船體修理中常見問題及處理方法

王建強(qiáng)

摘 要：船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是十分復(fù)雜的，一般在發(fā)生結(jié)構(gòu)缺陷時(shí)進(jìn)行維修也有相當(dāng)難度，只有掌握船舶結(jié)構(gòu)，了解引起各類缺陷的原因，才能提出更好的解決結(jié)構(gòu)缺陷的維修策略。本文在總結(jié)船舶缺陷維修方法的基礎(chǔ)上對(duì)船體結(jié)構(gòu)修理進(jìn)行原則性敘述，分析了船體結(jié)構(gòu)修理中容易出現(xiàn)缺陷的結(jié)構(gòu)、常見問題以及具體的維修方法。

關(guān)鍵詞：船體修理;常見問題;處理方法

1 引起船體結(jié)構(gòu)缺陷的原因

由于船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，導(dǎo)致引發(fā)船體結(jié)構(gòu)缺陷的因素也是多種多樣。一般來說船體結(jié)構(gòu)缺陷的主要表現(xiàn)有，結(jié)構(gòu)腐蝕、船體結(jié)構(gòu)彎曲褶皺、船體板材裂紋等。

2 船舶缺陷帶來的危害

一旦有電化學(xué)腐蝕問題出現(xiàn)，會(huì)加快船舶結(jié)構(gòu)耗蝕，嚴(yán)重的還會(huì)影響到水密性，對(duì)結(jié)構(gòu)完整性造成影響，造成船體局部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足，最終這種破壞力會(huì)向船舶總體強(qiáng)度傳遞，降低船舶壽命。倘若船舶構(gòu)件在內(nèi)部材料上發(fā)生超負(fù)荷破壞現(xiàn)象，很多材料便會(huì)在這種大應(yīng)力作用下引發(fā)變形，影響到船整體的強(qiáng)度，局部構(gòu)件的損壞，結(jié)構(gòu)完整性方面的諸多影響，最終都會(huì)造成船舶結(jié)構(gòu)上的缺陷，加快船體結(jié)構(gòu)腐蝕，為此我們更應(yīng)該在日常中嚴(yán)格修護(hù)船舶結(jié)構(gòu)，使其避免因缺陷而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上的不良變化，最終造成對(duì)船體的傷害。

3 船舶易損結(jié)構(gòu)分析

首先， 腐蝕作為船舶在結(jié)構(gòu)上經(jīng)常發(fā)生的主要缺陷。頂邊艙內(nèi)縱骨、強(qiáng)框架腹板和面板、艙壁板及扶強(qiáng)材、肘板等部分都是比較容易發(fā)生缺陷的。其次，艏、艉尖艙內(nèi)構(gòu)件，上部肋骨，平臺(tái)板等的設(shè)計(jì)，一旦設(shè)計(jì)不慎時(shí)，便會(huì)很大幾率發(fā)生框架、肋板縱骨對(duì)孔或邊緣的貫穿事故，應(yīng)保持正確且周密的設(shè)計(jì)。再者，船體結(jié)構(gòu)的變形現(xiàn)象，通常都是比較容易出現(xiàn)在一些超出正常負(fù)荷外力的薄弱位置，這些部分有：強(qiáng)框架腹板;貨艙艙壁或肋骨腹板;主甲板板和甲板縱骨及平臺(tái)板等等。最后列舉下一些結(jié)構(gòu)性缺陷特征，貨艙缺陷的明顯現(xiàn)象是發(fā)生腐蝕、變形、裂紋，而橫艙壁的缺陷表現(xiàn)則是裂紋和變形。還有很多容易發(fā)生結(jié)構(gòu)裂紋和變形的船體結(jié)構(gòu)，這里不再逐個(gè)舉例，總之對(duì)于容易引發(fā)結(jié)構(gòu)缺陷的常用部分，在日常應(yīng)特別注意。

4 船舶缺陷的修理方法

對(duì)船體進(jìn)行修理是對(duì)舊船體進(jìn)行翻新并延長(zhǎng)船舶的使用壽命的一種方式。船體修理工作可以在很大程度上對(duì)于船體設(shè)備的維護(hù)水平與更新效率進(jìn)行有效的提升，從而確保船體的運(yùn)行安全。修理船舶的方法有很多種，主要方法是對(duì)結(jié)構(gòu)的補(bǔ)焊、覆板，構(gòu)件進(jìn)行換新及校正等也是常用的修理方法，因?yàn)榇w結(jié)構(gòu)的區(qū)別，所以針對(duì)不同部位，使用的缺陷修理方式也各不相同，需要作不同處理：

