浅析船体结构修理中常见问题及对策袁科夫论文_袁科夫

浅析船体结构修理中常见问题及对策袁科夫论文_袁科夫

浙江欣海船舶设计研究院

船体结构在日常营运中经常会有不可抗性的改造与损坏,这也意味着及时的针对结构缺陷的修理工程的重要性。通过研究船体结构缺陷形成的主要原因,针对不同的结构特性,对不同的部位给予相应的缺陷修理方式。

一、 船体结构缺陷形成原因

良好的船体结构维持着日常营运的安全性与高性能,而复杂的结构设计却为缺陷修理造成了不可控的困难。只有足够了解船体结构的各个部位的特性以及结构缺陷的主要种类,才能进行高效的适宜的缺陷修理。船体常见的缺陷有结构腐蚀、结构变形、板材开裂等。

1. 结构腐蚀

结构腐蚀造成船体结构消耗是最普遍的结构缺陷,同时也会造成威胁性极大的严重后果。结构腐蚀主要包括电化学腐蚀、海洋生物腐蚀、应力腐蚀等,由内部因素和外部因素引发。影响最大的是外部因素,主要是由于接触外界环境。营运中海水的温度、湿度以及腐蚀性,甚至运送货物的特性,都会对船体的接触面造成腐蚀效果。内部因素是船体材料本身,只能通过选择强度、内部应力等较为合适的材料,才能将内部因素造成损耗降至最低。

2. 负荷过大

船体材料的内部应力与强度等性质共同决定了船体的最大负荷,长期承载过重的货物以及频繁的超负荷营运都会造成不可逆的结构损耗。

3. 突发事故

除日常装卸货物造成的超荷现象,在行驶过程中的碰撞、触礁、搁浅、浪损等突发事故会有更严重的船体结构缺陷。因为属于意外事故,只能通过良好的驾驶技术来避免。

4. 设计失误

设计失误是最容易避免的造成结构缺陷的原因。设计失误会使一个零部件在运行中非正常受力,会承受更大的压力与损伤,甚至造成单个零件或者整个构件的过早损坏与失效。

二、 船体结构缺陷的危害

常见的船体结构缺陷是腐蚀与变形。尤其是电化学腐蚀行为,会造成大范围的船体结构耗蚀,影响材料的水密性与完整性。量变积累带来质变,局部的结构破坏会引发整个船体的总体强度,由部分材料失效到船体报废。超荷负载与内部应力的共同作用会使相应构件变形,使船只承载能力减弱,船体结构的完整性对于整个船体的营运状态有着至关重要的作用。日常对于船体结构的修理维护,有利于及时察觉船体的不良变化,并采取方案避免损害的加速发生。

三、 船体结构缺陷的修理

船体结构缺陷的修理方法主要有补焊、改进和覆板。针对船体不同部位的特性及常见缺陷,选择最适宜的修理方式。

1. 货舱

货舱结构中的腐蚀部分必须全部割换,及时对舱内易发腐蚀的上下肘板与肋骨进行检查与整治。修理过程中要额外注意焊缝部分,及时补焊是对于焊缝腐蚀的最有效的预防和整治。而肋骨与下斜板部位的裂纹损伤,可以参考割换肋骨肘板的方式来处理,但是对于骨架无明显影响、双层板严重变形的现象,如果底板厚度没有变化,可以进行其他有效的特殊处理。

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2. 底边舱

顶边舱易生裂纹,根据裂纹的严重程度,决定处理方式。处于双层舱或者舱底与横舱的过渡带的裂纹,只需要去除裂纹,并在全焊透状态下进行焊条补焊即可。但若是板材上有裂纹,必须割换板材,可以是局部,但情况更严重时要考虑增加渡肘板。如果内部发生了小概率腐蚀或者变形,为了避免危险一定要彻底更换材料。

3. 顶边舱

顶边舱是船体结构腐蚀的多发地点,斜底板与甲板等重要构件如果发生大量腐蚀,一定要及时割换。但对于舱内纵骨水孔边缘的腐蚀与变薄现象,要进行割换范围大于300毫米的纵骨切换,减少材料损伤蔓延。顶边舱内纵骨、肘板等构件常发生变形与裂纹现象,同样是割换处理,但一定要重视割换后的局部性能增强处理。情况严重时,可以增加肘板数量与纵骨数量。

4. 艏艉部

船体的艏艉部维修处理需要仔细检查内部构件的损耗程度以及原因。如果发现了巨大裂纹或严重腐蚀现象,说明构件内部遭受严重损伤,要采取割换处理。对于撞击引发的变形等缺陷,考虑整体船体情况,购置新的构件或者对较厚的旧构件进行整合维护。务必重视螺旋桨激振引发的艏艉部构件缺陷,查明整个损坏流程,进行流程内各部位的维修维护,尽快恢复船体的初始状态。

5. 甲板结构

论覆盖范围,甲板结构在整个船体结构中占有首要位置,其结构组织极多。其中应该主要注意横向甲板条、舱口围板、舱口盖等部分的缺陷情况,尽量避免发生变形、腐蚀或者裂纹现象。甲板结构缺陷的主要解决方式是局部更换,同时应该适当增加钢板厚度,在焊接时选择强度高的材料进行加扶。如果缺陷已经严重至多处裂纹,首先找到主要原因,从源头开始彻底性的修理,避免缺陷的二次发生。

6. 外板

修理外板结构缺陷时要以外板各构件的允许腐蚀范围、程度作为参考,如果超过了外板、肋骨或端肘板的最大许可腐蚀程度,务必割换处理。甲板结构中的裂纹如果只是在内底板、裂纹载板等裂纹容许度较高的构件上,可以选择批除裂纹,使用常用的低氢焊条,进行简单的全焊处理,使其重新拼接起来,必要时考虑强材的加扶作用。局部变形可以采取校平处理和复版的封盖处理。修补裂纹缺陷时找准原因,如果是材料耐受性的原因,要更换整个外板;如果是外界原因,只需要局部的换新即可。

四、 结论

船体在日常营运时总会承受较大的环境载荷和操作载荷,进而造成结构缺陷,影响船体的安全性能以及其他优质性能。在船体的修理维护中,一定要摸清各结构的情况,做出最合适的修理与危险预防,保证船体的正常营运以及船上人员的人身安全。

参考文献:

[1]张现普.浅析船体结构修理中常见问题及对策[J].内燃机与配件,2018(14)

[2]钱文.浅析船体结构修理中常见问题及解决方法[J].内江科技,2016,37(07)

[3]孙海虹,吴秀恒,杨永谦.船舶结构维护问题的可靠性方法[J].武汉交通科技大学学报,2015,11(03)

论文作者:袁科夫

论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第9期

论文发表时间:2019/7/15

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