刘大鹏 朱代彬 刘锋
江苏扬子江船业集团公司 江苏泰州 225300
摘要:随着船舶业的发展,船舶的服役时间不断增长,大型集装箱船和油船的数量逐渐增加,船体的强度已经成为海事界重点关注的问题。经过调查显示,因为船体结构导致的航海事故比例比较高,为了尽量降低这一比重,应该高度重视船体结构的强度性能,加强船体结构的日常维护和保养,最大程度确保船舶的营运安全。本文首先阐述了船体结构强度的概念,然后分析了影响船体强度的主要因素,再次论述了船舶营运中船体结构的日常维护措施,最后提出了船舶检查中的注意事项。
一、船体结构强度的概念
船体结构强度指的是船体结构抵御内外部作用力的能力。船体强度主要分为四个部分:第一,横向强度。横向强度指的是船体结构抵御船体横向变形的能力,导致船体横向变形的因素主要有货物重力过大以及海浪冲击所致;第二,局部强度。局部强度指的是抵御船体结构中甲板及舱壁等部分结构引起的破坏的能力;第三,总纵强度。总纵强度指的是将整个船体结构看作是空心变断面连段自由支持的一根梁,以此来抵御总纵扭转和总纵剪切的力矩;第四,疲劳强度。疲劳强度指的是船体结构抵御波浪力和船体运动惯性导致的疲劳损伤的能力,比如骨材端点等部分突然发生变化向构件折角等,就非常容易受到疲劳损伤而造成变形等。
二、影响船体结构强度的主要因素
1.腐蚀、疲劳以及保养不到位
船舶营运中会经常与海水及其他有害物质进行长期接触,加速了船体结构腐蚀的速度,在加上海浪、天气以及船舶自然消耗的影响,船体结构极容易出现损伤。如果船员没有对船体结构进行定期养护,就更容易导致船体的疲劳损伤和腐蚀程度。如果船体结构腐蚀严重,就会导致各种构件锈穿,降低部件的强度,情况严重的甚至还会导致船体断裂甚至沉没等重大安全事故。
2.波浪冲击
船舶在海上航行时受到波浪的冲击是必然现象,波浪的冲击会加速水线附近船壳外板的腐蚀和变形速度;在风浪和涌浪的综合作用下甚至会导致船体结构发生中拱和中垂弯曲等现象,进而改变应力,造成整个舱内荷载分布不均匀从而严重降低船舶行驶的稳定性和安全性。
3.安全事故
船舶发生碰撞、触礁、搁浅等安全事故时也会导致船体结构受到严重损坏。水下的各种漂浮物体也会与船体结构发生接触,这种接触虽然影响比较小不会对船体结构造成直接影响,但是可能会导致船体结构发生局部变形甚至出现细小的裂纹,如果没有及时对船体结构进行养护,船体结构也会受到腐蚀,而且腐蚀程度随着时间的推移更加严重,极大降低了船体结构的强度。
三、船舶营运中船体结构维护措施分析
虽然船舶的强度在设计建造完成后已经基本定型,但是不正确的维护措施会加快船舶的折旧速度,导致船舶结构出现问题,缩短船舶的服役期限,情况严重的甚至还会导致海难。因此,船员需要在船舶营运中全面做好船体结构的维护措施。
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1.货物积载与装卸作业
在船舶中装卸货物时,要轻拿轻放,防止对船体涂层造成局部损坏,将货物堆放到船舱之后要对其进行固定,防止货物在船舱内大幅度晃动,否则就会撞击舱口或其他部位;要合理安排货物装卸舱的顺序,严禁船舶超载,否则就会极大增加弯曲和扭曲应力导致船体结构涂层遭到损坏,进而导致船体结构腐蚀变形;做好散货的平仓工作,根据货物的总量和船舶的结构合理分配各舱的装货量;舱内堆积的货物应该左右对称,否则在航行过程中容易发生倾斜。
2.日常维护保养
船体结构通常都比较庞大,而且具有复杂性的特点,这就在一定程度上增加了船体结构保养的难度,而且船舶营运还会受到气候和航行时间的影响,船员根本不可能对船体的各个部位进行全面保养,所以船员应该将重点放在水线上部船壳、舱盖板以及甲板等应力集中并且容易出现锈蚀的部位,日常维护保养的效果直接关系着船体结构的腐蚀速度和程度。因此,船员如果发现船体结构出现哪怕很轻微的损坏和变形,都应该立即采取修补措施,否则就会增加船舶在营运过程中的发生事故的几率。
3.规避海上事故
目前海事界对那些大型破坏导致船体结构损坏的事故给予了高度重视,但是对轻微剐蹭的小事故给予的重视程度则远远不够。很多船员认为轻微碰撞不会带来严重的后果,顶多就是船体结构发生十分轻微的损坏,但是随着船舶营运时间的增长,船体的腐蚀速度就会加快,从而降低船体结构的强度,进而导致船体结构出现严重腐蚀。所以在船舶营运和养护过程中,船员应该要尽量避免各种大小事故发生的几率,发生任何程度的事故都给予高度重视,检查船体结构是否发生损坏以及损坏的程度,哪怕只是破坏了一点涂层,也应该马上采取补救措施,如果自身无法解决则应该向维修部门求助。
4.大风浪航行
船舶在正常航行时难免会遇到各种类型的风浪,船体结构在遭受风浪时会出现周期性变化。在大风浪影响下,扭矩和弯矩就会出现疲劳损伤,导致船体结构出现断裂等情况。如果船上装有货物在情况下受到风浪的影响就会导致船壳板的内外压力发生剧烈变化,从而增加货舱舷侧肋骨的挠度,进而增加船壳板内部各种的应力,这种情况对新船的影响比较小,对老船则会带来极大影响。
四、船舶检查中的注意事项
1.检查货舱
货舱比较容易受到装卸机械和货物的碰撞,而且货舱是应力集中的部位,经常会出现裂纹,而且肋骨位置容易出现腐蚀或者脱焊的情况,如果没有对裂纹及时进行修补,裂纹就会逐渐扩大,情况严重时整个壳板都会掉进水里,货舱一旦进水就会极大增加船舶沉没的几率,所以必须要经常检查货舱。
2.检查主甲板和船壳板
检查钢板是否平整、是否存在裂纹或者大面积变形情况,有的裂纹比较分散,所以在检查过程中必须要细致认真。做好检查的记录工作,记录钢板的腐蚀程度,这样在船舶维修时才能做到心中有数。
五、结束语
综上所述,船体结构的维护措施对船体结构的使用寿命有直接关系,船员要充分熟悉船体结构强度知识,加强对船体结构的养护,特别需要加强应力集中部位的维护。
参考文献:
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论文作者:刘大鹏,朱代彬,刘锋
论文发表刊物:《防护工程》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/29
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