船舶結(jié)構(gòu)缺陷及其修理的一般原則

徐飛

摘要：結(jié)合船舶結(jié)構(gòu)的缺陷情況，引用了一些典型的結(jié)構(gòu)缺陷形成損壞案例，闡述了船舶結(jié)構(gòu)檢測(cè)的重要性，并提出了防止船舶結(jié)構(gòu)發(fā)生的相關(guān)理論。船舶結(jié)構(gòu)缺陷和修理原則。

關(guān)鍵詞：船舶結(jié)構(gòu)；缺陷分析；修理原則

前言

在運(yùn)行過程中，隨著環(huán)境負(fù)荷和運(yùn)行負(fù)荷的不斷作用，服務(wù)能力將逐步下降。在復(fù)雜環(huán)境中，結(jié)構(gòu)功能的喪失意味著船舶已經(jīng)損壞，影響船齡的增長(zhǎng)和船舶的使用。一旦超過預(yù)期壽命，航運(yùn)部門將面臨結(jié)構(gòu)性損失的損害，不僅是人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，還有環(huán)境污染。

1船舶結(jié)構(gòu)缺陷概述

以單殼油輪為例，在運(yùn)載燃油過程中，船舶在低壓運(yùn)輸后遇到惡劣天氣，導(dǎo)致船體裂縫達(dá)6043毫米，導(dǎo)致燃油泄漏事故，海岸污染嚴(yán)重 沿途和海灘，給海洋生態(tài)環(huán)境帶來了巨大的災(zāi)難。因此，必須注意船舶結(jié)構(gòu)問題，做好維修工作，延長(zhǎng)船舶使用壽命，這是交通運(yùn)輸部門的重要職責(zé)。

1.1船舶結(jié)構(gòu)缺陷的類型包括：嚴(yán)重腐蝕甚至生銹；板裂紋，型面裂紋，焊縫裂紋；結(jié)構(gòu)彎曲，變形和折疊。缺陷的原因一般包括：船舶施工過程中的缺陷是指由于各種冷熱加工過程造成的板材初始變形和焊接殘余應(yīng)力。初始變形和焊接殘余應(yīng)力通常稱為初始缺陷。初始缺陷的存在將降低板的極限承載能力。因使用船舶而產(chǎn)生的缺陷來自外部和內(nèi)部因素造成的結(jié)構(gòu)損失。外部因素：人為操作中的誤差和意外環(huán)境條件的影響，都可能遇到各種機(jī)械損傷，如意外載荷，局部撞擊等。這將導(dǎo)致板元件的機(jī)械損壞，并且結(jié)構(gòu)損壞也會(huì)降低承載能力。如酸性物品和海水引起的腐蝕，濕度和溫度等引起的材料性質(zhì)的變化。內(nèi)部因素：如電化學(xué)腐蝕，包括應(yīng)力腐蝕，疲勞腐蝕，海洋生物腐蝕等。

此外，事故導(dǎo)致船舶結(jié)構(gòu)超載，例如接地，礁石撞擊和裝卸貨物時(shí)的碰撞，這也是船舶結(jié)構(gòu)超出正常性能的原因。例如，由于對(duì)船舶部件的不同形式的損壞，它也是造成缺陷的原因。

1.2一旦船舶具有結(jié)構(gòu)缺陷，例如電化學(xué)腐蝕，它將對(duì)結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重?fù)p壞并影響結(jié)構(gòu)的完整性。同時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致局部強(qiáng)度不足，局部構(gòu)件損壞，內(nèi)應(yīng)力超過材料允許載荷，船舶水密性不平衡，導(dǎo)致裂紋擴(kuò)散，局部強(qiáng)度不足引起的變形，也會(huì)影響船舶。船舶部件的承載能力最終將導(dǎo)致船舶的毀壞。

