一种在船坞内开展压载舱强度试验的方法与流程

本发明涉及船舶建造技术领域，尤其涉及一种在船坞内开展压载舱强度试验的方法。

背景技术：

目前，在建船舶大型压载舱的强度试验一般需要在船舶出坞并停泊在码头后开展。传统在码头阶段进行大型压载舱强度试验的主要原因是码头水深较深，船舶浮态可以自由调整，安全风险较低。

然而，随着现代造船行业的不断发展，国际竞争形式日益激烈，船舶短周期建造已经成为接单能力的一项重要指标，企业对大幅缩短建造周期的需求十分迫切。因此，在码头阶段开展大型压载舱强度试验已逐渐不能适应当代船舶的生产模式，其主要劣势体现在以下几个方面：

第一，对于液化天然气(下简称lng)船，其货舱与压载舱共用舱壁在货舱内侧，需要安装绝缘层，以及具有类似设计要求的其他类型的船舶，为了保证压载舱强度试验时货舱内侧的结构变形可以观察到，要求货舱内的所有安装项目必须等到压载舱强度试验结束后才可以开工，而目前压载舱强度试验需在船舶出坞并停靠码头后历时1个月才能完成，这将使货舱内部安装项目的开工时间严重滞后。

第二，船坞和码头基建工程方面，码头的水管管路的加水能力要远小于船坞，码头阶段进行压载舱强度试验的加水速度非常缓慢，例如174,000立方米级lng船，8个货舱压载舱强度试验完工通常需要1个月以上的周期，这一时间段内，绝大部分时间都在做加水和驳运水操作。

第三，船舶拖曳至码头需要推轮顶靠、移船、码头系缆等复杂操作，引发较高的经济成本。

综上所述，目前缺少一种能够避免上述码头强度试验的缺点，很好地应对新的国际造船环境，使货舱内部工作开工节点前移，进而缩短整船建造周期的方法。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种在船坞内开展压载舱强度试验的方法，用以解决上述码头强度试验存在的问题，将压载舱强度试验提前至船坞阶段完成，能够将货舱内部工作的开工节点前移，大大缩短了船舶的建造周期，提高了船舶的建造效率。

一种在船坞内开展压载舱强度试验的方法，具体包括以下步骤：

s1，在船坞阶段，分阶段多次向船坞和半船内的第一批次压载舱内注水至第一批次压载舱达到满舱状态，所述第一批次压载舱为半船内的通过第二批次压载舱间隔开的压载舱；

s2，对第一批次压载舱进行强度试验；

s3，第一批次压载舱内的压载水自流驳运至第二批次压载舱内直至两者舱内液位相等为止；

s4，向半船的第二批次压载舱内注水至满舱状态，对第二批次压载舱进行强度试验；

s5，多次逐步排干半船内和船坞内的水。

优选地，所述步骤s1中分阶段多次向半船的第一批次压载舱内注水直至满舱状态的具体步骤为：

在船坞进水前，向半船的第一批次压载舱内注入第一份量压载水，所述半船落墩在若干个坞墩上；

向船坞内注水直至保持落墩状态的半船的吃水深度达到第一深度为止；

继续向第一批次压载舱内注入第二份量压载水；

继续向船坞内注水直至保持落墩状态的半船的吃水深度达到第二深度为止；

继续向第一批次压载舱内注入第三份量压载水使其达到满舱状态。

优选地，所述第一深度小于存储有第一份量压载水的半船在漂浮状态下的吃水深度并小于存储有第二份量压载水的半船在漂浮状态下的吃水深度；

所述第二深度小于存储有第二份量压载水的半船在漂浮状态下的吃水深度并小于第一批次压载舱满舱时半船在漂浮状态下的吃水深度。

优选地，在执行步骤s1之前，还需利用仿真软件模拟半船内存储不同份量压载水时半船在漂浮状态下的吃水深度及半船各舱段下方坞墩承受的正向压力。

优选地，根据仿真软件模拟出的半船内存储不同份量压载水时半船各舱段下方坞墩承受的正向压力，调整半船各舱段下方的坞墩的布置位置，使每个坞墩承受的正向压力均小于其额定载荷。

