156 m超規(guī)范內(nèi)河散貨船檢驗(yàn)研究

朱 峻

(揚(yáng)州市地方海事局,江蘇 揚(yáng)州 225600)

?

156 m超規(guī)范內(nèi)河散貨船檢驗(yàn)研究

朱 峻

(揚(yáng)州市地方海事局,江蘇 揚(yáng)州 225600)

156 m內(nèi)河散貨船為首艘船長超規(guī)范的船舶。為保證該船建造質(zhì)量，通過與近年來建造較多的2種不超規(guī)范的船型的對比，找出其貨艙區(qū)域典型結(jié)構(gòu)取值的規(guī)律性，重點(diǎn)對高強(qiáng)度鋼的焊接、球扁鋼的裝配和焊接、貨艙艙口角隅、貨艙區(qū)域水密結(jié)構(gòu)、過渡結(jié)構(gòu)等進(jìn)行檢驗(yàn)，為同類船舶的檢驗(yàn)提供參考。

超規(guī)范；內(nèi)河船；散貨船；設(shè)計(jì)規(guī)范；建造規(guī)范；船舶檢驗(yàn)

0 引言

長江航運(yùn)作為我國綜合運(yùn)輸體系的重要組成部分，在區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前干散貨船是長江干線運(yùn)輸?shù)闹髁Υ停溥\(yùn)力占長江船舶總運(yùn)力的85%左右，承擔(dān)著長江干線諸如煤炭、金屬礦石、鋼鐵、非金屬礦石、礦建材料、化工原料等運(yùn)輸。隨著近年來我國沿江造船水平的不斷發(fā)展和提高，促進(jìn)了長江干散貨船的更新?lián)Q代，船舶呈現(xiàn)大型化的發(fā)展態(tài)勢，船舶主尺度、總噸位、載重噸位的記錄不斷被刷新，萬噸河船比比皆是。以揚(yáng)州沿江一帶造船企業(yè)為例，2013年～2015年3年間建造完工船長100 m以上、載重噸10 000 t以上的內(nèi)河干散貨船超過300艘，這其中包括已投入營運(yùn)的146.80 m內(nèi)河散貨船“鵬鑫001”。

盡管內(nèi)河船舶主尺度不斷突破，但我國現(xiàn)行《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》(2009)及其修改通報(bào)只適用于船長不大于140 m的內(nèi)河船舶，船長140 m是內(nèi)河船舶設(shè)計(jì)的極限。然而， 2014年2月，揚(yáng)州某船廠接到1艘總長156 m，船長149.05 m的內(nèi)河散貨船訂單，該船船長超出了我國現(xiàn)行內(nèi)河船舶建造規(guī)范的適用范圍。為保證該船的建造質(zhì)量，有必要對此類超規(guī)范內(nèi)河散貨船的檢驗(yàn)工作進(jìn)行研究。

本文以156 m內(nèi)河散貨船為例，結(jié)合對該類超規(guī)范散貨船典型結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場檢驗(yàn)，研究探討對超規(guī)范船舶建造檢驗(yàn)的注意要點(diǎn)，以期為今后同類型船舶的檢驗(yàn)積累一定的經(jīng)驗(yàn)。

1 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和審查依據(jù)的確定

156 m內(nèi)河散貨船在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)初期，中國船級社特別頒布了《船長大于140 m鋼質(zhì)內(nèi)河船舶設(shè)計(jì)評估指南》，旨在解決內(nèi)河船舶規(guī)范對船長大于140 m的內(nèi)河散貨船和旅游船的適應(yīng)性問題，主要納入了船級社“內(nèi)河大型船舶規(guī)范適應(yīng)性研究”、“大型散貨船結(jié)構(gòu)型式及技術(shù)要求研究”等相關(guān)研究課題內(nèi)容，為圖紙?jiān)O(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)依據(jù)。

2014年底，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)單位依據(jù)《內(nèi)河船舶法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》(2011)及其修改通報(bào)、《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》(2009)及其修改通報(bào)、《船長大于140 m鋼質(zhì)內(nèi)河船舶設(shè)計(jì)評估指南》，在常規(guī)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，增加對船舶總縱強(qiáng)度、屈曲強(qiáng)度和局部強(qiáng)度的有限元計(jì)算評估，完成了156 m內(nèi)河散貨船的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。江蘇省船舶檢驗(yàn)局審圖中心受理了該船的審圖申請，并組織省內(nèi)南京、鎮(zhèn)江、無錫、南通4個(gè)審圖分中心聯(lián)合會審，2015年5月完成了對該船的審圖工作。

2 主尺度概況及典型結(jié)構(gòu)對比分析

圖紙審查結(jié)束后，受江蘇省船舶檢驗(yàn)局委托，揚(yáng)州市船舶檢驗(yàn)局承接了該船的檢驗(yàn)任務(wù)。盡管有審批圖紙支撐，但該船作為超規(guī)范范圍的船舶，就檢驗(yàn)而言，既沒有現(xiàn)行的法規(guī)規(guī)范支撐，也沒有類似經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。為了做好該船的檢驗(yàn)工作，揚(yáng)州船舶檢驗(yàn)局與江蘇科技大學(xué)合作成立檢驗(yàn)課題組，對該船的檢驗(yàn)程序、典型結(jié)構(gòu)及特殊用材等進(jìn)行了積極的探索和研究。

