船用钢板厚度公差对空船重量的影响

船用钢板厚度公差对空船重量的影响 科论坛 船用钢板厚度公差对空船重量的影响 摘要:文章对新生效的uRw13"钢板和 宽扁钢厚度公差"统一进行了阐述,针 对钢板本身的公差范围要求在生效前后的变 化,来讨论对空船重量的影响,并针对影响 的原因,来讨论我们可以采用哪些降低 该新生效公约对空船重量的影响. 一 ,前言 国际船级社协会(IACs)最新修改的uR Wl3"钢板和宽扁钢厚度公差"统一要求已 于20l1年1月1El起生效.这一统一要求适用 于2011年1月1El及以后签订建造合同的船舶和 2011年1月1El及以后申请检验和发证的船体结 构用钢板.鉴于船用钢板的特殊性,这一新要 求的生效,将涉及到我国船用钢板的生产,船 舶设计的水平,以及船舶的建造工艺等多个领 域,我们在这里仅仅就"新要求"对船舶的空 船重量这一重要指标的影响和如何应对的措施 做些探讨. 二,最新"钢板和宽扁钢厚度公差"统一 要求的基本变化 中国船级社针对"钢板和宽扁钢厚度公 差"统一要求最新的修改及时向各船舶制 造企业,钢材生产企业,船舶设计单位等发布 了第49号通函,对统一要求的内容作了解释. 由于这一新要求对IACS成员船级社是强制性 的,因此在随后的中国船级社发布的《材料 与焊接规范》2011年修改通报中,也将该统一 要求纳入其中(第一篇,第三章3.1.3),对 船用钢板的厚度公差范围,测量方法,适用范 围,制造厂等进行了详尽的阐述,并制定 了相应的规范要求.首先,我们在这里先了解 一 下与原要求相比,新生效的公约发生了哪些 变化: (一)厚度公差方面,船体结构用钢板的 厚度负偏差虽仍为不得超过一0.3毫米,但在这 里"要求"引入了平均厚度的概念(算术平均 值),并规定钢板测量的平均厚度不得小于钢 板的名义厚度.正公差则可按照相关国家标准 执行. 规定了厚度测量方法,即对钢板厚度的测 量可以采用自动或手工测量方法,按照要求的 测量位置至少选两条线,每条线至少选三个测 量点.平均厚度为测量结果的算术平均值. (二)根据钢厂工艺情况,若钢厂按正公 差控itifjgL$]J船体结构用钢板,如果保证任何测 点厚度均不低于名义厚度的轧制工艺,则不必 按照第二条规定进行厚度测量和计算钢板的平 均厚度. 三最新"钢板和宽扁钢厚度公差"统一 要求带来的基本影响 首先,该要求会对钢铁制造企业会造成 一 定的影响,新要求对原有钢厂的采用对船板 按负公差的轧制工艺产生影响,这一要求将会 出现使船板负公差上移,按正公差控$11gLSU的 何广韬中国船级社天津分社产品处 问题,从而造成钢板交货重量的增加,船厂采 购成本的增加,其经济效益就受到了一定的影 响;同时,目前为减少船用钢板~Litill的厚度正 公差进一步增加,较为有效的办法是钢板制造 企业改进生产工艺,提高钢板厚度~L$1J的控制 精度,这对于装备水平高,精度控制好的先进 生产线来说,相对会容易一些,而对于我国 大部分船用钢板生产企业来说,则是较为困难 的,而对提高控制精度所带来的船用钢材成材 率下降,生产成本提高及船用钢板价格上升等 问题都将在今后一段时间内成为我国船舶工业 所面临的困难. 其次,该要求的生效,对我国船舶工业而 占,特别是对新建船舶的空船重量的控制将会 产生一定的影响. 空船重量在航海运输和生产中具有十分重 要的地位,因为船舶的浮态,稳性,航海性能 的估算,船舶租赁买卖,货物重量的计量等均 用到空船重量.船舶在各个设计阶段都会对 空船重量进行估算,使其逐步接近交船的实际 状态,从而为船舶的性能和载重量提供可靠的 保证,是船舶参数重要的之一,也是船东关心 的指标之一.