基于IMOA.1045新决议的引水员梯设计改进

2015-03-25何涛，李兴

广东造船 2015年3期

关键词：软梯水线绳索

何涛，李兴

（广东中远船务工程有限公司，东莞523146）

1 前言

旧规范中关于引水员梯的布置原文大致要求为：舷梯每级踏板要稳固地紧靠在船舷上，舷梯的下端应稳固紧靠在平行船体长度范围内的船舷；软梯的根部或近根部处以及较高几处应以刚性方式系固在船舶结构上，应牢固地固定在船舷上以防止翻转。

新决议A.1045中则大致要求为：舷梯与软梯应牢固地固定在舷侧以防止翻转，软梯的根部或近根部处以及较高几处应以刚性方式系固在船舶结构上或基于船体结构的较近的牢靠固定装置上。

我公司设计制造的第一条4 600 m2牲口船，船长134.8 m、船宽19.6 m，设计师在对引水员梯（包括引水员软梯和引水员舷梯，下同）的下端固定装置设计之初拟沿用以往35K和57K的设计方案（为使舷梯和软梯能稳固地紧靠船侧，避免转动，舷旁设埋入式绑扎眼环，用绳索系固在绑扎眼环上来固定梯子下端以防止转动），考虑到此设计方案存在较多缺陷。后经设计师反复思考，认真领悟新规范的内容，通过与船东、船检、设计院等多方面交流探讨，最终在原方案的基础上进行大幅改进，利用绳索将引水员梯下端与永磁吸盘自带的眼环来绑扎固定，不仅起到了固定的作用，还规避了原方案的缺陷。

2 方案设计与实施

2.1 方案可行性分析

通过认真与船东沟通交流，仔细征求船检意见，并详细咨询设计公司，说明我们使用带眼环的永磁吸盘的方案完全符合船级社的新规范要求。此外通过与设备厂家的咨询，得到此类永磁吸盘的工作性能：当磁铁放在80～100 mm2(3～4inches)的钢表面，两者间会紧密联结产生持续夹紧力，夹紧力大小约800 kg。

图1为船舶在横倾15°，忽略空气阻力等其他干扰因素下理想状态时静态受力分析。由缆绳受力情况我们可以得到：

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

N=800 kg，由此可推导出G= 3 090 kg，远远超过人体的重量。

当角度从15°逐渐减小到0°，sin15°数值沿二次曲线减小，cos15°数值沿二次曲线增大，通过分析，N*cos15°/ sin15°* cos15°所增大的数值远远大于N*sin15°所减小的数值，故角度越小所承受的载荷越大越安全，可知此方案完全可行。

磁铁表面的稀土元素使用100年仍可以正常使用，而一艘船舶的正常寿命仅有20～30年。表面涂装原料为环氧树脂，可持久保护表面，在恶化的环境中亦不易腐蚀或损坏。钢杯是磁路的一部分，在这些单位涂粉，用于防止环境因素造成的损伤。操作过程仅需手动旋转把手角度即可实现吸合与脱离，操作简单，存储方便，更加安全可靠。因此，使用永磁吸盘固定舷梯的方案不仅能代替原嵌入眼环固定的方案，而且更胜一筹。图2和3分别为永磁吸盘的脱离和吸合状态。

图1 船横倾15°时理想状态下受力分析

2.2 方案设计

为了方便永磁吸盘使用，我们在外板永磁吸盘理论安装位置设计安装了标志。以N392船为例，共设计了6个Φ300圆形内嵌字母的标识：3个带LD标志，LD指轻载水线，2个用于引水员软梯的固定,1个用于引水员舷梯末端的固定；3个带LD15标志，LD15指横倾15°水线，使用方法与前者相同。

图2 永磁吸盘处于脱离状态

图3 永磁吸盘处于吸合状态

2.3 对比分析

2.3.1 原有外板开孔嵌入眼环方案分析

原方案是在船体外板上开孔，并在开孔内埋入圆钢作为眼环，在横倾15°水线、轻载水线、重载水线三个位置分别布置。使用方式是用绳索将软梯两侧与其相对应的眼环绑扎固定在一起，用绳索将舷梯末端和其对应的眼环绑扎固定在一起，通过此种方式可防止梯子末端扭转，使舷梯与软梯稳固地紧靠船侧，解开绳索与眼环的固定即可收回梯子。此方案的优点在于价格相对低廉，操作简便。但存在诸多缺陷：（1）眼环内侧及凹槽内侧在制作初期焊接与喷涂油漆均极为不便，伴随船舶使用年限的增加，不仅油漆会因绳索摩擦而损坏，而且眼环及开孔内部后期补涂油漆无法做到全面，眼环会因腐蚀遭到破坏，存在断裂风险；（2）在外板开孔并焊接，焊接后焊缝部分与外板所含元素的差异、硬度差异和热胀冷缩形成的局部应力，在海水的作用下，静止应力腐蚀（SCC）速度加快；（3）外板开孔、眼环制作、设计协调等工序增大了工作量，增加了员工工作负荷和协调难度。

2.3.2 新的永久吸盘代替原嵌入眼环方案分析

新方案仅需制作永磁吸盘理论固定位置标志，各标识图中均有说明。使用过程中永磁吸盘放置于标识位置，永磁吸盘上方自带眼环，此时用绳索将软梯两侧与之相对应的眼环绑扎固定在一起，用绳索将舷梯末端与之对应的眼环绑扎固定。当需要收回软梯时，仅需要转动永磁吸盘手柄角度，即可轻松卸下并收回保存。此方案避免了因为腐蚀造成危害，操作更为简单，设计安装等工序异常简单，降低了员工工作负荷，与原在舷傍埋入绑扎眼环的方案相比，优势突出，但也存在价格略贵的缺陷。

2.4 实施效果

新方案永磁吸盘使用过程中加紧力约为800 kg，顺利通过船东与船检检查。经过现场实操，永磁吸盘安装使用极为便捷，良好的外观、实用性能、吸力大、体积小、高度节能、安装方便、安全可靠、使用寿命长等诸多优点深得船东和船检的肯定。最重要的是吸盘可规避眼环因腐蚀导致的危险因素，使引水员梯更加安全可靠。此外，降低了现场工人的工作负荷，体现以人为本的设计理念。