1.3典型船舶結(jié)構(gòu)的缺陷，如腐蝕，出現(xiàn)在頂艙，船壁，面板等，或面板，縱向部分下方的艙室，肘板和其他位置，艙壁，上部 艙室的肋，平臺(tái)板和散貨船的艙口圍欄等。在高應(yīng)力區(qū)域發(fā)生裂縫，橫截面突然變化，艙壁與甲板交叉，并且一些設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)睦邨l穿過孔的邊緣。在強(qiáng)框架腹板，肋腹板，側(cè)肋和平臺(tái)板以及主甲板和甲板縱骨中的位置發(fā)生變形。還有由杰里工作和材料減少引起的變形，這是由于施工造成的，沒有嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)圖紙。

2船舶結(jié)構(gòu)缺陷修理的一般原則

2.1為了修理船舶結(jié)構(gòu)，我們需要確定修理和修理技術(shù)的范圍和方法。對(duì)于船舶結(jié)構(gòu)的修復(fù)，主要針對(duì)結(jié)構(gòu)的開裂和脫焊缺陷，超過規(guī)定的腐蝕極限或變形極限，具有特定的參考值。例如，在中間0.4L的區(qū)域內(nèi)，船體的最小中間截面模數(shù)不應(yīng)小于90%乘以CCS規(guī)定的模數(shù)。對(duì)于15歲以上的客船，應(yīng)采用最小中間截面模數(shù)以滿足變形極限的要求，例如橫向骨架甲板和相關(guān)的數(shù)值要求。最大允許撓度不應(yīng)大于2.5，縱向骨架甲板折疊的最大允許撓度不應(yīng)大于0.07。其他部件的變形極限不能超過骨料自由端長(zhǎng)度的4%，肘板不允許有皺折和變形，骨架不能有明顯的彎曲和變形。由于缺乏強(qiáng)度，在改裝過程中連續(xù)負(fù)載下的構(gòu)件會(huì)變形。變形的條件包括舊船體的橫向斷裂發(fā)生在縱向或橫向強(qiáng)度的作用下，其需要根據(jù)橫截面的平滑度的變化而擴(kuò)大尺寸。其中，臨時(shí)保密和強(qiáng)化是非常必要的。

2.2為了修復(fù)船舶的結(jié)構(gòu)缺陷，通常的方法包括紅火校正，結(jié)構(gòu)改進(jìn)，包層，修復(fù)焊接和更新。

對(duì)于腐蝕超過允許值的外板和肋條，必須使用低氫焊條修復(fù)甲板和內(nèi)層的裂縫。如果裂縫延伸到板上，則必須進(jìn)行局部切割。臨時(shí)措施針對(duì)普通厚度的層壓板，可以完全密封和更換。如果發(fā)生靠近船側(cè)板的橫艙壁的彎曲，則使用低氫焊條焊接艙壁，然后進(jìn)行局部更新。

對(duì)于頂側(cè)駕駛室中的部件，例如面板，如果超過允許的數(shù)量，則應(yīng)在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行切割和加強(qiáng)。應(yīng)適當(dāng)增加肘板的數(shù)量，并應(yīng)更換縱骨，以防止過度應(yīng)力引起的骨折和變形。對(duì)于甲板結(jié)構(gòu)缺陷的處理，針對(duì)變形，裂縫和腐蝕，采用全穿透的方法。嵌入板的厚度和鋼的等級(jí)適當(dāng)加強(qiáng)。對(duì)于艙口蓋的腐蝕，采用全滲透的方法。如果在底部艙室中發(fā)生裂縫，則裂縫被分批，低氫焊條用于修復(fù)裂縫，或者部分地更換板以增加肘板。如果雙層底部的部件有腐蝕，則更換所有裂縫。

2.3修理船舶結(jié)構(gòu)的程序，在施工前需要向船級(jí)社提交相關(guān)的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行審批。重要程序需要由驗(yàn)船師審查和批準(zhǔn)。未經(jīng)批準(zhǔn)，不能移動(dòng)強(qiáng)力部件，不能在甲板或水密艙壁上開口。合格的施工隊(duì)伍負(fù)責(zé)維修和施工。必要的施工設(shè)備應(yīng)配備齊全。

