提高船舶倾斜试验准确性和可靠性的一种方法

许晓玲

(中国长江航运集团南京金陵船厂设计公司,江苏南京 210015)

0 引言

倾斜试验是检验设计时重量、重心计算正确程度的一种方法,其目的是为了确定船舶重量和重心位置。因为在船舶设计阶段所得到的重量和重心位置,与船舶建成后的实际重量位置往往有一定的差异,故在船舶建成以后都要进行倾斜试验。倾斜试验是船舶所有的试验当中一个非常重要的项目,需要生产管理部门、车间和设计部门几方面共同协作才能完成。我厂每年开工建造 30多艘船,完工交付20多艘船,每艘首制船都要做倾斜试验,在批量船中平均每 4艘船就要做 1次倾斜试验,设计部门要花费一定的时间和人力多次频繁参与试验,因此必须认真分析总结前期所做的倾斜试验的情况,探索一种新的方法,这样不仅保证并提高这项试验的准确性和可靠性,还可以降低批量船中船与船之间该项试验的误差值,提高其精确性。作者根据本厂多年倾斜试验的做法,参考一些相关资料,借鉴同行的有益经验,摸索出一种提高船舶倾斜试验准确性的新方法,并在近几年建造的 40艘 1 100TEU集装箱船中 1/3船舶所做倾斜试验中实际运用,取得了成功,有效地提高了批量船倾斜试验的准确性。

1 前期准备工作

1.1 气候条件和试验环境

试验应选在良好的天气下进行,风力一般不大于蒲氏二级。试验地点应选择平静水域的遮蔽处所,试验时应注意风向和水流的影响,尽可能使船艏正对风向和水流方向,在我厂则可选择舾装码头,船应离开码头数米远。

船舶在试验过程中应处于自由漂浮状态,不应触及任何障碍物;不能妨碍船的横倾,系缆必须放松。

1.2 试验前准备工作

(1)试验前首先要上船检查该船的完工情况,船上所有的设备和装置是否正确安放到位。为了形成足够的倾斜力矩使船能产生 2°～4°的横倾角,一般把握移动重量的总重量约为船舶排水量的 1%～2%,移动的距离约为船宽的3/4。1 100TEU集装箱船的移动总重量取120t,移动距离为15m;检查试验压铁是否已按试验方案的要求平均分为 4组,置于舱盖上的两侧,摆放在划线的区域内。每堆分别注上A、B、C、D字母和实际称重并显示有船检认可的钢印标记。

(2)其他与实验无关的工具和物品必须从船上移去,机器和管路中的润滑油、液压油除外;清除所有油水舱中的液体,空舱和污水井都应保持干净,无杂物和废物;甲板上不可有水或冰雪积聚。

(3)除此以外,应尽量减少多余重量及不足重量,如果有没有及时移走的或需要留在船上的物品,则应将其每项的名称、重量及重心位置详细记录,以便将试验结果修正到完工状态。

(4)船上的起重机吊臂及救生艇等可以摇动、滚动或悬挂的装置、设备及物品均应加以固定,机器应停止运转,与试验无关人员均应离船。

(5)所有机械设备应尽量处于可工作状态,即管路及系统内的油水加注到位,但须关好阀门。

(6)试验需用的压载舱应检查压载水是否按要求压满,压满的标准一般要求从透气帽中能够看到水。其他水舱都应为空舱,以消除自由液面的影响,如有自由液面则应查明其高度值,以便对试验结果进行修正。机舱内舱柜油水应测深,并将结果记录在表格中。

(7)试验时该船的原始横倾角应尽可能小于0.5°,纵倾值不超过1.4m(约船长的1%)。如果纵倾值大于1.4m时,就要使用带纵倾的静水力表。

(8)检查试验需用的摆锤是否按要求挂好,通常在船上应设置 2～3个摆锤,分别装在船的艏部、中央和艉部。假如几个摆锤所得的数值不一致,则应取其平均值。为了减少测量误差,悬挂点至表尺的垂直距离应尽可能取得大些。本船艏、艉各设置1个摆锤,悬挂长度约为 6m,并用细绳系牢,分别悬挂在第 1货舱和第 4B货舱,从横舱壁上焊支架悬挂下来,水槽长度为 1.0m,摆锤须浸没于水槽中,其目的是使摆锤能迅速停止摆动,便于读数。水槽上装有水平标尺,标尺与水槽要绑牢,以免试验中晃动,当船横倾时,可在标尺上读出摆锤的移动距离。

(9)在倾斜试验开始以前,应由船东代表和船检(GL)验船师对船舶作全面检查,确认船舶已符合倾斜试验的要求。

(10)整个试验应由一人负责指挥,参与试验的其他人员均服从其指挥。负责观察读数和记录人员应认真负责相互配合,报准读数记对数据。

(11)上述试验前的各项准备工作就绪后,由船东、船检和船厂代表乘坐小艇(或小木船)靠近船舶两舷的艏、舯、艉部的水尺标志处,准确测量其吃水值,同时测量试验水域的水的密度、温度和当天的空气温度,全部记录在案。

2 倾斜试验

试验开始时,应听从指挥者的命令,当听到哨声响起,一声“开始读数”时,舱内的两组人员就立即开始读数并记数,在读(记)取10个数据之后立刻通知指挥者“读数完毕”,意味着第 1组数据完成。需要注意的是在读数期间,为确保准确性,船上的工作人员包括船东、船检和其他工作人员等均不能随意走动,应被安排在船中心线上固定的位置处,在以后的每次读数期间,都应当回到原位置。读数结束后,指挥者通知起重工吊运压铁,在每次搬运结束后,吊车臂也必须返回到原处,保持最初的状态。在舱内的读数人员要不时地检查摆锤,避免因为细绳被拉伸后摆锤触到水槽底部,影响读数的准确性。

为了提高试验结果的准确程度,应对被试验的船舶重复倾斜几次,即在试验时需按一定的次序将船上各组重量重复移动多次。本船移动压铁按图 1所示次序左右移动 8次,共须读取9组读数。

图1 压铁位置移动顺序图

检查各次振幅均不应偏离平均线,否则应立即查找原因。

最终试验完成后,该试验数据递交船东和船检(GL)签字认可,然后编制试验报告。

3 试验数据对比

在这几年建造的40艘1 100TEU集装箱船的1/3船舶所做倾斜试验中,任意抽取做过倾斜试验的 3艘船,对它们的试验报告数据进行了对比,其结果见表1。

表1 试验数据比较表

从表中可以看出,无论是空船重量还是重心坐标都是非常接近的,小量差距都在规范允许范围内。