在目前的空船重量的估算上,其 基本上有载重量系数法和分项估算法,而实际 上,估算的空船重量的数值与最终倾斜试验结 果总会存在一定误差,空船重量的误差,将会 导致载重线变化,稳性计算的变化,干舷的变 化,载重量的变化,特别是如果与原始计算误 差为2%时,则原有初步稳性资料不再适用, 而需要重新计算并送审;而如果是姊妹船,则 续制船在与首制船比较时,按照MSC.216(82) 决议的要求,2009年1月1El及以后建造 的姐妹船与首制船空船重量的偏差,如有空船 重量偏差L?50m大干首制船空船重量的 2%;L?160m大干首制船空船重量的1%} 中间船长按船长线性插值,则续制船也要进 行倾斜试验. 如果出现上述这些情况,无形中会加大工 厂的生产成本,也导致交船周期的延长,对于 船东和船厂都有不利的影响.同样,由于空船 重量的增加而造成载重量的减少,也是船东非 常关心的,在签订建造合同时,也会增加相应 的罚款条件来敦促船厂严格控制空船重量,也 会关系到同型船在国际上的竞争力. 以目前国内的基本船型来看,据不完全统 计,船的钢板用量约占整船钢材消耗量的80% 以上,而如果钢板按新的统一要求交货,船用 钢板交货重量大约增~JH1%,则空船重量级就 会相应增加,以一条3万载重吨散货船而言, 其船体结构消耗钢板约为2400张,7万载重吨 散货船消耗钢板数量为3500张,在这里我们仅 假设钢板采用2X12米板尺计算,如果订货的钢 板是按新要求进行gLN的话,平均公差控制为 0.2ram,那么其空船重量将增加近90吨和132 吨,而如果是3O万吨VLCC大型油船,其预估 钢板为6.6万吨,,则钢板会增重约为660吨, 可以从这些假定数据来看,船用钢板重量的增 加,会使造船企业购成本提高,同时当与其他 影响船舶空重的因素累积的话,会造成船舶空 船重量的增加,载货量下降,甚至还有舱容的 减小,偏差也会涉及到是否能够降低造价和运 输成本,保证船舶具有良好的经济性. 四.减小"钢板和宽扁钢厚度公差"新要 求对船舶的影响 作为船舶相关企业和部门应该重视新要求 的这些变化,对其带来的影响应有充分的思想 准备,并做好相关应对工作.在船舶的初步设 计,详细设计和后续建造过程中,空船重量的 计算应始终贯穿始终,由简到繁,逐步趋近真 实重量,应该充分认识到目前的这种情况,针 对它采取我们切实可行的方法. 1,在初步设计中,采用优化船型的方 法,对涉及空船重量的船长,船宽等几个性能 参数进行综合考虑. 我们列举了下面几个参数,对它们的基本 元素做些解释来阐述这些参数对空船重量的影 响,为在今后的设计中提供帮助. 船长:从构件数量和强度条件两个方面 来分析,船长对空船重量的影响最大.从构件 数量和几何尺寸看,船上大部分构件都与L有 ,船在水中所受的 关;从强度条件看,L越长 纵总弯矩越大,要求船体构件尺寸大. 船宽:船宽对纵向构件影响不大,但对横 向构件的强度影响较大.从构件数量看,船宽 主要与船底,甲板,舱壁等有关. 型深:一般来说,型深的增加会引起构件 数量的增加.但从总纵强度来看,型深大,船 体梁的剖面模数w也大,对强度有利.对于大 船,增加型深,增加型深后对剖面模数w的贡 献相当程度上抵消了构件数量的增加,其总的 钢料增加甚微或不增加;对于小船,会造成钢 料增加. 吃水:吃水的变化不影响构件的数量,但 对局部强度有一定的影响. 方形系数:方形系数对船体构件的数量和 尺寸影响甚微,但根据规范,对船体梁的剖面 模数有影响. 