4.1 外板

如果腐蝕面積與范圍、程度超過了外板、肋骨及端肘板的正常腐蝕值，就需要進(jìn)行割換修理，但如果只是在橫形艙壁與壁凳斜底板、甲板、內(nèi)底板及斜載板這些部位產(chǎn)生了裂紋，只需要批掉即可，可用低氫焊條進(jìn)行全焊進(jìn)行重新焊接，需要時(shí)可進(jìn)行部分位置新加扶強(qiáng)材。如果這些部位出現(xiàn)局部的有限變形，可以進(jìn)行校平處理。如果這種變形是因?yàn)檫@些部分為厚度減少，那么就應(yīng)當(dāng)進(jìn)行換板處理，倘若是因?yàn)橛|底原因引發(fā)的構(gòu)件變形，則需要進(jìn)行局部板材的換新，同樣使用低氫焊材焊接。

4.2 甲板結(jié)構(gòu)

甲板結(jié)構(gòu)的覆蓋范圍廣，結(jié)構(gòu)組織較多，主要應(yīng)注意以下幾個(gè)部分，防止其發(fā)生裂紋、變形及溝槽腐蝕的缺陷，橫向甲板條、艙口角隅、艙口蓋、艙口圍板，通常情況下的局部換新，可以適當(dāng)考慮加厚換新構(gòu)件的鋼板厚度，焊接時(shí)也可以進(jìn)行強(qiáng)材適當(dāng)加扶。如果有多處普遍裂紋，考慮是否是設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足，設(shè)法進(jìn)行徹底性修理，避免以后有類似情況的發(fā)生。

4.3 頂邊艙

構(gòu)件過分腐蝕現(xiàn)象多存在于頂邊艙內(nèi)，斜底板、甲板等構(gòu)件如果有超量腐蝕發(fā)生，一定要注意及時(shí)進(jìn)行割換，而裂紋和變形，多發(fā)生在邊艙內(nèi)縱骨、強(qiáng)框架、肘板部位，因此需要進(jìn)行割換后進(jìn)行局部性能增強(qiáng)，如果變形情況過大或嚴(yán)重，還需要進(jìn)行肘板及縱骨數(shù)量的增加。但是有一種特殊情況需要注意，對(duì)于油船和頂邊艙這類的艙內(nèi)縱骨水孔邊緣嚴(yán)重變薄、腐蝕情況，一定要進(jìn)行縱骨切換，且割換范圍不得小于 300mm。

4.4 底邊艙

如果裂紋的位置是處于雙層底邊艙及艙底和橫艙之間的過渡區(qū)域，那么方法就是把裂紋進(jìn)行批掉，可以用焊條進(jìn)行補(bǔ)接，但前提是必須保證其是全焊透狀態(tài)。倘若裂紋已經(jīng)蔓延至板材上面，就需要割換局部板材，如果必要的話，還需要進(jìn)行過渡肘板的增加。如果底邊艙內(nèi)部以及雙層底最內(nèi)部的構(gòu)件有嚴(yán)重的變形和腐蝕現(xiàn)象發(fā)生，一定要進(jìn)行徹底割換，避免產(chǎn)生危險(xiǎn)隱患。

4.5 艏艉部

如果艏、艉尖艙的內(nèi)部構(gòu)件已經(jīng)被嚴(yán)重的損壞，產(chǎn)生了巨大裂紋和腐蝕現(xiàn)象，通常都會(huì)采用割換方法處理，但是如果是因?yàn)樽矒粢l(fā)的變形及類似缺陷，就需要以總體船體情況為基礎(chǔ)進(jìn)行考慮，可以進(jìn)行新構(gòu)件的換置，也可以將構(gòu)件厚的地方進(jìn)行整合平整。倘若引發(fā)船體尾部構(gòu)件損壞的原因是因?yàn)槁菪龢ふ瘢瑒t需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足需要。

