舶气囊下水的发展与展望

1、 专科毕业设计（论文）设计题目： 船舶气囊下水技术的发展与展望 系 部： 船舶与港口工程系 专 业： 船体工程 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 职 称 教授 2020年 16 月 南京8摘要气囊下水是我国新创的一种新型的下水方式，凭借其投资小，见效快等优点在民营企业中得到广泛应用。气囊下水工艺在不断地成熟，由一开始的胶布气囊发展到高强度尼龙整体气囊，下水船舶吨位由几千吨突破万吨。国际上购买中国气囊和引用中国气囊下水技术的船企逐年增加，这已成为中国向世界输出造船技术的一个亮点。本文从气囊下水的历史演变和发展两个角度阐述船舶气囊下水的历史演变和发展展望。关键词 气囊下水 历史演变 发展

2、AbstractShip launching by gasbag is a new craftwork and it is used by Chinese firstly. Just for less investment andmore income, is widely used in the private enterprise. Water in the air craft constantly mature, from the start of the tape to high strength nylon air air into the whole ships tonnage,

3、by thousands of tons of breakthrough tons. International air and references for Chinese Air China water technology, this ship increasing enterprises in China to the world has become one of the highlights of shipbuilding technology output water from the historical evolution of the air and the develop

4、ment trend of two perspectives ship launched air.Keywords Ship launching by gasbag historical evolution development目 录1 引言12 气囊下水技术的演变12.1初创和在小船上推广的阶段12.2突破千吨重量关向中型船舶推广的阶段22.3突破万吨重量关向大型船舶推广的阶段33 船舶气囊下水的展望43.1发展中的问题43.2 事故实例分析53.3 气囊下水的发展6结论7致谢8参考文献91 引言1981年5月，一艘吨位只有几十吨的小船利用帆布做骨架的胶布气囊在卷扬机的牵引下顺利下水。此次

5、成功下水，揭开了船舶行业的历史新篇章。随后的几年里，气囊下水凭借其投资小、工艺简单、效益高等优点在我国中小型船舶生产企业中得到广泛推广和应用。虽然与传统的滑道式下水、轨道式下水、坞内下水等下水方式相比，气囊下水方式还存在缺乏理论支撑，实际操作中不规范等问题，但是根据现有船舶建造实践经验，在建造船长小于180 m的钢质普通船舶时，采用气囊式下水方式基本上还是可行的。因此，标准中规定二级类以下的船舶生产企业允许使用气囊式下水方式。近几年，随着高科技的发展，气囊下水工艺的大难题气囊最大承载也得到了很好的改善，并且有着广阔的发展前景。这些都在文章中有被提到。2 气囊下水技术的演变2.1初创和在小船上推

6、广的阶段1981年5月，一艘吨位只有几十吨的小船利用棉帆布做骨架的胶布气囊在卷扬机的牵引下顺利下水。这一试验的成功使我国成为船舶气囊下水技术的发明者和首创应用者。交通部和中国造船工程学会对此项工艺的试验成功给予了高度评价，并组织了专家鉴定，一致认为这是一项影响深远，行将引起造船工业一场革命的创新技术。该项成果被列为造船界2O世纪的创新成果之一。1982年开始连续数年都举办了推广船舶气囊下水工艺的技术情报交流活动，对这项工艺的推广做了大量的卓有成效的工作。1982年由长江航运科学研究所牵头，数家造船厂参加，组成了船舶气囊下水工艺和试制船用胶布气囊小组。该船舶技术情报中心站于1982年10月在武汉

7、市召开了有全国160多个单位参加的技术交流会，会议上重点交流了船舶气囊下水工艺。同时该中心站于1983年上半年，在武汉市举办了有全国8O多个单位参加的船舶气囊下水工艺学习班。随后，四川省、广西自治区、江西省、江苏省等地区均先后召开过船舶气囊下水工艺交流会，使船舶气囊下水工艺在全国很多省市迅速地推广应用开来。但是气囊下水技术的初创时期的推广工作并不是一帆风顺的。首先是气囊的承载能力问题，即气囊的强度问题，这主要涉及到气囊的材质和制作工艺。第一代以棉帆布做骨架的胶布气囊最大爆破压力仅016MPa，由于强度偏低迅速被淘汰。1985年，第二代船舶下水用气囊问世。这种气囊用橡胶皮做内胎，用尼龙帘子布做骨

