船舶吃水標(biāo)志安裝方式研究

吳攀　楊磊　陳群佳

摘? ? 要：吃水標(biāo)志是表示船舶實際吃水的一種標(biāo)記。如何精確的進(jìn)行吃水標(biāo)志的制作和安裝，對船上貨物的裝載及安全航行至關(guān)重要。本文主要介紹船舶吃水標(biāo)志安裝的基本流程和方法。

關(guān)鍵詞：吃水標(biāo)志;裝載;安全;基本方法

中圖分類號：U671.91 ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract： Draft mark is a mark indicating the actual draft of a ship. How to produce and install the draft mark accurately is critical to the loading of the cargo on board and safe navigation. This paper mainly introduces the basic process and method of ship draft mark installation.

Key words： Draft Mark; Loading; Safety; Basic method.

1? ? ?前言

對于船舶吃水標(biāo)志的安裝方式，目前國內(nèi)還沒有可供參考的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：有的船廠以船體最低點(diǎn)為基準(zhǔn);有的以外形吃水為基準(zhǔn);有的以龍骨線為基準(zhǔn)。比如：某船廠船塢建造的50 000 DWT級油輪，按照企業(yè)的以往慣例進(jìn)行了吃水標(biāo)志的安裝，在下水出塢前提交船東報驗時，因與船東的報驗標(biāo)準(zhǔn)和方法不同而不予通過。后經(jīng)過多次的協(xié)商溝通，最終按照船東的要求刨除原有標(biāo)志后重新制作和安裝，導(dǎo)致船舶出塢節(jié)點(diǎn)推遲一周，給船廠造成巨大的損失。

本文通過收集多型產(chǎn)品船建造過程中安裝吃水標(biāo)志出現(xiàn)的各類問題，研究制定出一種行之有效的安裝方法，作為現(xiàn)場施工的依據(jù)，減少不必要的返修返工，也為同行業(yè)其它船廠提供了借鑒。

2? ? 吃水標(biāo)志介紹

船舶吃水為水線面與船底基平面之間的垂直距離。根據(jù)量取的方法不同，船舶吃水可以分成實際吃水和型吃水兩種：實際吃水指水線面至船底龍骨板下緣的垂直距離。它是船舶進(jìn)出港、過淺灘、系靠碼頭和裝卸貨物時應(yīng)考慮的吃水;型吃水是指水線面至船底龍骨板上緣的垂直距離，與實際吃水相差一個龍骨板的厚度。它是船舶設(shè)計和進(jìn)行性能計算時所考慮的吃水。

船舶吃水隨著船舶的載重量和舷外水的密度變化而不同，量得吃水后經(jīng)過查閱有關(guān)船舶曲線圖和計算，可以求得該船當(dāng)時的排水量和載重量。

本文主要介紹吃水標(biāo)志（簡稱水尺）的制作和安裝。吃水標(biāo)志是指在船舶首、尾及中部兩舷處表示吃水值的數(shù)字和線條標(biāo)志，分別表明首垂線、尾垂線及中剖面處吃水值，線條的下緣或數(shù)字下緣系該數(shù)字所指的吃水值。

船舶靠離碼頭、通過淺水航道或錨泊時，都需要精確掌握當(dāng)時的吃水。吃水標(biāo)志（水尺）的標(biāo)記方法有兩種：一種是公制，以阿拉伯?dāng)?shù)字表示，其數(shù)字的高度規(guī)定為10 cm、上下兩字相隔的間距也是10cm;另一種是英制，以阿拉伯?dāng)?shù)字和羅馬數(shù)字表示，每個數(shù)字的高度為6 in、兩數(shù)字相隔距離也是6 in。

由于裝載的不均勻，船舶可能處于縱傾或橫傾狀態(tài)，因此船舶各處的吃水不盡相同，通常是通過觀測船舶的首、中、尾左右兩舷的水尺標(biāo)志而獲得船舶的實際吃水狀況。

3? ? 吃水標(biāo)志的放樣和制作

3.1? 吃水標(biāo)志的放樣

水尺字須經(jīng)船體放樣后才進(jìn)入到施工階段。水尺字的放樣要求水尺字安裝到外板上時，其側(cè)視圖必須要保持標(biāo)準(zhǔn)的正字（即字母或者數(shù)字在一個矩形框內(nèi)，無變形），字的下沿與所代表的位置一致。

傳統(tǒng)的水尺字使用手工放樣方式，先將外板標(biāo)志區(qū)域展開得到放樣后的標(biāo)志外形輪廓，一般可以近似看作平行四邊形，將兩對平行四邊形進(jìn)行若干等分（一般選擇十等分以上），然后將標(biāo)準(zhǔn)的吃水標(biāo)志進(jìn)行同樣的等分，最后從縱、橫雙向?qū)?yīng)到展開的輪廓上，得到下料用的吃水標(biāo)志圖形。這種手工放樣方法十分的費(fèi)時費(fèi)力，且水尺字質(zhì)量參差不齊，目前已被大多數(shù)船企所淘汰。

目前船舶生產(chǎn)設(shè)計方面的軟件很多，可以輕松地完成對吃水標(biāo)志的放樣。利用TRIBON、AutoCAD、EXCEL等常用軟件，將投影面（側(cè)視標(biāo)志）與實際面（標(biāo)志實形）用二面角聯(lián)系起來快速進(jìn)行放樣，放樣完成后即可進(jìn)行加工制作。