因为在船舶的技术规格书中基本上已经确 定了船舶的船级,航区,总布置和结构特征, 所以通常都是在船舶的后期设计中来确定该船 的主尺度,包括船长,船宽,型深等参数,而 经过计算来适当考虑优化构件的尺寸和规格, 减少空船重量在载重量中的比值,为正公差交 货的船板做储备,使其对空船不至于产生过大 影响. 2,杜绝船上安装固定压载的现象. 通常来讲,固定压载属于空船重量的一部 分.分析一下船舶加固定压载的主要原因有: 某些船舶稳性不足,加固定压载以降低重 *下转P198 797 FORT【JN,W0RL0201110 科论坛 大水面明水"赶网''捕捞新方法 吉林省舒兰市大水面明水捕捞 吉林省舒兰市座落在吉林省东北部, 山清水秀.松花江,拉林河,卡岔河,细林 河,霍伦河等在境内蜿蜒流淌着,水资源非 常丰富.大,中,小水库200多座,其中大型 水库1座,中型水库4座,具有得天独厚的渔业 养殖水资源. 近年来,随着人们消费观念的改变, 对大水面自然生长的水产品需求不断扩大, 大水面生产的水产品的市场价格不断提高, 渔业生产经营前景非常乐观,经营者不断追 求探索,在经营管理好大水面养殖生产的同 时,还积极探索更好更有效的捕捞方法,舒 兰市的5座水库(亮甲山水库,响水水库,太 平水库,新安水库,小城水库)大水面明水 "赶网"捕捞取得了非常好的效果. 一 方法: 1.概念: 大水面明水"赶网"捕捞是指在大水面 明水期利用拦,赶,刺等捕捞方法,将鱼围 赶在一个较小的,水比较深的水域,使用箔 网,把鱼捕出的捕捞方式. 2.方法:见下图(大水面明水捕捞示意图) (1).根据大水面地形的不同,可以把 其分割成几个区域. (2).在第一区域,捕捞作业人员在 水库边开动两条机船沿两侧库边拖带足够长 的刺网赶鱼到与第三区域交汇处,用拦网隔 开,这时第一区域内的鱼全部赶出.这样依 次操作到第三区域,同时可以把第一,第二 区域的拦网撤出. (3).第四,第五,第六区域的赶鱼操 作方法同上,最后把鱼赶到一个相对较小的 第七区域,在第七区域四周拦网的相应位置 安装箔网,可以根据鱼的密度任意设置箔网 的数量.鱼进入箔网内就不能返回,捕捞人 员可以在箔网内任意捞鱼. (4).当箔网内的鱼数量减少到一定数 量时,捕捞人员可以在第七区域开动机船拖 带刺网继续赶鱼,直至用刺网检验此区域几 乎没鱼为止. =,结果: 通过2008--2011年4年间的捕捞实践,此 捕捞方法取得了明显的实效.具体见下表: 吉林省舒兰市大水面捕捞成果表 单位:万公斤 I198lF.RTLjNEw._R1_.2."{. 杨秀和吉林省舒兰市亮甲山水库管理局 ,\威果2008正2009芷2010仨2011 阜\ 亮甲山水库10.2 响水水库7.26.5 太平水库3.75.8 新安水库8.45.6 小城水库3.55.54.76.0 三讨论: 1.拆li{劳竞罘着.回拆李fin至IJ5a?匕. 2.在围赶的过程中,可以通过控制网眼 的大小捕捞相应规格的商品鱼,捕大留小. 3.可以根据市场价格的波动随时任意进行 捕捞,为养殖承包者带来更大的经济效益. 4.可以根据捕捞数量的多少,任意选择 捕捞场地的大小进行围捕,避免盲目性. 5.捕捞出的商品鱼都是鲜活鱼,市场价 格很高.捕大留小的同时,可以最大限度地 不伤及到其他鱼,不影响其他鱼的生长. 6.通过这种捕捞方法,把鱼围赶到一个 较小的固定的区域,可以根据市场的销售量 任意捞鱼,保障随时随地有鲜活的商品鱼进 行出售,提高市场商品鱼的占有率,获得最 大的经济效益. 州糊黼醴?隧-啊—??_——??_?