8、架，用309胶粘接，强度有了显著提高。据当时的测试数据，1m直径的气囊爆破压力可达049MPa，这使得一些自重300t的船舶也能用气囊下水。但是第二代气囊的致命缺点是寿命很短，其原因是气囊用309胶胶结成型，容易脱胶散丝，因此第二代气囊问世不久后就被淘汰了。1988年又发明了第三代船用高强度尼龙气囊，它改进了第二代气囊存在的缺点，使船舶气囊下水技术又恢复了青春。实践证明第三代船用气囊虽有改进，但由于当时这种橡胶气囊的整体成型制作技术尚不过关，限制了气囊强度的进一步提高，也限制了这项技术向更大的船舶推广使用。截止20世纪8O年代末，气囊下水最大的驳船是武汉市江夏轮船公司青山船厂和武汉市江夏船厂为

9、新加坡建造的15000t甲板驳，下水重量达330多吨；下水最大的推轮是长江轮船总公司东风船厂建造的推轮；下水最大的客货轮是宜宾船厂建造的600客位尖头双尾客轮，下水重量为480t。2.2突破千吨重量关向中型船舶推广的阶段1993年，济南昌林气囊容器厂成立。该厂率先攻克了高强度尼龙橡胶气囊的整体成型技术关，消除了以往囊头和囊体分段制作再二次胶接成型带来的强度缺陷。这项成果一下子把气囊爆破压力从0.49MPa提高到1.11MPa。“昌林”牌新型气囊投放市场后，立即引起了新一轮船舶气囊下水推广潮。船舶气囊下水工艺推广工作很快向着中型船、海洋船、工程船的方向发展。1994年9月底，舟山船厂运用济南昌林

10、气囊容器厂生产的新型气囊下水了一艘长69.8m，宽l4.8m的车客渡船，下水重量首次突破以往在5000t以下徘徊的局面，攀升到了900t。中国船舶报以“我国船舶气囊下水有新突破”为标题作了详细报道，它被评为船舶行业的十大科技成就之一。1995年1O月6日，湖北省浠水船厂使用“昌林牌”气囊下水一艘8，000载重吨的宽体甲板驳。该驳长91.5m，宽24.4m，深 5.5m，这次下水重量首次突破1000t大关，达到1200t。这标志着气囊下水船舶尺度已进人中型船领域。1999年5月l9日，旅顺修造船厂为韩国客商建造的工程船“海建3002号”委托济南昌林气囊容器厂采用气囊下水。该船总长58m，宽15m

11、，深3.5m，满载排水量2460t，是该厂有史以来建造的最大船只。此船的建造重点是成功地采用了气囊横向下水技术，整个下水过程平稳、安全，船体不受丝毫损伤，博得了在场的韩国船东、日本客商、大连造船新厂及渤海船厂技术人员的一致赞赏。这段录像在上海国际海事展会上播放时，气囊横向下水技术引起了众多外商的兴趣。2000年7月1日，浙江省台州市蟥螂船厂用气囊下水了一艘大型渔船，该船自重达到2200t；同年在浙江台州建造的98m集装箱船也采用了气囊下水技术，该船自重达到1800t。2.3突破万吨重量关向大型船舶推广的阶段进入21世纪，我国的民营造船企业进入新一轮的扩张时期，大量一万至五万载重吨的散装货船订单

12、涌人民企。中小型船厂扩展造船能力的强烈需求促使气囊下水技术向大型船舶发展。从1998年到2001年，济南昌林气囊容器厂经过三年多的努力，开发出具有自主知识产权的新一代气囊“高承载力多层揉压气囊”。新一代“揉压气囊”不仅融人了揉压强度新概念，而且在制作技术上有多项创新使其承载能力提高50，大大扩展了气囊下水的应用范围和安全保障能力。20002年10月7日，载重量一万多吨的“舟海油28”轮在浙江省台州市黄岩吉祥船坞公司采用济南昌林气囊容器厂新开发的高承载力多层揉压气囊成功下水。该船的成功下水标志着气囊下水工艺开创了万吨级船舶应用的新阶段。该船总长138m，宽 19m，排水量一万五千多吨，下水时重量

