基于IMOA.1045新決議的引水員梯設計改進

何 濤，李 興

（廣東中遠船務工程有限公司，東莞523146）

1 前言

舊規(guī)范中關于引水員梯的布置原文大致要求為：舷梯每級踏板要穩(wěn)固地緊靠在船舷上，舷梯的下端應穩(wěn)固緊靠在平行船體長度范圍內(nèi)的船舷；軟梯的根部或近根部處以及較高幾處應以剛性方式系固在船舶結構上，應牢固地固定在船舷上以防止翻轉。

新決議A.1045中則大致要求為：舷梯與軟梯應牢固地固定在舷側以防止翻轉，軟梯的根部或近根部處以及較高幾處應以剛性方式系固在船舶結構上或基于船體結構的較近的牢靠固定裝置上。

我公司設計制造的第一條4 600 m2牲口船，船長134.8 m、船寬19.6 m，設計師在對引水員梯（包括引水員軟梯和引水員舷梯，下同）的下端固定裝置設計之初擬沿用以往35K和57K的設計方案（為使舷梯和軟梯能穩(wěn)固地緊靠船側，避免轉動，舷旁設埋入式綁扎眼環(huán)，用繩索系固在綁扎眼環(huán)上來固定梯子下端以防止轉動），考慮到此設計方案存在較多缺陷。后經(jīng)設計師反復思考，認真領悟新規(guī)范的內(nèi)容，通過與船東、船檢、設計院等多方面交流探討，最終在原方案的基礎上進行大幅改進，利用繩索將引水員梯下端與永磁吸盤自帶的眼環(huán)來綁扎固定，不僅起到了固定的作用，還規(guī)避了原方案的缺陷。

2 方案設計與實施

2.1 方案可行性分析

通過認真與船東溝通交流，仔細征求船檢意見，并詳細咨詢設計公司，說明我們使用帶眼環(huán)的永磁吸盤的方案完全符合船級社的新規(guī)范要求。此外通過與設備廠家的咨詢，得到此類永磁吸盤的工作性能：當磁鐵放在80～100 mm2(3～4inches)的鋼表面，兩者間會緊密聯(lián)結產(chǎn)生持續(xù)夾緊力，夾緊力大小約800 kg。

圖1為船舶在橫傾15°，忽略空氣阻力等其他干擾因素下理想狀態(tài)時靜態(tài)受力分析。由纜繩受力情況我們可以得到：

代入原公式N*cos15°/ sin15°* cos15°+N*sin15°=G，

N=800 kg，由此可推導出G= 3 090 kg，遠遠超過人體的重量。

當角度從15°逐漸減小到0°，sin15°數(shù)值沿二次曲線減小，cos15°數(shù)值沿二次曲線增大，通過分析，N*cos15°/ sin15°* cos15°所增大的數(shù)值遠遠大于N*sin15°所減小的數(shù)值，故角度越小所承受的載荷越大越安全，可知此方案完全可行。

磁鐵表面的稀土元素使用100年仍可以正常使用，而一艘船舶的正常壽命僅有20～30年。表面涂裝原料為環(huán)氧樹脂，可持久保護表面，在惡化的環(huán)境中亦不易腐蝕或損壞。鋼杯是磁路的一部分，在這些單位涂粉，用于防止環(huán)境因素造成的損傷。操作過程僅需手動旋轉把手角度即可實現(xiàn)吸合與脫離，操作簡單，存儲方便，更加安全可靠。因此，使用永磁吸盤固定舷梯的方案不僅能代替原嵌入眼環(huán)固定的方案，而且更勝一籌。圖2和3分別為永磁吸盤的脫離和吸合狀態(tài)。

圖1 船橫傾15°時理想狀態(tài)下受力分析

2.2 方案設計

為了方便永磁吸盤使用，我們在外板永磁吸盤理論安裝位置設計安裝了標志。以N392船為例，共設計了6個Φ300圓形內(nèi)嵌字母的標識：3個帶LD標志，LD指輕載水線，2個用于引水員軟梯的固定,1個用于引水員舷梯末端的固定；3個帶LD15標志，LD15指橫傾15°水線，使用方法與前者相同。

