基于风险的船体结构检测及维护

基于风险的船体结构检测及维护

李耀宗,冯杰明,张本宝

广州黄船海洋工程有限公司  511466  广东省

摘要：随着我国经济的发展和综合国力的不断提升，我国的海洋运输事业也获得了空前提升，船舶机械自动化方面也得到了改善，不断走向大规模、高速度的发展趋势。特别是海洋事业规模扩大之后，一些大型集装箱和散装船也相继开展一系列运营工作，但是，船舶经过长时间的海上航行，就会导致船体构件发生毁损和老化，如果不加以重视，很容易产生安全隐患。因此，从事海上航行的人员一定要特别注意保证船体结构的综合使用性能，尽量避免因为船体结构出现问题而发生海难。

关键词：船体结构；检测；维护；

引言

随着船舶向大型化、高速化发展，特别是大型散装船、超级油船、大型集装箱船等投入运营，加上船舶服役年龄的增加，船体强度问题已是一个不容忽视的问题。因此，对船体结构进行维护保养是是船舶营运不可缺少的一部分，需要船员充分了解船体结构强度。虽然无法避免船体腐蚀且其日常维护保养工作容易受到各种客观或非客观因素限制，但仍然不能忽视船员在船体结构维护中作用。

1.基于风险的检测及维护的基本概念

1.1基于风险的检测及维护的意义

基于风险的检测及维护是以风险评估为基础，用于对检测及维护计划进行优化和管理的一种方法，期望有效的基于风险的检测能够使得在给定的检测活动水平下有利于降低结构的风险 。基于风险的检测及维护计划可以确保个人风险、社会风险及环境风险在可以接受的范围内。检测计划包括识别检测对象、选择检测方法、检测范围及检测间隔。传统的检测方法是建立在预定的检测规程基础上，检测计划的制定在很大程度上依赖于人的经验，它使得检测的灵活性大打折扣，同时它不能考虑构件在系统中的重要程度。与传统的检测方法相比，基于风险的检测是根据结构构件的重要性和不同的损伤机理制定检测计划。基于风险的检测方法的主要特点是：（1）基于风险的检测将检测和维修的主要精力用于高风险的结构上，而把适当的力量放在低风险的部分。（2）基于风险的检测能够量化检测效果。（3）基于风险的检测能够确保工程结构的安全性；（4）定量的基于风险的检测甚至在缺少数据或存在很大不确定性时，它也能够提供决策支持的概念和方法。

1.2 基于风险的检测及维护的目的

基于风险的检测是建立在单个构件及所有构件定量风险分析的基础上的。不同的检测策略(包括不同检测方法、检测质量和检测费用等)对风险有不同的影响，通过比较不同检测策略的风险。从中选出最小风险对应的检测策略，即为最优检测策略。因此，检测的目的是：（1）确保个人风险或结构的失效满足最低合理可行原则。（2）确保环境风险(如原油、碳氢化合物的泄漏及其它化学品引起的风险)在结构服役期内保持在一个可以接受的水平。（3）确保结构在其服役期内的物理状况保持在相关规范规定的设计限值内。（4）确保结构的目标服役期保持或超过结构的设计服役期。

2.船体结构检测及维护

2.1日常维护保养

船体结构通常都比较庞大，而且具有复杂性的特点，这就在一定程度上增加了船体结构保养的难度，而且船舶营运还会受到气候和航行时间的影响，船员根本不可能对船体的各个部位进行全面保养，所以船员应该将重点放在水线上部船壳、舱盖板以及甲板等应力集中并且容易出现锈蚀的部位，日常维护保养的效果直接关系着船体结构的腐蚀速度和程度。因此，船员如果发现船体结构出现哪怕很轻微的损坏和变形，都应该立即采取修补措施，否则就会增加船舶在营运过程中的发生事故的几率。

2.2规避海上事故

目前海事界对那些大型破坏导致船体结构损坏的事故给予了高度重视，但是对轻微剐蹭的小事故给予的重视程度则远远不够。很多船员认为轻微碰撞不会带来严重的后果，顶多就是船体结构发生十分轻微的损坏，但是随着船舶营运时间的增长，船体的腐蚀速度就会加快，从而降低船体结构的强度，进而导致船体结构出现严重腐蚀。所以在船舶营运和养护过程中，船员应该要尽量避免各种大小事故发生的几率，发生任何程度的事故都给予高度重视，检查船体结构是否发生损坏以及损坏的程度，哪怕只是破坏了一点涂层，也应该马上采取补救措施，如果自身无法解决则应该向维修部门求助。