13、达到四千多吨。2005年4月，浙江省台州市黄岩吉祥船坞有限公司建造的一艘8，100方耙吸挖泥船，该船长126m，宽22m,大关达到54000t下水重量首次突破500t。在生产过程中使用34个高承载力多层揉压气囊成功使得船舶移位并下水。2005年5月20日，九江银星造船有限公司为新加坡船东建造的船长. 1443m，宽23m，吃水 8.8m，下水重量达5500t，排水量达22000t的16500DWT化学品船在采用济南昌林气囊容器厂提供的高承载力多层揉压气囊后在干坞内顺利下水，创造出船舶在平底坞内采用气囊倾斜无助力自行下水的新方法。2007年2月20Et和3月7日，浙江省临海市回浦船舶修造有限公司

14、用气囊分别将两艘姊妹船“景山5号”和“景山6号”送下水。该型船长165m，宽23m，型深14m，载重量215000t，下水重量达 6100t。2005年，武汉国裕物流产业集团有限公司在仪征投资兴建扬州国裕船舶制造有限公司。该公司为采用船舶气囊下水技术，特地引进了济南昌林气囊容器厂研发的低坡度双折角形气囊下水滚道设计，用不到一年的时间就建成投产。其制造的第一艘船就是载重4.5万吨的“国裕海驳1号”，该驳长204m，宽33.6m，是目前世界上载重吨位最大的ATB运输船。2007年7月底，该船在气囊的支持下顺利下水，创下了气囊下水重量破9000t的记录。2008年8月3日，载重55000t的巴拿马型

15、散货船“VICTORIAI”号在浙江三门健跳船厂举行隆重的下水典礼。这艘大型船舶在68只“昌林”牌高承载力揉压气囊的驮运下顺利滑向水面。该船长190m，宽3226m，深18m，下水时重量达到. 12000t。它标志着船舶气囊下水的重量突破了万吨大关，成为名符其实的大型船舶下水技术。3 船舶气囊下水的展望3.1发展中的问题船舶气囊下水经过20多年的实践推广，总结提高，已日益显现出其低能耗、高效率、绿色环保的优势。它是一项在成长的中的技术，尽管已经取得举世瞩目的成就，但仍有许多未知的领域等待区探索。3.1.1安全性前评估和监管责任气囊在使用中造成多起人身事故，应该引起监管部门的足够重视。气囊产品作

16、为一种压力容器，它的安全性前评估应当提上议事日程。(1)气囊的出厂说明书应明确标出额定使用压力，该数值必须通过爆破试验确定的。一些气囊生产厂未进行过爆破试验，就声称达到标准，是造成气囊下水失败和人身事故的罪魁祸首。为使气囊的品质符合使用的要求，应主张市场准入制和分级管理，由质量技术监督部门出面强制进行试验和监管，只有通过安全性前评估的气囊才能销售。(2)气囊下水工程队的资质应得到有效监管。目前有的下水工程队既无营业执照，又无注册资金。发生事故后一走了事，无法追究责任。随着下水工程承包费用的提高，应主张由工商局对下水工程队进行审照管理，除工商注册登记外，可要求强制保险，以提高赔付能力。无证照的下

17、水工程队一律不准承包船舶的下水工程。（3）随着气囊下水船舶吨位的增长，气囊下水的风险也增加了。为规避风险，制订科学的下水方案和具体得到监管是有效措施。在CBT3000船舶生产企业生产条件基本要求及评价方法标准中明确规定船企采用的下水方式和下水设施应符合下列要求。所采用的下水设施处于安全适用的技术状态；下水配套设备应具有质量证明书，并处于安全适用的技术状态；从事下水工作的技术人员、操作人员、管理人员等应具备相关工作经历或经验；应制定详细的下水方案(含应急预案)，下水方案应经过论证或计算，符合下水安全要求。执行这个标准的权限目前归属于船舶检验机构(船级社)，因此船舶检验机构要切实负起责任，审核下水

