改装船舶倾斜试验-中国船舶网

为什么改装船舶必须进行倾斜试验？

与新建船舶只需在完工时进行一次倾斜试验不同,改装船舶在改装后，只要对船舶的重量分布或稳性产生了显著影响，就必须重新进行倾斜试验。

核心目的：获取准确的“空船重量和重心”（Lightship Weight & Center of Gravity, LWT & LCG）

（图片来源网络，侵删）

船舶的《稳性计算书》和《装载手册》中的所有数据都基于一个基准——空船状态下的重量和重心，任何改装都会改变这个基准，因此必须通过倾斜试验重新测定。

导致必须进行倾斜试验的典型改装项目包括：

结构改装：
- 加长或加宽船体。
- 增加或减少上层建筑（如加建甲板室、拆除桅杆）。
- 大型开口的修改（如切割新舱口、扩大现有舱口）。
设备加装/更换：
- 安装新的大型设备,如：主机、发电机、起重机、货物处理设备、压载水系统、防摇鳍等。
- 更换现有重型设备（如旧主机换成新主机，重量和重心都会变）。
舱室功能改变：
- 将货舱改为燃油舱、淡水舱或压载水舱。
- 将客舱改为货舱,反之亦然。
- 改变船舶用途,如货船改为油船、渔船改为科考船等。
稳性增强措施：
- 在船舶两侧安装固定式压载水舱。
- 安装减摇鳍等稳性增强设备。

改装船舶倾斜试验的特殊挑战与复杂性

与新建船相比,改装船的倾斜试验要复杂得多，主要体现在以下几个方面：

挑战点	新建船舶	改装船舶
初始状态	状态明确，所有设备和重量都按设计安装到位。	状态复杂，可能包含旧设备、临时支撑、脚手架、未完工的焊缝等，需要非常仔细地确定“空船”状态。
重量变化	重量和重心变化相对可控，在设计范围内。	重量变化巨大且不可预测，尤其是老旧船舶，腐蚀、结构修改会导致实际重量与设计值偏差较大。
稳性风险	通常在船厂进行，环境可控，船舶结构完好。	风险更高，船舶可能老旧，结构强度需要重新评估，试验可能在码头进行，受风、浪、流影响更大。
准备工作	船厂和设备供应商协同，按部就班。	协调难度大，可能需要拆除临时设施，完成所有焊接和涂装工作，确保试验时船舶处于最终完工状态。
法规符合性	直接满足建造法规。	需证明改装后的船舶同时满足其原建造法规和新的改装法规要求。

改装船舶倾斜试验的详细步骤

整个过程严格遵循船级社（如CCS, DNV, LR, ABS等）和IMO《国际稳性规则》的指导。

（图片来源网络，侵删）

第一阶段：试验前准备

这是整个试验中最关键、最耗时的一步。

确定试验状态：
- 最终完工状态： 明确倾斜试验时船舶必须达到的最终状态，这意味着所有临时设施（脚手架、工装设备）必须拆除，所有永久性设备必须安装到位，所有油漆、舾装工作必须完成。
- 空船重量核算： 在试验前，需要进行详细的“空船重量核算”，将船上所有固定和移动的物品分类、称重或估算，并记录其位置，这包括：
  - 永久性结构： 船体、上层建筑、甲板等。
  - 固定设备： 主机、辅机、锅炉、舵机、锚机、救生设备等。
  - 备品备件： 工具、备件、物料等。
  - 液体： 燃油、滑油、淡水、液压油等（需精确测量并尽可能排空或加满）。
制定试验大纲：
- 船东、船厂和船级社共同制定详细的试验大纲。
- 内容包括：试验日期、地点、参与人员、所需仪器（倾斜仪、压载水泵、测量尺等）、试验步骤、安全预案、数据记录表格等。
- 大纲需提交给船级社审批。
船舶准备：
- 拆除所有非永久性物品： 包括工具、剩余材料、脚手架、临时电缆等。
- 液体处理： 将所有油舱、水舱（除一个作为测量基准的舱外）尽量排空或加满，以减少自由液面的影响，如果无法做到，必须精确测量并计算其自由液面力矩。
- 固定所有可移动物品： 锚、锚链、救生艇等必须固定在指定位置。
- 检查船舶状态： 确保船舶处于正浮状态，无初始横倾，检查所有舱盖是否关闭，所有开口是否水密。
- 设置移动重物：
  - 通常使用压载水作为移动重物，因其重量易于精确控制。
  - 在船的两舷对称位置设置多个压载水舱。
  - 移动重量和移动距离需要经过计算,以确保产生的横倾角在安全范围内（通常在2°至4°之间，最大不超过5°）。
仪器安装与校准：
- 在船上至少安装2-3台高精度的倾斜仪（摆式或电子式），通常布置在船上最高、最不易受局部振动影响的刚性结构上（如罗经甲板）。
- 校准所有测量工具,确保精度。

第二阶段：试验执行

初始状态测量：
- 记录所有压载舱、液舱的液位。
- 记录所有倾斜仪的初始读数。
- 测量船舶吃水和横倾角。
移动重物：
- 按照预定方案,将压载水从一舷对称地泵入另一舷。
- 每次移动后,必须等待船舶完全静止（无晃动），然后记录：
  - 新的横倾角（通过倾斜仪读取）。
  - 所有压载舱、液舱的新液位。
  - 船舶的吃水变化。
多次循环：
- 通常需要进行5-7个循环，即从一舷到另一舷，再返回，形成一系列数据点。
- 0° -> 右舷3° -> 左舷3° -> 右舷3° -> 左舷3° -> 0°。
- 这样做是为了检查数据的线性和重复性，排除异常值。
恢复初始状态：
- 试验结束后,将所有移动的压载水恢复到初始位置，使船舶回到正浮状态。
- 再次进行测量,并与初始状态对比，确保没有发生不可控的重量变化（如漏水、漏油）。

第三阶段：试验后数据处理与报告

数据处理：
- 将所有记录的横倾角和移动重量/距离数据输入计算机。
- 利用静力学公式计算船舶的初稳性高度： GM = (移动重量 × 移动距离) / (排水量 × tan(横倾角))
- 计算出总的空船重量和重心位置。
修正计算：
- 自由液面修正： 计算所有未满舱室对稳性的影响。
- 非标准状态修正： 将试验时船舶的实际状态修正到理论上的“空船”状态（船上还有一些多余的淡水或备件，需要扣除其重量和力矩）。
编制试验报告：
- 船级社或专业机构会出具正式的《倾斜试验报告》。
- 包括：试验过程详细描述、原始数据表、计算过程、最终确定的空船重量和重心坐标、以及修正后的初稳性高度。
- 这份报告是船舶最重要的技术文件之一,将用于更新船舶的《稳性计算书》和《装载手册》。