2.3加强对船体双层底舱结构区域的维护检查

此区域重点检验的危险部位是：双层底结构中扶强材与内底、外板纵骨的连接处；腐蚀高发区——临近油舱的舱壁、临近油舱的双层底、临近油舱的肋板；污水井相邻纵骨的肘板处；肋板减轻孔边缘；纵骨过肋板处；测深管下端；吸水口下端。船舶机务管理中需重点关注的检验：对于双层底结构中扶强材与内底、外板纵骨的连接处，注意正确的节点形式、良好的结构对中和良好的趾端包角焊接。由于双层底较常浸没海水承和受局部强度，其余危险部位尤其注意裂纹和腐蚀。

2.4加强对船壳板、主甲板的维护检查

对船壳板和主甲板，首先要进行外观检查，看钢板是否平整，有无严重的大面积变形的腐蚀，有无出现裂纹，尤其在水仓部位的船壳板和主甲板要特别注意。货仓是应力集中区，要经常检查该处有无出现裂纹，防止裂纹扩大而引起重大事故。外观检查较为可靠的是审查测厚记录，对钢材的腐蚀程度做到心中有数，特别是进厂修理前，对哪些部位要换新，哪些部位要测厚复查都要预先定下来。高强度钢建造的老旧船舶，钢板出现裂纹的现象较多也较为分散，故检查时要加以注意。

3.研究展望

3.1基于风险的船体腐蚀检测及维护规划

目前国内外对船体结构的疲劳裂纹检测及维护研究得较多，然而，对于船体结构基于风险的腐蚀损伤检测及维护则还未见报道，由于腐蚀也是船体结构主要的损伤形式之一，因此，应该对基于风险的船体结构腐蚀检测及维护规划中的一些基本问题开展研究。

3.2模型更新研究

目前的研究大多是将模型更新与检测维护策略的制定分开单独研究，很少有将二者结合在一起来研究优化检测及维护策略。有的文献只分析一次检测，根本不考虑模型更新的问题，这显然不能反映检测的实际情况，不能体现检测的目的。另外，检测可靠性在检测及维护优化策略制定时也应该考虑,目前尚未见这方面的研究。模型更新涉及的研究内容很多，包括基本变量的统计模型更新、损伤机理的物理模型更新等，要完整地考虑这些问题也是不现实的，本文认为，可以通过敏感性分析确定对检测及维护策略起主要影响的因素，研究主要因素的模型更新问题，这样既可以简化研究，又能反映实际情况。

3.3检测及维护计划敏感性分析

风险及可靠性分析总是离不开敏感性分析，通过敏感性分析抓住主要因素可以简化问题的复杂性。因此，敏感性分析对于选择检测及维护策略具有重要的意义，这方面的研究诸如模型不确定性的敏感性、维护策略敏感性、维修准则敏感性及风险接受准则敏感性等都有待于进一步的研究。

3.4合理的费用优化模型的建立

基于风险的检测及维护的一个关键的问题是合理的费用优化模型的建立，目前有关检测的文献在这个问题上研究得甚少，基本上都是采取检测费用、维修费用及失效费用中的一项或几项和最小来优化检测策略，没有考虑检测带来的潜在的效益。同时由于实际数据的获得需要大量的统计数据，计算中有关费用均是假设的值，不能很好地反映实际情况。对于检测及维修费用可以根据以往的经验来确定，但是失效费用的确定非常困难。

4.结束语

综上可知，作为船舶运营的一个重要组成，船体结构的维护是非常必要的。船舶工作人员务须加强对船体结构强度知识的深度掌握，培养正确的认知，虽然船体的腐蚀不可避免，对其维护保养也有很多牵绊，但是必须要重视这样的问题，在后期对船体全面强化维护，由此保证船舶营运安全，推动船舶事业安全稳定发展。

参考文献

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[3]刘文龙,刘凌云.中小型船舶船体结构的缺陷补偿[J].现代商贸工业,2017,19（4）:206-207.