156 m內(nèi)河散貨船為艉機(jī)型、球鼻首，采用雙機(jī)、雙槳、雙舵、柴油機(jī)推進(jìn)的散貨船。其貨艙區(qū)域?yàn)殡p底雙舷縱骨架式結(jié)構(gòu)，艏艉為單底單舷橫骨架式結(jié)構(gòu)，航行于內(nèi)河A、B級航區(qū)。該船設(shè)計(jì)運(yùn)裝煤炭及礦石等積載因數(shù)不小于0.35 m3/t的不易燃散貨。其主尺度見表1。

該船審批圖紙按照《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》(2009)及其修改通報(bào)和《船長大于140 m鋼質(zhì)內(nèi)河船舶設(shè)計(jì)評估指南》進(jìn)行了結(jié)構(gòu)計(jì)算?，F(xiàn)將其貨艙區(qū)域典型結(jié)構(gòu)的取值與近年來建造較多的2艘不超規(guī)范船型進(jìn)行對比，具體數(shù)值見表2。

通過表2對比看出，盡管156 m內(nèi)河散貨船超出了規(guī)范船長極限，但其貨艙區(qū)域典型結(jié)構(gòu)的取值基本隨著船長的增長而呈比例增加，具有一定的規(guī)律性。

表1 156 m內(nèi)河散貨船主尺度

表2 156 m內(nèi)河散貨船與2艘船長不超規(guī)范船型貨艙區(qū)域典型結(jié)構(gòu)取值對比

3 貨艙區(qū)域典型結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)要點(diǎn)

3.1 高強(qiáng)度鋼的焊接檢驗(yàn)

與以往小于140 m船舶相比， 156 m內(nèi)河散貨船最大特點(diǎn)就是在貨艙甲板區(qū)域使用了高強(qiáng)度鋼(DH36)，在縱向骨架上使用了球扁鋼，這在規(guī)范范圍內(nèi)的散貨船中較少使用。選取高強(qiáng)度鋼和球扁鋼的主要原因有：

(1)滿足《船長大于140 m鋼質(zhì)內(nèi)河船舶設(shè)計(jì)評估指南》中計(jì)算總縱強(qiáng)度的要求。

(2)高強(qiáng)度鋼具有強(qiáng)度高、綜合性能好的特點(diǎn)，能夠減輕船體自重。

(3)球扁鋼在船體結(jié)構(gòu)中起著舉足輕重的作用，是建造萬噸級船舶不可或缺的專用型材。與角鋼相比，當(dāng)剖面模數(shù)相同時(shí)，球扁鋼具有較大的慣性力矩和較小的截面面積，因此，在抗彎強(qiáng)度相同時(shí)，球扁鋼具有更輕的質(zhì)量，其壓縮穩(wěn)定性也較好。

綜上所述，該船高強(qiáng)度鋼的焊接主要有高強(qiáng)度鋼之間的焊接(甲板邊板的對接縫、甲板邊板和舷頂列板的角接縫等)、高強(qiáng)度鋼和一般強(qiáng)度鋼的焊接(舷頂列板和舷側(cè)外板的對接縫等)，焊縫基本覆蓋了整個(gè)貨艙甲板區(qū)域，而內(nèi)河船廠普遍缺乏高強(qiáng)度鋼的焊接經(jīng)驗(yàn)。對于高強(qiáng)度鋼的焊接檢驗(yàn)，一是要求船廠制定高強(qiáng)度鋼的焊接工藝并保證該工藝得到有效實(shí)施；二是要求配備具有高強(qiáng)度鋼焊接經(jīng)驗(yàn)的持證焊工以保證焊接質(zhì)量；三是檢查焊材的選擇是否符合高強(qiáng)度鋼焊接要求，高強(qiáng)度鋼之間焊接的焊材和高強(qiáng)度鋼與一般強(qiáng)度鋼之間焊接的焊材要注意區(qū)別；四是注意焊前的預(yù)熱和焊后的緩冷，以有效避免冷裂紋的出現(xiàn)；五是要通過超聲波檢測技術(shù)，關(guān)注甲板邊板和舷頂列板角焊縫的焊接質(zhì)量，必要時(shí)擴(kuò)大檢測范圍。

3.2 球扁鋼的裝配和焊接檢驗(yàn)

球扁鋼在內(nèi)河散貨船上使用較少，多數(shù)裝配工人和焊工缺少此類鋼焊接經(jīng)驗(yàn)。在實(shí)施檢驗(yàn)時(shí)，一是要關(guān)注球扁鋼貫穿孔的開孔形式；二是要關(guān)注球扁鋼之間的對接焊質(zhì)量，特別要關(guān)注坡口的設(shè)置、引熄弧板和馬板的設(shè)置以及拆除后的處理等。