3.2? ?吃水標(biāo)志的制作

水尺標(biāo)志根據(jù)船體舷側(cè)外板的厚度，采用3～6 mm的鋼板制作，一般使用銑削或手工銼削進(jìn)行精加工。本文因設(shè)備原因選擇數(shù)控切割方式進(jìn)行下料，使用1：1光蹤切割或者數(shù)控編程指令操作，以水下等離子切割為最佳，可以減少切割變形。切割前選擇合適型號的割嘴，并根據(jù)鋼板厚度施放割路損耗補(bǔ)償值。首先需要校正切割機(jī)精度，選用試驗板進(jìn)行試切割，測量相關(guān)尺寸，若偏差值較大則調(diào)整直至滿足切割精度要求;切割過程中使用搭橋，即相鄰兩個水尺之間通過10 mm寬的鋼條連接成網(wǎng)狀，防止切割中熱變形引起的微移動而導(dǎo)致偏差過大;切割完后處理缺陷、檢查精度，長寬方向誤差在±1 mm之內(nèi)為合格，然后按肋位號集配送托。

4? ? 吃水標(biāo)志的安裝

吃水標(biāo)志的安裝方式多種多樣，隨著造船技術(shù)的不斷發(fā)展，激光經(jīng)緯儀和全站儀等先進(jìn)設(shè)備相繼投入使用，為船舶吃水標(biāo)志的安裝帶來了極大的便利。下面主要介紹在先進(jìn)測量設(shè)備輔助下的吃水標(biāo)志安裝方式：

（1）當(dāng)主船體合攏成型后，在船舷側(cè)靠近外板處豎立標(biāo)桿，架設(shè)好三維全站儀、調(diào)整好測量水平基準(zhǔn)，并將測量基準(zhǔn)線刻畫到標(biāo)桿上，同時刻畫一定高度的輔助基準(zhǔn)線，如1.5 m的輔助基線（見圖1）;

（2）以船舯水尺字安裝的肋位所對應(yīng)的平板龍骨下緣為統(tǒng)一基準(zhǔn)測量基線高度，并計算得出基線距輔助線和測量線的距離（見圖2）;

（3）劃出水尺安裝起始點(diǎn)，并標(biāo)出垂向位置線;

（4）按水尺安裝圖進(jìn)行安裝。先對各字體進(jìn)行點(diǎn)焊固定后按焊接工藝要求進(jìn)行焊接，高度以水尺字板厚的1/2為準(zhǔn)，保證水尺標(biāo)志各邊緣部分清晰顯示出來，便于觀察和讀數(shù)。當(dāng)水面有波動時，應(yīng)根據(jù)若干次觀測所得的平均值來確定實際水線的位置;

（5）保證水尺數(shù)字的下緣與測量刻度線平齊，誤差控制在±1mm、極限偏差±2 mm。一定要保證水尺字的安裝精度，如2 000 t的駁船吃水標(biāo)志若相差1cm就存在10 t左右的出入，所以一定要把誤差控制在較小的范圍之內(nèi);

（6）首尾部分的水尺安裝方法相似，但由于存在較大線型變化，需要采用水平尺將其水平引出后吊鋼卷尺進(jìn)行測量（見圖3）。

5? ? 檢驗技術(shù)與溝通

一種行之有效的安裝方法，關(guān)鍵在于過程的控制和最終結(jié)果的驗證。對于得到實踐證明的正確的工藝方法和措施，需要固化下來作為企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)推行下去，同時要取得船東和船檢的認(rèn)可。

最好的檢驗時機(jī)選取在吃水標(biāo)志劃線及初步點(diǎn)焊定位之后、焊接工作開展之前，避免焊接完成后因得不到檢驗方認(rèn)可又不得不拆除重新安裝的窘境，既影響船體外表的美觀又浪費(fèi)時間和人力。

6? ? 吃水標(biāo)志的研究方向

隨著造船技術(shù)的發(fā)展，在當(dāng)前不斷提倡“殼舾涂一體化”、“工序前移”的趨勢下，我們應(yīng)該放開思維，不要局限于在船舶成型后才安裝船舶吃水標(biāo)志，可以考慮將船舶吃水標(biāo)志的安裝從舊有的船塢安裝階段提前到總組階段、分段階段、部件階段甚至外板拼板階段。并且在釋放船廠核心資源（船塢）產(chǎn)能的同時，將高空作業(yè)轉(zhuǎn)為地面作業(yè)，降低吃水標(biāo)志安裝制作的難度和危險性。當(dāng)然，這勢必會帶來一定程度的挑戰(zhàn)，比如安裝基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)如何統(tǒng)一、船殼板材收縮和伸展等，都需要不斷研究和創(chuàng)新，在實踐中一步步去實踐探索，最終摸索出一條行之有效的智能化、數(shù)字化的吃水標(biāo)志制作和安裝模式。

7? ? 結(jié)束語

當(dāng)今新技術(shù)、新設(shè)備的運(yùn)用不斷為造船技術(shù)帶來突破，也改變著舊有的造船理念。本文通過多年的造船實踐經(jīng)驗，摸索出一套吃水標(biāo)志的制作和安裝方法，希望能為其它船廠提供借鑒和思索，共同取得進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

[1] 田佰軍/薛滿福.船舶結(jié)構(gòu)與貨運(yùn)[M].大連：大連海事大學(xué)，2014.

[2] 孫佳瑩/方媛.船舶吃水標(biāo)志數(shù)字化放樣[J].廣船科技， 2016（2）.