“大慶436”油船改裝中的若干技術(shù)問題研究

宋吉衛(wèi)，趙 兵

（708研究所，上海 200011）

0 引 言

“大慶436”原油船是1984年由日本常石造船廠建造的鋼質(zhì)、單甲板、單舷側(cè)、雙底、單槳、柴油機(jī)推進(jìn)的油船，裝載閃點(diǎn) 60℃以下的原油，載重量 37314t，航區(qū)為無限航區(qū)。根據(jù) MEPC.95（46）油船種類劃分和淘汰單殼油船的時間表，該船屬于第2類油船，到2010年交船周年日只有滿足了船舶狀態(tài)評估計劃（CAS）要求并通過檢驗和簽發(fā)給符合證書，才允許在2010年以后繼續(xù)運(yùn)營，見表1[1]。因此，對該船進(jìn)行增加雙殼的改裝，即貨油艙（包括污油水艙）由原來的雙底單舷側(cè)結(jié)構(gòu)改裝為雙底雙舷側(cè)結(jié)構(gòu)形式。該船改裝前后主要要素見表2。

表1 單殼油船淘汰時間表[1]

表2 改裝前后主要要素比較

1 改裝方案

在滿足規(guī)范要求的前提下，該船改裝本著盡量保持原船原貌原功能不發(fā)生重大改變的原則，采取盡可能增大貨艙容積，簡化工藝，方便施工，降低改建成本的方案。

改裝后貨艙區(qū)自艏向艉共劃分為10個貨油艙（含污油水艙），新增的舷側(cè)邊艙全部作為壓載艙使用。改裝前的NO.1貨油艙（左/右）在增加雙殼后，容積驟減，不到原來的一半。為了便于船東使用，將NO.1貨油艙（左/右）與中間艙之間的艙壁開孔，合并成NO.1貨油艙（中）。原NO.3壓載艙（左/右）距中心線13.0m以內(nèi)，雙層底（2.3m）以上部分與NO.3貨油艙（中）合并，作為新的NO.3貨油艙（中）。由于線型限制，將污油水艙內(nèi)底抬高至5.46m，增加雙殼后的污油水艙總?cè)莘e滿足MARPOL Reg.29的最小容積（不小于貨艙總?cè)莘e的3%）要求。圖1為改裝前后的典型橫剖面及貨艙區(qū)布置比較。

圖1 改裝前后典型橫剖面及貨艙區(qū)布置比較

2 技術(shù)處理

2.1 浸水點(diǎn)位置提高

該船改裝后，貨艙區(qū)的形心縱向位置向后移動了8.9m。均質(zhì)貨滿載出港工況，艉傾較改裝前增大了1.38m。計算破艙穩(wěn)性時發(fā)現(xiàn)，在該初始工況下，當(dāng)No.5邊壓載水艙（左）、No.4邊貨油艙（左）、No.4壓載水艙（左）和No.3壓載水艙（左）同時破損時，浸水最終平衡狀態(tài)和復(fù)原力臂曲線在平衡點(diǎn)以外的正值范圍只有15.73°，不能滿足MARPOL（防污公約）的破艙穩(wěn)性衡準(zhǔn)“浸水最終狀態(tài)穩(wěn)性復(fù)原力臂曲線在平衡點(diǎn)以外的正值范圍至少20°”的要求。該船提出了兩個解決方法：其一，用壓載水調(diào)整艉傾。即在NO.1壓載艙（左/右）注入2600t壓載水，使艉傾控制在0.5m以內(nèi)；其二，抬高浸水點(diǎn)位置，即將非保護(hù)性開口位置提高。如果采用方法一，載貨量就要減少，使船舶的營運(yùn)指標(biāo)降低，船東利益受損。如果采用方法二，僅需要更換艇甲板舷窗使其達(dá)到風(fēng)雨密的要求，將非保護(hù)性開口的垂向位置從原來的艇甲板舷窗下沿升高到下橋樓甲板的舷窗下沿，增高了2.7m。這樣改裝的工作量有限，船東利益又得以保障。最終選擇了方法二，再進(jìn)行破艙計算，滿足了規(guī)范要求。

2.2 裝載限制

將#54~#57之間的原NO.3壓載水艙距中心線13.0m以內(nèi)，雙層底以上的部分并入NO.3 貨油艙（中），增加雙殼后，貨艙中部容積增大了，然而，在短途營運(yùn)工況配載時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)消耗油水（bunker）為50%時（相對于規(guī)范要求的均質(zhì)貨滿載出港工況），均質(zhì)裝載達(dá)到結(jié)構(gòu)吃水的到港工況，中垂彎矩值較改裝前明顯增大，超出了改裝前的許用值，也超出了主甲板所能承受的屈曲強(qiáng)度。考慮到該船的船齡較長，主甲板有一定的腐蝕量（測厚報告顯示，主甲板的腐蝕量為0.1~0.3mm），同時，結(jié)合該船的實際運(yùn)營情況，在保持原船主甲板不做改動的前提下，提出了限制裝載的解決方法。短途運(yùn)營，在消耗油水（bunker）小于50%時，首先將艉尖艙打滿壓載水（375t），然后才允許裝載到結(jié)構(gòu)吃水。由于受到主甲板屈曲強(qiáng)度的限制，為滿足規(guī)范要求，改裝后的海上航行靜水彎矩許用值與改裝前相同。

