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摘要：船舶营运中，维护和保养船体结构中每一个部件都是非常重要的。本文简要介绍了有关船舶强度的概念及其受影响的主要因素，提出在船舶营运中应重视船体结构的维护检查保养等方面的措施，以减少不当使用引起船体结构损坏而导致的事故。
关键词：船体结构；船舶运营；维护检查
1引言
随着船舶向大型化、高速化发展，特别是大型散装船、超级油船、大型集装箱船等投入运营，加上船舶服役年龄的增加，船体强度问题已是一个不容忽视的问题。因此，对船体结构进行维护保养是是船舶营运不可缺少的一部分，需要船员充分了解船体结构强度。虽然无法避免船体腐蚀且其日常维护保养工作容易受到各种客观或非客观因素限制，但仍然不能忽视船员在船体结构维护中作用。
2船体结构强度概念
2.1船体强度
船体强度主要是指船体结构对内外作用力的抵御能力，其主要包括横向强度、局部强度、总纵强度及疲劳强度等。其中横向强度是指船体结构抵抗船体横向变形或歪斜的能力，而存在这种现象主要是由货物重力、静水压力及波浪冲击力所致；局部强度是抵抗船体结构中舱壁、甲板及舷侧局部等部分结构或某个构件所引起的破坏或变力的能力；总纵强度是将整个船体结构看作是空心变断面两端自由支持的一根梁，以此来抵御总纵扭转、总纵剪切及总纵弯曲的力矩；疲劳强度是船体结构抵抗各种运动惯性力和不断变化的波浪力等所造成的疲劳损伤能力。如穿过的舱口角、肘板趾端、骨材端点和部面几何形状突然变化的不同方向构件相交、折角及开口等，极易受到疲劳损伤容易导致变形、开裂等。
2.2船体载荷
在营运过程中，船体会受到多程载荷力，其主要包括运动惯性力、货物（干货、液货）压力、货物与环境温度载荷、静水浮力、液货晃荡力、风力、冰力、波浪力及拍击力等，同时还包括事故载荷力，如爆炸、碰撞、火灾等。
3影响船体结构强度的因素
3.1腐蚀疲劳
导致船体腐蚀有多方面因素，常见因素即制作船体材料受到环境因素被破坏或发生变质，因此船体材料耐腐蚀性建立在环境因素基础上。制作船体材料多为钢材，而钢材也分为碳钢和低合金钢。从暴露实验结果得知，上述两个钢材在世界各个海域腐蚀并没有较大的区别，但如果某些船只由相同材料铸造，那么船体不同位置必然也有不同的腐蚀程度。所以就可将腐蚀原因总结为不同船只会经历不同环境条件以及保护状况，但这些条件和船体设计有着紧密联系。通常船体内部环境属于海洋大气环境，一旦船舱内部存在大面积积水，船舱就会处于潮湿积水环境，由此一来船体结构就受到较为严重的电化学腐蚀。
3.2波浪冲击
波浪对船体结构的影响是显然的.轻微的影响使水线附近的船壳外板加速腐蚀，并且波浪的冲击会使外板变形.严重的是，船舶在海上航行时，风浪和涌浪各自本身或两者的综合作用都会使船体结构产生一定的弯曲、扭曲变形而形成中拱、中垂或扭曲等状态，特别是在大的涌浪中顶、顺或侧顶顺浪航行且波长接近船长的情况下，波浪持续不断和交替变化地加大船体的中拱、中垂或扭曲状态，并可能在舱内载荷分布不均匀的情况下危及整个船舶的安全。
3.3安全事故
船舶在运行中不可避免的会发生搁浅、火灾、碰撞等安全事故，严重损伤船体结构。除此之外船体也会和水下漂浮物体、碍航物体以及船闸等发生轻微摩擦和碰撞，上述事故虽然不会对船体结构造成直接损伤，然而会导致船体结构产生裂纹或出现局部变形，造成船体结构腐蚀。如果没有及时修复船体结构，那么随着时间的延长会增加腐蚀程度，使船体结构强度受到严重影响。
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4船体结构维护
虽然船舶设计建造之后的强度已经固定，但如果使用操作和维护保养不当，则会加速折旧，缩短使用寿命，甚至造成结构故障，诱发海事.因此，船员尤其是高级船员在船体结构维护保养方面有很多事情可做。
4.1加强对船体双层底舱结构区域的维护检查
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。
对于上述问题，需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。
4.2加强对船壳板、主甲板的维护检查
对船壳板和主甲板，首先要进行外观检查，看钢板是否平整，有无严重的大面积变形的腐蚀，有无出现裂纹，尤其在水仓部位的船壳板和主甲板要特别注意。货仓是应力集中区，要经常检查该处有无出现裂纹，防止裂纹扩大而引起重大事故。外观检查较为可靠的是审查测厚记录，对钢材的腐蚀程度做到心中有数，特别是进厂修理前，对哪些部位要换新，哪些部位要测厚复查都要预先定下来。高强度钢建造的老旧船舶，钢板出现裂纹的现象较多也较为分散，故检查时要加以注意。
4.3加强对船体首端区域和船尾区域的维护检查
船体首端区域重点检验的危险部位是：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。船尾区域重点检验的危险部位是：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。
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。以上部位处的损坏通常需要船舶进坞才能检验和修理；采取的技术手段通常是按相关国家造船和修船的技术标准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。
4.4加强对散、杂货船货仓的维护检查
散、杂货船的货仓经常受货物和装卸机械的撞击，或受到货物的腐蚀，其肋骨和上下肘板容易变形损坏，出现脱焊或裂纹。肋骨因两面受腐蚀，容易腐蚀超耗，一条肋骨脱焊就容易引起相邻的肋骨同时脱焊，甚至发展到整排肋骨脱焊，此时船壳板因强度不足就会出现裂纹，并慢慢扩大，有的甚至整块壳板掉到水里，货仓进水导致船舶沉没。
5结语
总之，船舶在营运过程中，对船体结构进行有效的维护和保养都起着至关重要的作用。对于船体结构的强度方面的知识，船员必须要有清楚的认识。虽然船体无法避免出现腐蚀的现象，再加上由于多种因素使船体的维护保养工作受到了极大的限制，但对于船体构件特别是应力比较集中的关键部位的维护和保养工作，船员还是不容忽视的。应定期对船体进行全面检查和维护，同时避免人为对船体的重要构件或结构造成损坏，才能确保船舶的营运安全。
参考文献
[1]刘巧明.船舶维护保养中的油漆维护[J].交通科技，2010（S1）：86-88.
[2]张岩.含腐蚀损伤船体结构屈曲评估方法研究[D].大连理工大学，2011.
论文作者:王刚,宋杰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年5期
论文发表时间:2019/7/10
标签：船体论文; 结构论文; 强度论文; 船舶论文; 裂纹论文; 甲板论文; 部位论文; 《建筑学研究前沿》2019年5期论文;