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巨轮下水如何稳如泰山?

造船厂大货轮下水是船舶建造过程中的关键节点,标志着船舶从陆地建造阶段迈向水域调试阶段,这一过程融合了精密工程、力学原理与安全管理,涉及多部门协同作业,以下从下水前的准备、下水方式、核心流程及安全保障等方面展开详细阐述。

下水前的准备工作

大货轮下水前需完成系统性准备工作,确保船舶与水域环境适配、设备状态稳定,首先是船舶完整性检查,包括船体结构焊接质量验收(通常通过超声波探伤、X射线检测等)、舱室密性试验(对水密舱、油舱等进行充气或充水测试)、动力系统安装调试(主机、发电机、舵机等设备联动试车)及舾装件收尾(救生设备、锚泊系统、通信导航设备等安装到位),根据《钢质海船入级规范》,船体结构焊缝合格率需达99%以上,密性试验压力值需设计压力的1.2倍以上。

巨轮下水如何稳如泰山?-图1
(图片来源网络,侵删)

水域环境评估,造船厂需联合海事部门提前测量下水区域水深(通常要求水深大于船舶吃水1.5倍)、水流速度(一般控制在0.5节以内)及潮汐高度,确保船舶下水后不会搁浅或失控,清理下水航道内的障碍物,设置警戒浮标,禁止无关船只进入作业区。

下水设施准备,采用重力式下水时,需在船台与水域间搭建涂有润滑油脂的滑道(常用材料为硬质木或复合金属),并在船舶底部安装下水支架(俗称“龙骨墩”);采用漂浮式下水时,需提前调整dock(船坞)注水系统,确保船舶能平稳浮起;对于大型船舶(如20万吨级以上),还需配备多台牵引绞车(单台牵引力可达500吨级)和缓冲装置,防止船舶入水时发生剧烈冲击。

主流下水方式及适用场景

根据船舶吨位、船厂条件及结构特点,大货轮下水主要分为三种方式,各具技术特点:

下水方式 原简述 适用船舶类型 优势 挑战
重力式下水 利用船舶自身重量,沿滑道滑入水中 1万-10万吨级散货船、集装箱船 技术成熟、成本低、效率高 对滑道强度要求高,船舶易产生纵倾
漂浮式下水 通过船坞注水,使船舶自然浮起 10万吨以上VLCC、LNG船 对船体结构冲击小,安全性高 需大型船坞,注水时间长(约6-12小时)
机械式下水 利用牵引装置或气囊将船舶移入水中 小型特种船舶、船厂改造项目 灵活性高,适用于非标准船台 牵引力控制难度大,成本较高

以某18万吨散货船下水为例,船厂采用重力式下水,船台坡度设为1:12,滑道长度280米,涂抹厚度达5mm的特种润滑脂(摩擦系数≤0.05),下水前,船舶总重量约2.2万吨,通过200个液压千斤顶同步顶升,脱离船台支撑后,仅用90秒即完成滑行入水过程,最终纵倾角控制在1.5°以内(远超规范要求的3°限值)。

巨轮下水如何稳如泰山?-图2
(图片来源网络,侵删)

下水流程中的关键控制环节

大货轮下水是动态过程,需严格把控时间节点与参数,确保安全可控,核心流程包括:

  1. 船舶姿态调整:下水前通过压载水舱调节船舶重心与浮心位置,确保船舶纵向水平度偏差≤10mm,横向倾斜度≤5mm,避免入水时发生偏航或结构变形,对于集装箱船,需重点调整箱角支撑结构,防止下水时集装箱位移。

  2. 滑道润滑与释放:重力式下水中,滑道润滑是关键环节,润滑脂需均匀涂抹,厚度误差≤1mm,并在船舶启动前进行预滑试验(以10%速度测试摩擦系数),释放装置通常为多级保险式,包括机械锁、液压锁和应急销,确保船舶同步启动。

  3. 入水速度与缓冲:船舶滑入水中后,受浮力作用会产生减速,但初期速度仍较快(可达5-8米/秒),需在船体设置防撞橡胶护舷(厚度≥300mm),并在水域预设缓冲区域(铺设废旧轮胎或泡沫浮材),同时通过拖轮辅助控速(拖缆长度≥200米,避免缠绕)。

    巨轮下水如何稳如泰山?-图3
    (图片来源网络,侵删)
  4. 漂浮后状态监测:船舶漂浮后,需立即进行舱室进水检查(重点检查货舱、燃油舱)、船体外观检查(有无结构损伤、焊缝开裂)及稳性初步核算(初稳性高度GM值需≥0.5米),某船厂案例显示,曾因船舶入水后压载水阀未及时关闭,导致单舱进水300吨,后通过应急排水系统在30分钟内恢复平衡。

安全保障与环保措施

大货轮下水风险较高,需建立多重安全保障体系,人员方面,作业区域设置3道警戒线(半径50米、100米、200米),配备200名以上工作人员,包括工程师、潜水员(水下检查)、消防员及急救人员;设备方面,部署实时监控系统,通过GPS定位、应力传感器(监测船体变形)及高速摄像机(记录下水过程)动态反馈数据,异常时自动触发紧急制动。

环保方面,船舶下水可能产生油污、噪声及水体扰动,船厂需在下水区域铺设围油栏(高度≥1.2米),配备油污回收船;控制噪声(船舶鸣笛不超过110分贝,避免夜间作业);通过生态评估减少对水域生物的影响(如避开鱼类产卵期)。

相关问答FAQs

Q1:大货轮下水时,如何确保船体结构不会因入水冲击而损坏?
A:船体结构保护主要通过三方面实现:一是入水前计算船舶入水姿态与冲击载荷(采用有限元分析软件模拟,确保最大应力小于材料屈服强度的70%);二是优化船体结构,如加强船首、船底及舵部区域(加厚钢板、增设加强筋);三是采用缓冲装置,如船体外部安装弹性防撞材(聚氨酯或橡胶材质),吸收冲击能量,严格控制下水速度(一般≤8米/秒),避免剧烈撞击。

Q2:不同吨位的船舶,下水方式选择的主要依据是什么?
A:下水方式选择需综合船舶吨位、船厂设施、成本及风险:①重力式下水适用于中小型船舶(≤10万吨),船厂需具备足够坡度的船台和滑道系统,成本较低但船舶结构受力较大;②漂浮式下水适用于超大型船舶(>10万吨),需依赖大型船坞,船舶受力均匀但船坞建设成本高;③机械式下水适用于小型或特殊结构船舶(如汽车运输船),通过牵引或气囊辅助,灵活性高但作业效率低,地质条件(船台地基承载力)、水域宽度(船舶回旋空间)也是重要考量因素。

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