气囊下水从成功的那一天起,困扰其进展的就是载运船舶的气囊强度,早期的气囊因其制作技术的落后,耐压强度差,以致气囊下水船舶的重量在第一个十年间进展不大,始终在500吨以下徘徊。
1993年,济南昌林气囊容器厂成立,这是一家以开发高强度船用下水气囊及其应用技术推广为宗旨的民营企业。在孙菊香厂长的领导下,率先研制成功“环绕贴敷”整体制作橡胶气囊的技术,加上采用优质的橡胶和高张力强度的帘子线,使气囊的强度大幅度提高,为气囊下水千吨级以上的船舶创造了条件。
1994年是我国气囊上下水历史上发生转折的一年。那一年的9月份,舟山船厂用济南昌林气囊容器厂生产的新型高强度气囊使一艘长69.8米,宽14.8米,自重900吨的车客渡船成功下水。《中国船舶报》给予高度评价,以“我国船舶气囊下水有新突破”的标题在头版头条进行了突出报道(图5),并被评为当年船舶行业的十大科技成就之一,标志着我国船舶气囊下水技术一个新的起点。从那时起,我国采用气囊下水船舶的吨位节节攀升,实现一个又一个的飞跃。
1995年10月6日,湖北省浠水船厂一艘8000DWT的宽体甲板驳(图6)要求采用气囊下水。该驳长91.5米,宽24.4米,深5.5米,自重1200吨。当时利用河滩的自然坡度下水,场地有许多缺陷:平整度差,坡度也不均匀,尤其是岸边有一小段陡坡,增加了下水的风险。然而令人惊奇的是气囊的柔性弥补了场地的种种缺陷,居然使这样重的一艘船安然下水了,创造了下水船舶重量突破千吨的纪录。这在气囊下水的历史上是一个里程碑。
气囊下水技术在全国推广之后,由于缺乏标准,以致在市场上出售的气囊良莠不齐,导致气囊下水失败的事故不断发生。这使济南昌林气囊容器厂意识到必须建立行业共识的标准,以提升整个行业的水准。济南昌林气囊容器厂在制订出企业自有标准的基础上,与中国船舶工业综合技术经济研究院合作,着手起草、提出我国第一个下水气囊产品标准。这就是1996年批准颁布的《船舶上排、下水用气囊》(CB/T 3795-1996)船舶行业标准(图7)。该标准规定了船舶上排、下水用气囊的定义、结构尺寸、产品标记、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等。这对船用气囊行业来说,具有划时代的意义。说它具有划时代意义是因为这项标准没有对应的ISO国际标准,是完全由我国造船技师、企业家和标准化工程师通过千百次实践,理论研究,总结经验得来的,是由我国首创制订的一项船舶行业标准,这在船舶行业标准中是独一无二的。后来这项标准经过修订,成为制订船舶下水气囊国际标准的蓝本。从此,船舶气囊下水技术成为中国创造的品牌。
济南昌林气囊容器厂起草提出的第一个气囊标准
制订标准的数据都是经过实验验证和理论推导后得出来的。例如为了验证气囊受压后内部压力的变化,我们先是建立了气囊囊壁受力的模型,如图8所示。然后进行理论计算,得到垂向压扁后,内部压力变化的规律,以及强度变化的规律,再通过试验来加以验证。