確認(rèn)結(jié)構(gòu)修復(fù)計(jì)劃后，相關(guān)人員應(yīng)進(jìn)行項(xiàng)目缺陷檢測(cè)。焊工負(fù)責(zé)焊接工作。焊接方法和焊接技術(shù)應(yīng)符合施工要求。檢查員負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)檢查和檢查，并要求立即糾正不合格的區(qū)域。重要的對(duì)接焊縫結(jié)構(gòu)要求檢查員進(jìn)行無損檢測(cè)。修理后，驗(yàn)船師應(yīng)提交材料資格證書，完工圖紙，探傷報(bào)告等。

3船舶結(jié)構(gòu)缺陷修理案例分析

大型油輪加時(shí)板的抗彎強(qiáng)度受到結(jié)構(gòu)缺陷的影響。CCS用于嚴(yán)格檢查船用鋼的指標(biāo)，如強(qiáng)度和屈服極限。應(yīng)評(píng)估和評(píng)價(jià)影響船舶結(jié)構(gòu)修復(fù)質(zhì)量的因素，如施工工藝，焊接材料，施工環(huán)境等，以確保材料韌性等技術(shù)指標(biāo)符合施工要求。應(yīng)該建立工人的技術(shù)水平和責(zé)任感。

在直接傳播計(jì)算的屈曲分析中，使用CCS評(píng)估方法，并將數(shù)據(jù)與ABS和NK計(jì)算進(jìn)行比較。經(jīng)過計(jì)算，各種計(jì)算方法得到的結(jié)果非常接近，驗(yàn)證結(jié)果表明，缺陷修復(fù)后的甲板抗彎強(qiáng)度可以滿足船舶操作的需要。根據(jù)船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念，加強(qiáng)筋的抗彎強(qiáng)度應(yīng)大于格子的屈曲阻力，肋骨之間的格子屈曲是常見的?？紤]復(fù)合效益，彈塑性修正應(yīng)力和屈曲安全系數(shù)，建立了計(jì)算和評(píng)估船體結(jié)構(gòu)抗彎強(qiáng)度的直接方法?；贑CS準(zhǔn)則的屈曲解決方案。CCS船級(jí)社用于計(jì)算船體結(jié)構(gòu)的抗彎強(qiáng)度，解決船體結(jié)構(gòu)屈曲問題。實(shí)踐證明，它具有良好的應(yīng)用效果。

結(jié)語：

影響船舶安全的重要因素之一是船舶結(jié)構(gòu)缺陷。為了消除潛在的安全隱患，必須加強(qiáng)檢查和必要的維修工作。我相信，在未來，隨著維修工作的加強(qiáng)，船舶的安全事故將得到明顯的控制。同時(shí)，為了減少船舶結(jié)構(gòu)缺陷的發(fā)生，各級(jí)監(jiān)管部門還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)船廠的監(jiān)督，防止杰瑞在結(jié)構(gòu)缺陷維修和施工過程中的工作和材料減少，確保船舶安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]船舶設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社.1998，（12）.

[2]華乃導(dǎo)主編.船體修造與工藝[M].大連：大連海事大學(xué)出版社，2000，（5）.

[3] 孫玉君.淺談船舶檢驗(yàn)和安全檢查對(duì)船舶安全的影響[J].科技尚品，2017，（4）：114，119.

[4]通八達(dá)，沈建斌.船舶焊接中常見缺陷的形成機(jī)理及防止與修正措施研究與探討[J].中國(guó)水運(yùn)，2011，10，（11）119-120

[5]李紹成，梁協(xié)銘.焊接技術(shù)及質(zhì)量驗(yàn)證[M].上海：東南大學(xué)出版社，2000.

（作者單位：大連中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司）