优选地，所述步骤s5中多次逐步排干半船内和船坞内的水的具体步骤为：

船坞排水前，将半船的各压载舱内的压载水排放至船坞，排出量为第四份量压载水；

排放船坞内的水直至保持落墩的半船的吃水深度达到第三深度为止；

调节船坞的排水速度，同步排放掉半船的各压载舱内剩余的压载水和船坞内的水。

优选地，所述第三深度小于半船排出第四份量压载水后半船在漂浮状态下的吃水深度。

优选地，所述半船为货舱区域的船体结构已建造完成的未完工船舶。

优选地，所述半船为货舱区域的船体结构和机舱区域到第四甲板之间的船体结构均已建造完成的未完工船舶。

优选地，所述半船可替换为从船艉到船艏的船体结构均建造完成的整船。

本发明的有益效果是：

1、本发明能够解决现有技术中在码头上开展压载舱强度试验所存在的问题，本方法将压载舱强度试验提前至船坞阶段完成，能够将货舱内部工作的开工节点前移，大大缩短了船舶的建造周期，提高了船舶的建造效率，提高了船坞适用性和利用率。

2、发明满足了不同船坞生产计划排布下，不同建造阶段半船/整船的坞内压载舱强度的试验需求，适应力强。

3、本发明具有广泛的适用性，推广性极佳。

4、按照本发明的在船坞内开展压载舱强度试验的方法，只需8天即可完成船舶压载舱强度试验，远小于码头试验的1个月周期，同时，由于未进行推轮顶推、拖曳、带缆等操作节约了大量成本。

5、压载舱强度试验结束后，货舱内壳液货维护系统工作即告开工，其开工节点较码头试验整整提前了3-4个月，大大缩短了目标船建造周期，码头建造周期较以往未应用该发明的船舶切实缩短了4个月，创造了中国lng建造的历史最短记录。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明的流程图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

本发明给出一种在船坞内开展压载舱强度试验的方法，该方法能够解决现有技术中在码头上开展压载舱强度试验所存在的问题，本方法将压载舱强度试验提前至船坞阶段完成，能够将货舱内部工作的开工节点前移，大大缩短了船舶的建造周期，提高了船舶的建造效率。

实施例一，本实施例的在船坞内开展压载舱强度试验的方法在实施之前，需要先确保半船船体结构的完整性，所述半船是指货舱区域的船体结构已建造完成的未完工船舶。

具体需确认以下内容：

1、货舱区域的2/3/4号压载舱的除穹顶cd分段以外的结构性建造均已结束；穹顶焊接已结束。

2、货舱区域的1号压载舱的hb/hw分段的结构性建造已结束；其他总段焊接结束。

3、货舱区域的2/3/4号压载舱的除穹顶cd分段以外的平整度矫正工作施工完毕并提交结束。

4、货舱区域的2/3/4号压载舱的气密试验提交结束。

5、货舱区域所有压载舱的文明生产提交结束，确保压载舱内干净整洁，防止强度试验驳水过程中有垃圾堵塞管路和设备。

6、单边压载管联通结束，阀件齐备且可用，左右不需要互通。

7、在船首部管弄设置临时排水管，与压载管系联通。

上述内容均已确认施工完毕后，可以结合《坞墩布置图》、船舶各舱段重量统计、压载舱舱容表、半船受到的静水浮力等基础数据，利用仿真软件模拟半船内存储不同份量压载水时半船在漂浮状态下的吃水深度及半船各舱段下方坞墩承受的正向压力。

根据仿真软件模拟出的半船内存储不同份量压载水时半船各舱段下方坞墩承受的正向压力，调整半船各舱段下方的坞墩的布置位置，使每个坞墩承受的正向压力均小于其额定载荷。

然后，即可在船坞内开展压载舱强度试验。

本发明的在船坞内开展压载舱强度试验的方法，具体包括以下步骤：

s1，在船坞阶段，分阶段多次向船坞和半船内的第一批次压载舱内注水至第一批次压载舱达到满舱状态。

具体地，包括以下步骤：

首先，在船坞进水前，向半船的第一批次压载舱内注入第一份量压载水b1。在向压载舱内注压载水之前，半船是落墩在若干个坞墩上。

在船坞进水前，提前向半船的第一批次压载舱内注入第一份量压载水b1的目的有两个：一、船坞进水后将对船舶产生浮力，本发明不允许船舶发生漂浮，因此需提前加入压载水使船舶始终保持坐墩状态；二、尽量减少半船在船坞内被水浸泡的总周期，浸泡周期过久会影响船坞内其他产品的施工周期。

