打捞气囊在海事打捞助浮方面的应用十分广泛,例如救助搁浅船只或者助浮沉没船只等等。由于海事打捞救助工程具有突发性以及很强的时效性,打捞公司如果采用常规的起重等方法,往往受制于大型起重设备或者需要花费高昂的费用;然而采用气囊辅助工艺,打捞公司可以方便快捷得完成打捞救助工作。
大型沉船整体的打捞方法主要有浮筒打捞、浮吊打捞等。目前浮筒法中所用浮筒几乎都是用硬质材料的刚性浮筒。大型浮筒起浮能力大,同时体积庞大在其下潜和捆绑于沉船时,容易受水下环境影响,需要昂贵的设备和较长的时间才能完成浮筒与沉船的系绑。如果沉船倾覆严重,在扶正前,硬质浮筒很难捆绑于沉船倾斜一侧上。加上浮筒占用空间大,使一艘救捞船所载浮筒不能满足打捞自重万吨沉船所需。这些都使打捞作业效率降低、成本升高。
柔软性材料制作的打捞气囊可折叠或卷成圆筒状储运或下潜,这样使得单船打捞气囊储运能力可能超过目前全国所有刚性浮筒起浮能力的总和,打捞能力将极大提高。另外打捞气囊下潜时受水文条件的影响相对较小,水下作业效率高。
打捞气囊由高强度编制纤维橡胶等复合材料制成,单只起浮能力可以达到100吨。打捞气囊起浮时所受载荷将集中于气囊的纵向经线———锦纶丝上。经线总截面应按承载能力的2倍选取。这是考虑到在水介质中柔性打捞气囊的缓冲性能好,遇到突然过载时能通过缓冲而使钢缆峰值应力降低,避免拉断。打捞气囊圆周方向的拉应力,以气囊承受最大弹性膨胀内压力为设计准则。单向泄气阀的出口压力根据气囊可承受最大内压力设定,避免了打捞气囊在充气上浮过程中,随水深减小而膨胀所带来的危险因素。
打捞气囊入水前,充入适量空气,以便潜水员或潜水器的机械手搬运。打捞气囊的重量相对较轻,对于沉船不便于系钢缆的局部,如陷于泥沙之中而又没有悬挂位的船舶底部或潜艇,就可用柔性吸盘吸附在船舶或潜艇表面,提供悬挂位。
打捞船动力定位后,使引导锚坠落于沉船中部一侧约10米处。将打捞气囊一端用带开启环的缆绳与配重锤连接,再将开启环套在系锚缆上,然后将气囊和重锤一同抛入水中,气囊将在系锚缆的引导下准确坠落于沉船旁,再由潜水员或潜水艇的机械手取下,捆绑或系挂于指定部位。对于倾覆的沉船,可通过在一侧悬挂或捆绑气囊的方法先扶正后,再在两侧捆绑气囊。对于需要吸盘悬挂的,将吸盘紧贴在船舷后,用泵将吸盘内的水吸尽即可。对于进出容易的船舱,可将一些合适的打捞气囊置于舱内,充气排水,即减轻船体重量又能够部分恢复船体浮力,操作方便,简化了气囊捆绑作业。
打捞气囊捆绑、充气完毕后,将浮吊用钢缆与沉船相连接。启动浮吊,使沉船缓慢上升,直至完全露出水面。由于浮筒充气前体积小、重量轻,便于储运、下潜、捆绑等,可以采用中等吨位、多数量的气囊布置方案。打捞气囊充气后,与船舷接触的一侧在压力的作用下紧贴于船体,使船体受力均匀,且比同样吨位的刚性浮筒所需捆绑钢缆强度小得多,因此系钢缆作业变得很容易。
打捞气囊的保管储运费用相对刚性浮筒低得多,这可使储备起浮吨位增加。如果地域分布合理,打捞作业能在尽可能短的时间内展开,将使一艘打捞船和一艘拖船组成的救捞队伍打捞大型深水沉船的梦想变为现实。
应用气囊下水搁浅船案例:
图一:69米长气罐船在离水面18米搁浅 图二:放置气囊,顶起船体
图三:推土机推出下水坡道 图四:气囊滚动船体入水
图五:船体成功入水自由漂浮