提高船舶傾斜試驗準確性和可靠性的一種方法

許曉玲

(中國長江航運集團南京金陵船廠設計公司,江蘇南京 210015)

0 引言

傾斜試驗是檢驗設計時重量、重心計算正確程度的一種方法,其目的是為了確定船舶重量和重心位置。因為在船舶設計階段所得到的重量和重心位置,與船舶建成后的實際重量位置往往有一定的差異,故在船舶建成以后都要進行傾斜試驗。傾斜試驗是船舶所有的試驗當中一個非常重要的項目,需要生產管理部門、車間和設計部門幾方面共同協作才能完成。我廠每年開工建造 30多艘船,完工交付20多艘船,每艘首制船都要做傾斜試驗,在批量船中平均每 4艘船就要做 1次傾斜試驗,設計部門要花費一定的時間和人力多次頻繁參與試驗,因此必須認真分析總結前期所做的傾斜試驗的情況,探索一種新的方法,這樣不僅保證并提高這項試驗的準確性和可靠性,還可以降低批量船中船與船之間該項試驗的誤差值,提高其精確性。作者根據本廠多年傾斜試驗的做法,參考一些相關資料,借鑒同行的有益經驗,摸索出一種提高船舶傾斜試驗準確性的新方法,并在近幾年建造的 40艘 1 100TEU集裝箱船中 1/3船舶所做傾斜試驗中實際運用,取得了成功,有效地提高了批量船傾斜試驗的準確性。

1 前期準備工作

1.1 氣候條件和試驗環境

試驗應選在良好的天氣下進行,風力一般不大于蒲氏二級。試驗地點應選擇平靜水域的遮蔽處所,試驗時應注意風向和水流的影響,盡可能使船艏正對風向和水流方向,在我廠則可選擇舾裝碼頭,船應離開碼頭數米遠。

船舶在試驗過程中應處于自由漂浮狀態,不應觸及任何障礙物;不能妨礙船的橫傾,系纜必須放松。

1.2 試驗前準備工作

(1)試驗前首先要上船檢查該船的完工情況,船上所有的設備和裝置是否正確安放到位。為了形成足夠的傾斜力矩使船能產生 2°～4°的橫傾角,一般把握移動重量的總重量約為船舶排水量的 1%～2%,移動的距離約為船寬的3/4。1 100TEU集裝箱船的移動總重量取120t,移動距離為15m;檢查試驗壓鐵是否已按試驗方案的要求平均分為 4組,置于艙蓋上的兩側,擺放在劃線的區域內。每堆分別注上A、B、C、D字母和實際稱重并顯示有船檢認可的鋼印標記。

(2)其他與實驗無關的工具和物品必須從船上移去,機器和管路中的潤滑油、液壓油除外;清除所有油水艙中的液體,空艙和污水井都應保持干凈,無雜物和廢物;甲板上不可有水或冰雪積聚。

(3)除此以外,應盡量減少多余重量及不足重量,如果有沒有及時移走的或需要留在船上的物品,則應將其每項的名稱、重量及重心位置詳細記錄,以便將試驗結果修正到完工狀態。

(4)船上的起重機吊臂及救生艇等可以搖動、滾動或懸掛的裝置、設備及物品均應加以固定,機器應停止運轉,與試驗無關人員均應離船。

(5)所有機械設備應盡量處于可工作狀態,即管路及系統內的油水加注到位,但須關好閥門。

(6)試驗需用的壓載艙應檢查壓載水是否按要求壓滿,壓滿的標準一般要求從透氣帽中能夠看到水。其他水艙都應為空艙,以消除自由液面的影響,如有自由液面則應查明其高度值,以便對試驗結果進行修正。機艙內艙柜油水應測深,并將結果記錄在表格中。

(7)試驗時該船的原始橫傾角應盡可能小于0.5°,縱傾值不超過1.4m(約船長的1%)。如果縱傾值大于1.4m時,就要使用帶縱傾的靜水力表。

(8)檢查試驗需用的擺錘是否按要求掛好,通常在船上應設置 2～3個擺錘,分別裝在船的艏部、中央和艉部。假如幾個擺錘所得的數值不一致,則應取其平均值。為了減少測量誤差,懸掛點至表尺的垂直距離應盡可能取得大些。本船艏、艉各設置1個擺錘,懸掛長度約為 6m,并用細繩系牢,分別懸掛在第 1貨艙和第 4B貨艙,從橫艙壁上焊支架懸掛下來,水槽長度為 1.0m,擺錘須浸沒于水槽中,其目的是使擺錘能迅速停止擺動,便于讀數。水槽上裝有水平標尺,標尺與水槽要綁牢,以免試驗中晃動,當船橫傾時,可在標尺上讀出擺錘的移動距離。

(9)在傾斜試驗開始以前,應由船東代表和船檢(GL)驗船師對船舶作全面檢查,確認船舶已符合傾斜試驗的要求。

(10)整個試驗應由一人負責指揮,參與試驗的其他人員均服從其指揮。負責觀察讀數和記錄人員應認真負責相互配合,報準讀數記對數據。

(11)上述試驗前的各項準備工作就緒后,由船東、船檢和船廠代表乘坐小艇(或小木船)靠近船舶兩舷的艏、舯、艉部的水尺標志處,準確測量其吃水值,同時測量試驗水域的水的密度、溫度和當天的空氣溫度,全部記錄在案。

2 傾斜試驗

試驗開始時,應聽從指揮者的命令,當聽到哨聲響起,一聲“開始讀數”時,艙內的兩組人員就立即開始讀數并記數,在讀(記)取10個數據之后立刻通知指揮者“讀數完畢”,意味著第 1組數據完成。需要注意的是在讀數期間,為確保準確性,船上的工作人員包括船東、船檢和其他工作人員等均不能隨意走動,應被安排在船中心線上固定的位置處,在以后的每次讀數期間,都應當回到原位置。讀數結束后,指揮者通知起重工吊運壓鐵,在每次搬運結束后,吊車臂也必須返回到原處,保持最初的狀態。在艙內的讀數人員要不時地檢查擺錘,避免因為細繩被拉伸后擺錘觸到水槽底部,影響讀數的準確性。

為了提高試驗結果的準確程度,應對被試驗的船舶重復傾斜幾次,即在試驗時需按一定的次序將船上各組重量重復移動多次。本船移動壓鐵按圖 1所示次序左右移動 8次,共須讀取9組讀數。

圖1 壓鐵位置移動順序圖

檢查各次振幅均不應偏離平均線,否則應立即查找原因。

最終試驗完成后,該試驗數據遞交船東和船檢(GL)簽字認可,然后編制試驗報告。

3 試驗數據對比

在這幾年建造的40艘1 100TEU集裝箱船的1/3船舶所做傾斜試驗中,任意抽取做過傾斜試驗的 3艘船,對它們的試驗報告數據進行了對比,其結果見表1。

表1 試驗數據比較表

從表中可以看出,無論是空船重量還是重心坐標都是非常接近的,小量差距都在規范允許范圍內。