现在要提出一个全新的概念,这就是气囊的“许允过载压力”和“安全过载系数”。标准规定了气囊的工作压力,那是指气囊在静态条件下充气压力的限界值,应该是气囊工作压力的最小保证值。并不是说,气囊充气到了这个压力之后,高出一点就意味着不安全了。气囊在静态工作条件下,它的工作压力应当说是“可控的”,这种情况大都出现在顶升船体的状态或船体在移动前的状态。当船体在下水移动过程中,船体的纵倾姿态会发生细微的变化,气囊在滚动过程中,由于接触船体的部位不同或地面的高度不同,都会引起气囊内部压力的变化。压力变小自然无需顾虑,压力超过设定压力的现象必定存在,这正是本课题研究的对象。
表1 2万至5万载重吨船舶的尺度和下水极限重量计算
|
|
|
|
集装箱船
|
|
|
|
|
|
船型名称
|
建造年
|
DWT/ t
|
V/ kn
|
Lpp/ m
|
B/ m
|
H/ m
|
T/ m
|
气囊只数
|
下水极限重量/ 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
|
|
散货船
|
|
|||||||
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
|
|
成品油轮
|
|
|||||||
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
|
|
化学品船
|
|
|||||||
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
|
气囊在下水过程中,会产生多大的过载压力或者叫“过载系数”?这是一个不确定性问题。目前还没有看到过这方面的测试报告。为了弄清楚这个问题,采用遥测的压力表,对船下水过程中船底下气囊的压力变化实施跟踪测试是必要的。2006年5月25日在台州市三门县健跳船厂结合“金舸19”号18000dwt散货船下水(图8),根据我们与浙江工业大学签订的合作协议,由浙江工业大学海洋工程研究所对位于尾部的8个气囊压力进行了测试。测试使用的仪表见图9所示。
这样的测试如果做过多次,就可以得到统计规律,为我们下一步制订标准提供可靠的依据。
至于“过载系数”定多少是安全的?涉及到安全系数的问题。CB/T 3795-1996《船舶上排、下水用气囊》标准中规定的(许允)工作压力是根据爆破压力取4.5倍的安全系数计算出来的,应当说其安全裕度是相当高的,对于承担高风险作业的船用下水气囊来说也是合理的。
根据文献的记载,气囊上下水工艺推广初期,安全系数取2~3,实践证明是可行的。因此,安全系数从初期的2~3扩大到现行标准的4.5,把扩大的安全裕度作为许允的过载压力系数是值得推荐的,据此,“安全过载系数”可取标准规定的工作压力的1.5~2.0倍。动态时取低值;静态时取高值。确定了安全过载系数,就可以确定气囊在各种工况下的许允过载压力。如果气囊在工作过程中瞬间出现的压力不超过许允的过载压力,则可认为是安全的。