船舶下水用氣囊的安全（許允）過載壓力系數(shù)

jimosea

現(xiàn)在要提出一個(gè)全新的概念，這就是氣囊的“許允過載壓力”和“安全過載系數(shù)”。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了氣囊的工作壓力，那是指氣囊在靜態(tài)條件下充氣壓力的限界值，應(yīng)該是氣囊工作壓力的最小保證值。并不是說，氣囊充氣到了這個(gè)壓力之后，高出一點(diǎn)就意味著不安全了。氣囊在靜態(tài)工作條件下，它的工作壓力應(yīng)當(dāng)說是“可控的”，這種情況大都出現(xiàn)在頂升船體的狀態(tài)或船體在移動(dòng)前的狀態(tài)。當(dāng)船體在下水移動(dòng)過程中，船體的縱傾姿態(tài)會(huì)發(fā)生細(xì)微的變化，氣囊在滾動(dòng)過程中，由于接觸船體的部位不同或地面的高度不同，都會(huì)引起氣囊內(nèi)部壓力的變化。壓力變小自然無需顧慮，壓力超過設(shè)定壓力的現(xiàn)象必定存在，這正是本課題研究的對象。
表1  2萬至5萬載重噸船舶的尺度和下水極限重量計(jì)算

				集裝箱船
船型名稱	建造年	DWT/ t	V/ kn	Lpp/ m	B/ m	H/ m	T/ m	氣囊只數(shù)	下水極限重量/ t
Cimbria	2002	39418	24	210	30	16.8	12	29	16309.89
Claude	2002	34622	22.3	198.8	30.1	16.7	11.5	27	15235.69
TMM Colima	2002	40146	21.6	232.4	32.2	19.5	11	31	18713.26
APLvenezuela	2001	42210	22.04	210.2	32.2	18.7	12.45	29	17505.95
elbwolf	1999	39230	21.9	196	32.26	19	12	27	16329.01
	散貨船
Cedar Arrow	2001	47818	14	181.8	31	18.5	12.8	25	14528.93
Jin Hui	2001	50727	14.8	182	32.26	16.69	11.9	25	15119.46
crystal lily	1999	48913	14.5	181	32.2	16.5	11.6	25	15091.34
IVS Viscount	2003	34676	14.5	172	28	15.2	10.65	23	12073.07
crystal lily	1999	48913	14.5	181	32.2	16.5	11.6	25	15091.34
	油船
Euro Sun	2001	46135	14.6	173.9	32.2	19.1	12.2	24	14487.68
Tarantella	2002	46764	15.02	176	32.2	17.2	12.18	24	14487.68
Astrakhan	2000	19890	15.4	147.3	24.5	13.4	9.8	20	9186.03
robin	1999	35966	15.03	174.5	27.4	17.6	11	24	12328.03
euro sun	2002	46135	14.6	173.9	32.2	19.1	12.2	24	14487.68
boraq	2003	46280	15.25	174	32.2	18.5	12.2	24	14487.68
	多用途船
Cape Darley	2001	32537	19.4	182	27.8	15.5	11.2	25	13029.17
Walgastern	1999	21820	15	155	27	12	8.8	21	10629.55
star ikbana	1999	39780	16.2	176	31	19	12.05	24	13947.77
super flex	2002	30537	19.4	182	27.8	15.5	11.2	25	13029.17
schippersgracht	2000	21402	19.5	159.1	25.2	14.6	10.71	22	10393.34
stadiongracht	2000	21443	19.5	160.9	25	14		22	10310.85
	成品油輪
podravina	1999	44577	15.1	175	32	17.95	12	24	14397.70
troitsky	2003	47200	15	174.8	32.2	17.5	12.2	24	14487.68
british energy	2001	39002	14.55	174.5	27.4	17.6	11	24	12328.03
Maritea	2002	34659	15	169	29.78	16.81	11	23	12840.57
	化學(xué)品船
Isola Gialla	1999	43157	16	181.9	29	15.3	11.35	25	13591.58
alnoman	2003	37256	15	168	31	17.2	10.5	23	13366.61
bow sun	2003	39842	15.5	175.25	32.2	17.95	11.5	24	14487.68
quds	2000	44954	15.38	174	32.2	18.9	12.5	24	14487.68
podravina	1999	44577	15.1	175	32	17.96	12	24	14397.70

氣囊在下水過程中，會(huì)產(chǎn)生多大的過載壓力或者叫“過載系數(shù)”？這是一個(gè)不確定性問題。目前還沒有看到過這方面的測試報(bào)告。為了弄清楚這個(gè)問題，采用遙測的壓力表，對船下水過程中船底下氣囊的壓力變化實(shí)施跟蹤測試是必要的。2006年5月25日在臺(tái)州市三門縣健跳船廠結(jié)合“金舸19”號18000dwt散貨船下水（圖8），根據(jù)我們與浙江工業(yè)大學(xué)簽訂的合作協(xié)議，由浙江工業(yè)大學(xué)海洋工程研究所對位于尾部的8個(gè)氣囊壓力進(jìn)行了測試。測試使用的儀表見圖9所示。

這樣的測試如果做過多次，就可以得到統(tǒng)計(jì)規(guī)律，為我們下一步制訂標(biāo)準(zhǔn)提供可靠的依據(jù)。

至于“過載系數(shù)”定多少是安全的？涉及到安全系數(shù)的問題。CB/T 3795-1996《船舶上排、下水用氣囊》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的（許允）工作壓力是根據(jù)爆破壓力取4.5倍的安全系數(shù)計(jì)算出來的，應(yīng)當(dāng)說其安全裕度是相當(dāng)高的，對于承擔(dān)高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)的船用下水氣囊來說也是合理的。

根據(jù)文獻(xiàn)的記載，氣囊上下水工藝推廣初期，安全系數(shù)取2～3，實(shí)踐證明是可行的。因此，安全系數(shù)從初期的2～3擴(kuò)大到現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的4.5，把擴(kuò)大的安全裕度作為許允的過載壓力系數(shù)是值得推薦的，據(jù)此，“安全過載系數(shù)”可取標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的工作壓力的1.5～2.0倍。動(dòng)態(tài)時(shí)取低值；靜態(tài)時(shí)取高值。確定了安全過載系數(shù)，就可以確定氣囊在各種工況下的許允過載壓力。如果氣囊在工作過程中瞬間出現(xiàn)的壓力不超過許允的過載壓力，則可認(rèn)為是安全的。