然后，向船坞内注水直至保持落墩状态的半船的吃水深度达到第一深度a1为止。该步骤可以在下一阶段(向第一批次压载舱内继续注入第二份量压载水)中为第一批次压载舱提供一定的浮力，以抵消半船一部分的船舶重量，以减轻船坞承重，但该浮力不能过大，不能时半船发送起浮。

因此，第一深度应小于存储有第一份量压载水b1的半船在漂浮状态下的吃水深度x1并小于存储有第二份量压载水b2的半船在漂浮状态下的吃水深度x2。

存储有第一份量压载水b1的半船在漂浮状态下的吃水深度、存储有第二份量压载水b2的半船在漂浮状态下的吃水深度均通过仿真软件模拟得到。本阶段及下一阶段中任意一只坞墩承受的正压力均不超过坞墩额定载荷n的90％。

然后，继续向第一批次压载舱内注入第二份量压载水b2，注水完成后，对第一批次压载舱舱内密性进行检查。

密性检查结束后，继续向船坞内注水直至保持落墩状态的半船的吃水深度达到第二深度a2为止。所述第二深度a2小于存储有第二份量压载水b2的半船在漂浮状态下的吃水深度并小于第一批次压载舱满舱时半船在漂浮状态下的吃水深度。

存储有第二份量压载水b2的半船在漂浮状态下的吃水深度、第一批次压载舱满舱时半船在漂浮状态下的吃水深度均通过仿真软件模拟得到。本阶段及下一阶段中任意一只坞墩承受的正压力均不超过坞墩额定载荷n的90％。

最后，继续向第一批次压载舱内注入第三份量压载水b3使其达到满舱状态。

所述第一批次压载舱为半船内的通过第二批次压载舱间隔开的压载舱。

s2，对第一批次压载舱进行强度试验，观察第一批次压载舱边界舱壁的水密性及变形状态。

s3，第一批次压载舱内的压载水自流驳运至第二批次压载舱内直至两者舱内液位相等为止。

具体地，打开第一批次压载舱和第二批次压载舱之间的压载管路相关阀件，通过压载水的自重，将第一批次压载舱内的压载水自流驳运至第二批次压载舱内直至两者舱内液位相等为止。该步骤的目的是水自流速度快，与通过皮带加水相比有非常明显的周期优势，同时因船舶没有漂浮，自流时不存在自由液面的影响。

s4，自重驳水后，第二批次压载舱不可能满舱，因此需要向半船的第二批次压载舱内注水至满舱状态，注水完成后，对第二批次压载舱进行强度试验。

s5，多次逐步排干半船内和船坞内的水，

具体地，包括以下步骤：

首先，船坞排水前，先将半船的各压载舱内的压载水排放至船坞内，排出量为第四份量压载水。

然后，排放船坞内的水直至保持落墩的半船的吃水深度达到第三深度为止；所述第三深度小于半船排出第四份量压载水后半船在漂浮状态下的吃水深度。

然后，调节船坞的排水速度，同步排放掉半船的各压载舱内剩余的压载水和船坞内的水。

由于船舶压载管系本身具有一定高度，当压载舱液位低于船舶压载管系高度时，压载舱无法再继续通过重力向船坞排水。同时由于船坞的排水速度较快，因此需应适当控制船坞的排水速度，使船坞排干的时间节点尽量与压载舱向船坞排水停止的时间节点相同，以便船坞在排水时可以将压载舱向船坞排出的水全部带出船坞，当然这一项非必要条件，如此操作可缩短船坞晾干的周期。

当船坞排干后，打开船底外板泄放塞，将低于压载管高度的残留液位全部排出压载舱，最终使船舶压载舱恢复到空置状态。

最后，对坞底进行清洁作业，使船坞可以恢复使用。

下面通过举例具体说明本发明的在船坞内开展压载舱强度试验的方法的具体实施方式。

假设半船的货舱区域有四个压载舱，分别为1/2/3/4号压载舱，每个压载舱均包括左舱和右舱。

结合《坞墩布置图》、船舶各舱段重量统计、压载舱舱容表、半船受到的静水浮力等基础数据，利用仿真软件(有限元软件)模拟半船内存储不同份量压载水时半船在漂浮状态下的吃水深度及半船各舱段下方坞墩承受的正向压力。

