损伤,经过相应的分析,了解造成此种问题出现的主要原因,在船舶船体机构设计中存在缺陷,设计过程中强度不足,导致船体受到外力出现反复的损伤。
二、大型散货船船体损伤的结构分析
1、舷部水线位置的结构损伤。以往的观点认为,舷部水线接近中和轴,其弯曲力较小,只需要考虑水压问题,因此,采取比较弱的横骨架式结构。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆事实上,舷部水线附近有着复杂的剪力和局部作用力,并且受到总弯曲剪应力、扭转和砰击剪应力的影响。在众多作用力的影响下,很容易出现扭曲和变形。
2、货舱口之间的甲板损伤。当货舱口和横舱壁之间的距离超出货舱口的宽度时,通常采取横骨架式结构,其横梁较小,通常没有纵桁。舱口和横舱壁之间的距离小于舱口的宽度时,通常采取纵骨架式结构,采取较小的甲板纵骨。船体扭转变形的过程中,在底部和边舱区域有较厚的钢板,其剪应力较小,但是在此位置只有一层薄甲板,扭转剪应力增加,造成甲板的损伤。
3、横舱壁的损伤。在散货和压载水侧的压力下,舱壁会产生一定的弯曲变形。隔舱在装载货物时,货物的重力是导致底部下凹,空舱一侧由于水压的作用力出现底部上凹。横舱壁底部受到相应的剪力和弯曲力作用,出现裂缝。舱壁破损进水之后,底部裂缝会扩大,导致相邻货舱出现进水情况。船舶在纵摇的过程中,使得舱壁加速破坏。
三、大型散货船船体结构改进措施和建议
1、改进措施。第一,采取双层舷结构。此种结构能够有效提高舷部水线附近的抗剪切能力,将顶边舱和底边舱牢固的连接在一起,有效的消除不同步造成的扭曲变形,保证舷部的强度。同时,双层舷货舱,其内部比较光滑,并且有利于防腐蚀措施的开展。同时此种结构也存在一定的缺点,如货舱容积减少,增加的船体结构重量。双壳体结构中,内部结构和海水的接触面积增加,导致防腐蚀任务加重,稍有不慎就会造成新的结构损伤,导致船舶使用寿命的缩短。第二,加强单层舷结构的改进。在横骨架式舷部结构中,针对其存在的问题,采取有效的改进措施,在舷部的上下边舱之间,采取纵骨式结构,能够克服其存在的问题,保证舷部的强度。加强边舱内肋骨的牢固连接,有效避免不同步原因造成的变形。另外,根据大型散货船船体的损伤问题,加强货舱口甲板结构的改进,布置相应的横梁,加强横向框架的连接,避免扭转变形问题的发生。在横舱壁加强的过程中,在上下两个相邻肋板上设置下台座,在顶部设置上台座,有效增强舱壁底部和顶部的强度。
2、建议。在大型散货船船体损伤对策探究的过程中,应当注重损伤下船体结构的破坏原理。如点蚀损伤来说,应当从起点蚀分布和几何特征,采取可行的评估方式。在腐蚀模型研究的过程中,注重腐蚀损伤下船体结构可靠性的研究,明确其破坏激励,构建具有高实用性的腐蚀模型。明确腐蚀和疲劳交互影响下的船体结构失效机理,通过相应的数值计算和验证,开展相应的分析工作。加强船体结构疲劳损伤的可靠性研究,针对一些问题开展深入的探究,如疲劳裂纹的扩展规律、裂纹尺度的临界值研究以及环境对于疲劳的影响等。结合相应的损伤勘验数据,开展船体结构可靠性的峰分析。船舶船体结构由于腐蚀和疲劳损伤等复杂性因素,船体运行环境的特殊性,应当科学合理地将实勘数据引入可靠性分析方法中,通过理论和实船验证的有效结合。构建相应的实船腐蚀和疲劳损伤数据库,打破数据有限的现状,有利于船体腐蚀模型的构建,并且为可靠性评估提供有效的数据。通过该数据库的建设,实现船舶船体结构安全的有效评估。
四、结语
随着船舶行业的发展,船舶的排水量不断增加,船体的扭转强度增强,成为大型散货船面临的重要问题。在大型散货船运行的过程中,多方面因素造成其船体出现损伤,如腐蚀、疲劳以及设计等因素,都会造成船体相应部位的损伤。根据船体损伤的部位以及原因,开展分析,并且采取相应的改进措施,并且提出几点有效的建议。通过采取有效的改进措施,改善船体损伤的现状,并且加大船体结构的研究力度,促进大型散货船船舶行业的发展。
参考文献:
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[2]吴梵,滑林.腐蚀、疲劳损伤下船体结构可靠性研究现状与展望[J].中国舰船研究,2017,12(5):52-63.
论文作者:丁海军,焦长青
论文发表刊物:《防护工程》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/2
标签:船体论文; 损伤论文; 结构论文; 船舶论文; 散货船论文; 货舱论文; 事故论文; 《防护工程》2018年第17期论文;