上接P197 心高度, 某些特殊船舶嫌满载吃水太浅或排水量太 小,用固定压载加大吃水和排水量; 有的船因布置的特殊要求导致浮态不理 想,用加固定压载来调整纵倾 对于一般运输货船,设计成加固定压载 是不允许的.但是某些特殊情况下,新船建造 完工后,通过倾斜试验发现重心过高或浮态很 不好,不得已采用用加固定压载来作为一种补 救措施,以便在新船牺牲了部分装载能力后还 能继续使用.曾经有一条7000吨集装箱船,由 于重量重心计算和稳性计算出现错误,倾斜试 验后发现出现重心偏左,重心过高的问题,从 而不得不增加了200吨左右的压铁,才解决问 题,从而造成载重量不必要的损失. 为此,在设计初期,采用合理的方法,进 行比较准确的重量重心和浮态计算,减小添加 固定压载的风险,防止在建造后,倾斜试验结 果无法满足设计要求,从而为降低重心而增加 的固定压载的情况, 3,在船舶结构上进行考虑,通过采用不 同措施,来达到减重的目的. 合理的安排结构上的减轻孔,在保证结构 计算强度的基础上,在构件上加开减轻孔,减 小钢结构的重量;同时,如果在设计过程中, 出现了部分偏差,也可以通过,加开减轻孔的 方式进行减重,曾经北方一家船厂,在4800吨 多用途集装箱船建造过程中发现存在钢结构重 量超标的问题,便采用了此种方法,计算后, 在部分肋板,集装箱支柱增加开孔,并通过船 级社认可,用以达到控制空船重量的目的 在结构强度计算后,对一些部位可以考虑 选用高强度钢材,用以减构尺寸,减轻重 量,当然这里还要考虑船舶的制造成本,而不 必一味的追求减重. 对结构布置进行优化,减少不必要的加强 结构.在船舶设备中,船用吊车,克令吊,系 泊设备,货舱舱盖系统,集装箱设备等大型船 用设备的安装,都需要在其基座或构件下部增 加加强构件以便其正常工作,应尽量合理安排 舾装设备的安装位置,将船舶自身构件用于设 备的加强,通过计算对其进行核算,使其满足 加强要求,从而减少后期增加的加强结构,防 止钢材的用量过多. 4,在初步设计中,适当放宽排水量裕 度,对下列船舶建造中的有可能出现的增重因 素考虑进去. 设计中重量估算误差. 未预计重量的增加,如在设计后期或建造 过程中船东提出增加设备等. 建造中时常难免会采用代用品(包括材料 及设备等)导致空船重量增加. 排水量裕度的取值视不同设计阶段而定, 例如,在初步设计阶段,排水量裕度可取空船 重量LW的4%6%.或者对船体钢料重量 wH取3%5%,对舾装重量wO和机电设 备重量wM各取8%l0%. 5,船舶建造企业在建造过程中需要注意 的问题 首先与设备厂商进行良好沟通,要求其 提供准确的舾装,机电设备的重量,由于空船 重量计算贯穿这个设计建造过程中,所以其详 细数据将会为空船重量的准确性提供良好的保 证,从而降低钢板正公差带来的影响. 其次,严格工艺纪律,建造过程中不随 便使用厚板代替薄板,不随意使用规格高的型 材替代规格低的型材,材料代用应谨慎;严格 控制用于加强或是管系,电缆等支撑件的腹板 的使用;严格控制焊接工艺参数,防止焊脚过 大;避免居住舱室甲板不平度未校正好便吊 装,而后通过高于标准的甲板敷料来保证居住 区的甲板的平度,免得雪上加霜;对于船东提 出的板材加厚要求一定要进行协商,并考虑船 东提出的设备改型等要求,防止无意义的增重 问题. 五结论 在这里.我们分析-f(IACS)最新修改的 URw13"钢板和宽扁钢厚度公差"统一要求 的基本内容,也分析其带来了的基本变化,谈 到了该要求可能带来的影响,并列举了一些减 轻这些影响的方法,并希望通过这篇文章能够 尽力为船舶企业,设计单位,航运公司应对新 要求提供一些帮助. 参考文献: 《船舶设计实用手册》1997.6中国船舶工业 总公司出版