根据模拟结果得到，由于1号压载舱线型内收过大、坞墩数量不足的客观问题，无法开展坞内强度试验，因此策划了在出坞时基本加满1p/s压载舱，至码头后1天完成试验的配套方案；2/3/4号压载舱可在船坞内开展强度试验，其中2号和4号压载舱为第一批次压载舱，3号压载舱为第二批次压载舱。

根据仿真软件的模拟结果，调整2/3/4号压载舱下方的坞墩布置，使所有坞墩的正压力全部小于坞墩200t的额定载荷(坞墩正压力应小于坞墩的额定载荷)。

在船坞进水前，向半船的2号和4号压载舱内注入第一份量压载水(注水时应保证2号和4号压载舱的左、右舱的加水和排水速度偏差不超过500吨)，如下表所示：

然后，向船坞内注水直至保持落墩状态的半船的吃水3m深为止。

然后，继续向2号和4号压载舱内注入第二份量压载水(2p/2s压载舱加水至各5500吨，4p/4s压载舱加水至各5000吨)，注水完成后，对2号和4号压载舱舱内密性进行检查。本次注水量如下表所示：

然后，继续向船坞内注水直至保持落墩状态的半船的吃水深度达到4m为止。

然后，继续向2号和4号压载舱内注入第三份量压载水使其达到满舱状态，本次注水量如下表所示：

2号和4号压载舱满舱后，开展2、4压载舱强度试验。

通过压载水自重，向3号压载舱自流水，直至配平为止。具体地，打开相应阀件，先由4p舱向3p舱自流水，4s舱向3s舱自流水，配平为止，关闭相应阀件。再打开相应阀件，由2p舱向3p舱自流水，2s舱向3s舱自流水，配平为止，关闭相应阀件。2号和4号压载舱内的水自流到3号压载舱后，各舱内的水量如下表所示：

向3号压载舱内注水至满舱状态，2号和4号压载舱内的水保持不变，如下表所示：

对3号压载舱进行强度试验。

3号压载舱强度试验结束后，通过临时管向船外排放压载水至如下表状态后停止：

排放船坞内的水直至保持落墩的半船的吃水深度达到2m为止。

然后，降低船坞排水速度，坞门可关闭1至2只泵组。同时，打开相关压载阀，通过临时压载管将2/3/4号压载舱内的水继续排放至船坞内，船坞坞门同步排水。压载舱与船坞坞门同步排水的目的是为了防止船坞内水排干时，压载舱还在往船坞内注水。

当压载舱内的水排放至下表状态时，压载舱液位低于船舶压载管系高度，压载舱内的水无法继续排入船坞，关闭全船的临时压载管，坞门持续排水，直至船坞排干。

打开船体外板的泄放塞，将压载舱内剩余的水通过泄放塞排空。

最后进行船坞坞底清洁作业。

经试验，按照本发明的在船坞内开展压载舱强度试验的方法，只需8天即可完成船舶压载舱强度试验，远小于码头试验的1个月周期，同时，由于未进行推轮顶推、拖曳、带缆等操作节约了大量成本。

压载舱强度试验结束后，货舱内壳液货维护系统工作即告开工，其开工节点较码头试验整整提前了3-4个月，大大缩短了目标船建造周期，最终，目标船码头建造周期较以往未应用该发明的船舶切实缩短了4个月，创造了中国lng建造的历史最短记录。本发明是船舶建造周期缩短的最核心的创新技术，与其他配套实施的创新技术一道，最终保障了船舶提前交付。

实施例二，本实施例与实施例一基本相同，具体不同之处在于，所述半船为货舱区域的船体结构和机舱区域到第四甲板之间的船体结构均已建造完成的未完工船舶，即本实施例中，只要保证货舱区域的船体结构、以及机舱区域到第四甲板之间的船体结构建造完成后，即可开展压载舱强度试验的工作。

其他具体实施方式与实施例一相同，在此不再具体赘述。

实施例三，本实施例与实施例一基本相同，具体不同之处在于，进行压载舱强度试验的船为从船艉到船艏的船体结构均建造完成的整船。

其他具体实施方式与实施例一相同，在此不再具体赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

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