4.6 貨艙

對(duì)于貨艙的結(jié)構(gòu)缺陷，一定要將腐蝕部分全部進(jìn)行割換，需要將艙內(nèi)上下肘板部分，以及肋骨等進(jìn)行整治，其次，如果肋骨和外板角的焊縫部分，常常有十分厲害的腐蝕現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行補(bǔ)焊。對(duì)于底邊與頂邊的肋骨，以及構(gòu)建下斜板位置的裂紋問題，應(yīng)當(dāng)選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行處理，可以參考肋骨肘板割換方式來進(jìn)行補(bǔ)修，而那些有嚴(yán)重變形現(xiàn)象發(fā)生的雙層底板凹陷部分，排除沒有受到影響的雙層底骨架，倘若沒有十分大的變形量，且板體厚度還是原來的厚度，這時(shí)可以進(jìn)行特別情況下的特殊處理。

5 船體結(jié)構(gòu)的主要修理工藝：

換板：船體結(jié)構(gòu)修理施工前應(yīng)根據(jù)受損情況制定修理工藝，和驗(yàn)船師商定后施工，未經(jīng)驗(yàn)船師同時(shí)不能拆除船體強(qiáng)力構(gòu)件或者在船殼板、甲板、水密艙壁進(jìn)行換板。大中型船舶在換板之前要進(jìn)行測(cè)厚，選取該版的平均厚度部分，取兩到三點(diǎn)進(jìn)行超聲波測(cè)厚，換板最小尺寸為300×300mm，應(yīng)特別注意的是在船舯0.4L 范圍內(nèi)的外板、甲板等高應(yīng)力區(qū)，如果出現(xiàn)了較為密集的割換處理，則應(yīng)當(dāng)采用大面積的連片換板，而不應(yīng)采用多塊小間距的條狀并列換板方式。

焊接：船體結(jié)構(gòu)修理中必然會(huì)出現(xiàn)大量焊接，而無論哪種結(jié)構(gòu)的焊接都有可能出現(xiàn)焊接變形，控制焊接變形的方法：首先從設(shè)計(jì)上要合理安排焊縫，避免將焊縫布置在應(yīng)力集中處;船體結(jié)構(gòu)中的平行對(duì)接焊縫的間距最小為100mm，且避免尖角相交;對(duì)接焊縫與角接焊縫之間的平行距離不能低于50mm。其次，從焊接工藝上考慮，留變形余量，通過公示計(jì)算出變形量，在焊接前的設(shè)計(jì)中留出相應(yīng)的變形量。在焊件周圍加固定，限制焊件的熱力擴(kuò)張。再者，選擇合理的焊接順序，讓各個(gè)方向的張力相互抵消，如，焊縫盡量靠近構(gòu)件的中間軸，如果是非對(duì)稱的構(gòu)件，那么先焊接焊縫少的一面，對(duì)稱焊縫的構(gòu)件則要同時(shí)安排焊工進(jìn)行對(duì)稱焊接。段焊縫焊接可以使用分中對(duì)稱焊接;長(zhǎng)焊縫焊接，如焊縫長(zhǎng)度超過一米可以采用分段焊接的循序，如，交替跳焊或分段退焊。最后，控制焊接工藝參數(shù)，即焊接時(shí)的電流、電壓和速度等。一般電流、電壓和焊接變形呈正相關(guān)，與焊接速度呈負(fù)相關(guān)，所以，為了減少焊接變形，適當(dāng)減少焊接時(shí)電流、電壓，而提升焊接速度。

6 總結(jié)

船體結(jié)構(gòu)直接關(guān)系到船舶的行駛安全，涉及船上貨物、人員安全。因此加強(qiáng)對(duì)船體的結(jié)構(gòu)修理，對(duì)有結(jié)構(gòu)缺陷的船舶或故障進(jìn)行及時(shí)維修和修復(fù)，保證船舶運(yùn)行安全。另外，在船體結(jié)構(gòu)修理中可以根據(jù)引發(fā)結(jié)構(gòu)缺陷的原因進(jìn)行具體分析，再采用合理的修理方法，除了船體結(jié)構(gòu)維修，維修人員在平常也要多積累一些船舶的維修保養(yǎng)知識(shí)，加強(qiáng)對(duì)船體的結(jié)構(gòu)保養(yǎng)。

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