18、方案和应急预案、下水设施的安全技术状态和下水工程队的资质，以确保气囊下水工程的安全实施。3.1.2气囊下水计算方法的研究关于气囊下水计算的方法，文献3所做的研究仅仅是一个开端，离开成熟还有一大段距离。其中气囊压力变化的数学模型、气囊下水阻力的计算仍然困扰着我们。据了解，浙江工业大学、哈尔滨工程大学、大连理工大学也做了许多工作，计算的方法各有千秋，但都还存在着一些问题。计算的结果是否正确，有待通过实测才能验证。再者，气囊下水的方法也在不断改进中，计算的数学模型也要不断改进，才能适应各种变化因素。在气囊下水计算方法的研究中，能否建立模型试验是值得探讨的一个课题。 3.1.3气囊试验技术的改进目前气

19、囊的试验仅限于爆破试验和少量的压缩性能试验，实船下水测试尚处于起步阶段。随着测试技术的改进和数据的积累，必将揭示更多的气囊压缩性能变化规律，为气囊下水计算提供依据。气囊研究的进展取决于试验技术的改进。3.2 事故实例分析南京武家嘴船舶制造有限公司1080TEU下水时发生了气囊爆破。因为气囊爆破，导致船舶滑行受到很大影响，整个船体发生了倾斜，在船上的工作人员在下水结束后回忆那一幕，仍是胆战心惊，好在是有惊无险，船舶顺利下水，并未出现伤亡事故。下水结束之后，通过相关人员了解到，下水用气囊是直径1.5米的高压气囊，气囊长30米，最大承载力为6830KN。在下水过程中，气囊发生爆破时因为气囊选用不当，

20、爆破的几只气囊已经用于几次下水了，承载负荷能力有所下降，而在使用时，又被放在了船首下部，在船舶发生尾浮时不堪压力而发生爆破。气囊爆破直接导致的后果是船体外板发生变形。庆幸的是没有人员伤亡，因外板变形而带来的经济损也不是太大。这次事故中，表面上是因为气囊爆破而引起的，事实上，工作人员有着不可推卸的责任，如果在使用气囊的时候能考虑到气囊的实际承载力和理论承载力，在合理分布气囊位置，或许事故就不会发生。2008年2月25日，在浙江洞头，某下水工程队采用气囊把一艘旧舰艇拉上岸作为观光船的过程中，由于垫在船首的气囊在充气后有滑动倾向，由于没有及时制定合理方案，下水对负责人叫人顶住气囊，气囊在波浪的拍击下

21、发生爆破，当场死亡1人，重伤2人。人为的措施失当，送走了一个生命。3.3 气囊下水的发展 船舶气囊下水的优越性是多方面的。首先是经济性，以下水40条船为例，总共开支气囊购置费用15万元，已经使用了3年，据推测还可以使用3-4年。而建立一座500吨级下水滑道工程目前至少需要投资1500万元，加上年折旧费，修理保养费按8%计算，一年就是120万元。如是贷款修建，一年还需偿还贷款165万元。这对一个中小型船厂是不必要和不经济的。如果采取较经济的牛油滑道下水，暂且不论船舶下水滑道建设费用，仅就其消耗的油脂费用，一艘船就难以承受。“长凤”号下水油脂消费就达6.5万吨，某些船下水曾消耗50-60万吨油脂。

22、其次是安全性，由于气囊运行速度慢，为0.5-2m/min（不计调换气囊和充放气时间），加之下水砍缆时距水边距离较短，船舶下冲速度慢，即使发现或出现安全隐患也易排除。第三，船舶气囊下水灵活机动，且适应能力强，气囊下水具有下水船舶种类多，下水船舶自重范围广，对下水通道地基及坡度适应能力强等特点。另外，气囊下水通道不一定都要直线，可以是斜线弧线或者是折角线。气囊下水的灵活性还表现拥有气囊的单位，不仅可以为本单位的船舶下水，还可以为外单位船舶下水。第四，船舶气囊下水工艺还有具有保护船壳外板、油漆、螺旋桨及舵不受伤害和减轻工人劳动强度的优点。第五，随着船舶气囊下水技术的日益改进、完善和提高，以及气囊技术参数指标不断提高，船舶下水重量可望达到2000吨。结论气囊下水诞生的时间和应用的时间不长，应用范围也不广，而且事故发生率要高于其他几种下水方式。但是气囊下水有着投资小、见效快、工艺简单等优点。而且在小型船舶下水过程中，相比之下