2.3 結(jié)構(gòu)布置形式

該船雙殼在船中區(qū)域（NO.2，3，4貨艙）寬度為2000mm。艏部NO.1貨艙因受到線型約束，為滿足MARPOL規(guī)則，內(nèi)殼往船內(nèi)偏移。為保持前后結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，在FR.63處NO.1貨艙的內(nèi)殼縱艙壁下端斜板與NO.2貨艙的內(nèi)殼縱艙下端斜板對齊，在斜板底部起第二根縱骨處折成垂直縱壁，此縱骨作為內(nèi)殼折角支撐構(gòu)件，尺寸加大，見圖2。

在距基線 5460mm 高度(原外板縱骨高度)設(shè)置水平非水密平臺，平臺下內(nèi)殼斜板延伸到距船中9960mm 的雙層底縱桁處。此平臺既可作為壓載艙的永久性維護(hù)檢驗通道（PMA），又可作為內(nèi)殼折角處的支撐。橫向強(qiáng)框趾端局部加厚，見圖3。

圖2 內(nèi)殼縱艙壁下端斜板在FR63處的前后過渡

圖3 5460平臺及內(nèi)殼斜板

2.4 改裝工藝

為減少施工工作量和材料耗費(fèi)量，改裝設(shè)計中盡可能多地利用原船構(gòu)件。雙殼橫向強(qiáng)框充分利用原船外板上的強(qiáng)肋骨腹板，再補(bǔ)齊到2000mm（雙殼寬度），見圖4。強(qiáng)框的水平加強(qiáng)筋也在原有基礎(chǔ)上延伸或?qū)樱鐖D4中剖面A-A，B-B。為方便內(nèi)殼裝配臨時定位，5460mm平臺以上的內(nèi)殼縱骨穿越孔為單面向上開口，這樣內(nèi)殼(連縱骨)可直接吊裝進(jìn)艙，并擱置安裝到相應(yīng)位置；5460mm 平臺以下的內(nèi)殼縱骨穿越孔為雙面開口，方便內(nèi)殼斜板斜向安裝到位。

貨油艙縱艙壁的垂直桁，在原邊貨油艙的強(qiáng)框上切割，使得新的艙壁垂直桁趾端止于距船中9960mm的雙層底縱桁附近處。原強(qiáng)框底部的面板FB 250×25切割后可重新利用。新的垂直桁趾端附近的實肋板局部加厚區(qū)域和此處的雙殼橫向強(qiáng)框腹板就是利用切割下來原強(qiáng)框面板的余料。加厚區(qū)域的實肋板與縱桁之間以及橫向強(qiáng)框腹板與內(nèi)殼斜板之間為全焊透焊接，見圖5。

圖4 貨艙區(qū)中部雙殼結(jié)構(gòu)及水平加強(qiáng)筋的連接形式

圖5 原強(qiáng)框切割成艙壁垂直桁

改裝施工的零部件都經(jīng)主甲板上的臨時開口吊裝進(jìn)艙的。改裝開始階段貨艙區(qū)主甲板的臨時開口寬度見圖6，長度根據(jù)不同貨艙分別確定，臨時開口切斷了原甲板強(qiáng)橫梁，見圖6。當(dāng)內(nèi)殼（連縱骨）和橫向強(qiáng)框構(gòu)件全部焊接到位后，切下的強(qiáng)橫梁構(gòu)件再分別安裝到原位，這樣可充分利用原船構(gòu)件，節(jié)省了材料。

圖6 原甲板強(qiáng)橫梁被切割成2塊

3 結(jié) 語

“大慶436”原油船是708研究所給南京油運(yùn)股份有限公司為延長船舶運(yùn)營壽命而改裝設(shè)計的單殼改雙殼油船。通過合理可行的改裝設(shè)計，盡量多地利用了原船的構(gòu)件，簡化了工藝，方便了施工，給船東節(jié)約了改裝成本。通過增加雙舷側(cè)，該船又滿足了新的規(guī)范要求，使老船得以重新出發(fā)。

[1] 王慧芳，楊忠民. IMO單殼油船淘汰計劃——MARPOL 73/78附則I/13G（經(jīng)MEPC.95（46）修正）分析[J]. 上海造船，2003, (2): 39-41.