圖2 永磁吸盤處于脫離狀態(tài)

圖3 永磁吸盤處于吸合狀態(tài)

2.3 對比分析

2.3.1 原有外板開孔嵌入眼環(huán)方案分析

原方案是在船體外板上開孔，并在開孔內(nèi)埋入圓鋼作為眼環(huán)，在橫傾15°水線、輕載水線、重載水線三個位置分別布置。使用方式是用繩索將軟梯兩側與其相對應的眼環(huán)綁扎固定在一起，用繩索將舷梯末端和其對應的眼環(huán)綁扎固定在一起，通過此種方式可防止梯子末端扭轉，使舷梯與軟梯穩(wěn)固地緊靠船側，解開繩索與眼環(huán)的固定即可收回梯子。此方案的優(yōu)點在于價格相對低廉，操作簡便。但存在諸多缺陷：（1）眼環(huán)內(nèi)側及凹槽內(nèi)側在制作初期焊接與噴涂油漆均極為不便，伴隨船舶使用年限的增加，不僅油漆會因繩索摩擦而損壞，而且眼環(huán)及開孔內(nèi)部后期補涂油漆無法做到全面，眼環(huán)會因腐蝕遭到破壞，存在斷裂風險；（2）在外板開孔并焊接，焊接后焊縫部分與外板所含元素的差異、硬度差異和熱脹冷縮形成的局部應力，在海水的作用下，靜止應力腐蝕（SCC）速度加快；（3）外板開孔、眼環(huán)制作、設計協(xié)調(diào)等工序增大了工作量，增加了員工工作負荷和協(xié)調(diào)難度。

2.3.2 新的永久吸盤代替原嵌入眼環(huán)方案分析

新方案僅需制作永磁吸盤理論固定位置標志，各標識圖中均有說明。使用過程中永磁吸盤放置于標識位置，永磁吸盤上方自帶眼環(huán)，此時用繩索將軟梯兩側與之相對應的眼環(huán)綁扎固定在一起，用繩索將舷梯末端與之對應的眼環(huán)綁扎固定。當需要收回軟梯時，僅需要轉動永磁吸盤手柄角度，即可輕松卸下并收回保存。此方案避免了因為腐蝕造成危害，操作更為簡單，設計安裝等工序異常簡單，降低了員工工作負荷，與原在舷傍埋入綁扎眼環(huán)的方案相比，優(yōu)勢突出，但也存在價格略貴的缺陷。

2.4 實施效果

新方案永磁吸盤使用過程中加緊力約為800 kg，順利通過船東與船檢檢查。經(jīng)過現(xiàn)場實操，永磁吸盤安裝使用極為便捷，良好的外觀、實用性能、吸力大、體積小、高度節(jié)能、安裝方便、安全可靠、使用壽命長等諸多優(yōu)點深得船東和船檢的肯定。最重要的是吸盤可規(guī)避眼環(huán)因腐蝕導致的危險因素，使引水員梯更加安全可靠。此外，降低了現(xiàn)場工人的工作負荷，體現(xiàn)以人為本的設計理念。

3 結束語

隨著N392船交船儀式的成功舉行，標志著本次修改方案的順利完成。本方案基于新規(guī)范，秉承歷史經(jīng)驗，結合現(xiàn)場工況，運用新技術，解決了歷史遺留問題。希望本方案能得到大力推廣使用，為造船業(yè)的明天增添一份光彩。

[1]高延敏.船舶腐蝕與保護[M].南京：江蘇科技大學出版社.2006.

[2]孫方遒.船舶設備應力腐蝕開裂的探討[J]渤海船舶職業(yè)學院，2009.

[3]IMO .pilot transfer arrangement Resolution A.1045.2011.