3.3 貨艙艙口角隅的檢驗(yàn)

本船貨艙艙口角隅加厚板設(shè)計(jì)值為33 mm(DH36)，較甲板邊板厚11 mm。在檢驗(yàn)時(shí)，一是要注意對板厚差需按照規(guī)范要求進(jìn)行削斜處理；二是要注意加厚板的端接縫和艙口圍板的端接縫以及甲板骨架的角接縫分開；三是要注意角隅的半徑(1 200 mm)需要與圖紙一致。

3.4 貨艙區(qū)域水密結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)

現(xiàn)有100 m以上內(nèi)河散貨船中，絕大多數(shù)船舶在水密舷艙壁和和機(jī)艙前艙壁處開設(shè)人孔，以便于進(jìn)出雙舷內(nèi)部。但在船舶航行時(shí)，水密人孔蓋多數(shù)未封閉，存在極大安全隱患，因而156 m內(nèi)河散貨船人孔開設(shè)時(shí)應(yīng)當(dāng)避免這種開孔形式。本船貨艙區(qū)域Fr28～Fr225為貨艙區(qū)域，其中水密Fr28、Fr95、Fr162、Fr225處為水密橫艙壁，F(xiàn)r58、Fr95、Fr127、Fr162、Fr194處為水密舷艙壁，在檢驗(yàn)時(shí)要注意人孔的開設(shè)位置。

3.5 過渡結(jié)構(gòu)的檢驗(yàn)

該船的過渡結(jié)構(gòu)分為3類：一是雙層底向單層底的過渡，主要驗(yàn)證船底縱骨的交替過渡以及舌形面板的設(shè)置；二是雙舷向單舷結(jié)構(gòu)的過渡，主要驗(yàn)證內(nèi)外舷縱骨的交替過渡以及內(nèi)舷壁終斷處的過渡肘板尺寸是否符合圖紙要求；三是雙層底向舷側(cè)過渡時(shí)，主要驗(yàn)證內(nèi)底板延伸線與邊艙肋板面板的連接水平過渡肘板的設(shè)置。

此外，作為船長超規(guī)范的內(nèi)河散貨船，其建造檢驗(yàn)還需要重點(diǎn)關(guān)注貨艙頂部橫向支持結(jié)構(gòu)、分段的劃分、大合攏縫的焊前處理等環(huán)節(jié)。整個(gè)檢驗(yàn)過程必須嚴(yán)格執(zhí)行法定檢驗(yàn)規(guī)程，按圖檢驗(yàn)，最終才能驗(yàn)證首制“試驗(yàn)船”建造質(zhì)量是否符合建造規(guī)范要求。

4 結(jié)語

內(nèi)河超規(guī)范船舶的出現(xiàn)，有著多方面的原因。隨著內(nèi)河建材市場的持續(xù)火爆、鋼材價(jià)格的降低、民營船廠生產(chǎn)工藝和焊接能力的不斷進(jìn)步、船東自身經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提升，加上節(jié)能減排等宏觀經(jīng)濟(jì)政策的引導(dǎo)，都促成了超規(guī)范船舶的出現(xiàn)。但是，超規(guī)范船舶也存在著不可預(yù)見的問題：一是長江干線航道特別在南京上游航道枯水期間吃水限制在4.6 m左右，也就意味著156 m內(nèi)河散貨船每年有近半時(shí)間只能維持半載狀態(tài)航行；二是長江沿線干散貨碼頭岸線長度普遍較短，前沿水深普遍較淺，多數(shù)碼頭無法接納超大型船舶靠泊；三是依托浮吊船裝卸貨物是目前長江沿線裝卸貨物的重要方式，但浮吊船裝卸作業(yè)程序較為混亂，往往是一艙裝卸結(jié)束后才至下一貨艙，近年來因裝卸不當(dāng)出現(xiàn)的沉船斷船事故時(shí)有發(fā)生。而船長越長，此類事故風(fēng)險(xiǎn)越高，156 m內(nèi)河散貨船縱向結(jié)構(gòu)強(qiáng)度能否承受此種裝卸作業(yè)方式不得而知。由此可見，超規(guī)范船舶是否適應(yīng)市場需求，需要首制船正式投入運(yùn)營后方能全面考量。

為此，鑒于近年來長江干線航道大型內(nèi)河船舶不斷增多，船型、主尺度隨意性較大，使得船舶營運(yùn)的經(jīng)濟(jì)性不高。建議相關(guān)部門重視大型船舶的標(biāo)準(zhǔn)化問題，以利于內(nèi)河船舶的可持續(xù)發(fā)展。

[1] 中國船級社.內(nèi)河船舶法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則[M].北京，人民交通出版社，2011.

[2] 中國船級社.鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范[M].北京，人民交通出版社，2009.

[3] 中國船級社.船長大于140 m鋼質(zhì)內(nèi)河船舶設(shè)計(jì)評估指南[M].北京，人民交通出版社，2014.

2016-03-31

朱峻(1981—)，男，工程師，從事船舶檢驗(yàn)工作。

U692.7

A