GBT 37453-2026 船舶与海洋技术 船舶系泊和拖带设备 立式滚轮导缆器标准立项发展报告

船舶与海洋技术船舶系泊和拖带设备立式滚轮导缆器标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ShipandMarineTechnology—ShipsMooringandTowingEquipment—VerticalRollerFairleads摘要随着全球航运业向大型化、智能化方向快速发展，船舶系泊与拖带作业的安全性、可靠性和标准化程度日益受到国际海事组织（IMO）及各缔约国政府的高度关注。立式滚轮导缆器作为船舶系泊和拖带系统中的关键甲板设备，其结构设计、材料性能及制造工艺直接关系到船舶在复杂海况下的作业安全与系泊效率。本报告基于GB/T37453-2026《船舶与海洋技术船舶系泊和拖带设备立式滚轮导缆器》标准的修订立项，系统梳理了国内外相关技术标准的发展现状与趋势，分析了现行标准在实施过程中存在的技术滞后及不适应性等问题，明确了标准修订的必要性与紧迫性。报告详细阐述了标准修订的主要技术内容，包括术语定义的规范化、结构型式的分类优化、设计载荷的重新校核、材料与制造工艺的更新要求，以及检验与试验方法的完善等。本标准的修订充分对接了国际标准化组织ISO3914-2等最新国际标准要求，结合我国船舶工业实际发展水平，对提升我国船舶配套设备国际竞争力具有重要推动作用。该标准的实施预期将有效促进船舶系泊设备的技术进步与产业升级，为保障船舶航行安全提供更加完善的技术支撑。关键词：船舶与海洋技术；系泊设备；拖带设备；立式滚轮导缆器；标准化；甲板机械Keywords:ShipandMarineTechnology;MooringEquipment;TowingEquipment;VerticalRollerFairlead;Standardization;DeckMachinery1引言1.1研究背景船舶系泊与拖带设备是保障船舶安全营运的关键组成部分，承担着船舶在港口靠离泊、系泊停靠、船队编组拖带及应急拖带等作业中的关键功能。立式滚轮导缆器作为系泊与拖带系统中不可或缺的导缆装置，广泛应用于各类运输船舶、工程船舶及海洋平台等海上结构物，其主要功能是引导系泊缆绳或拖缆按照预定方向和角度安全通过，减少缆绳与船体结构之间的摩擦磨损，保证缆绳受力均匀，避免因应力集中而导致的断缆事故。近年来，随着全球船舶工业的技术升级和造船规模的持续扩大，超大型集装箱船、大型液化天然气（LNG）运输船、深远海海洋工程装备等新型船型和海工结构不断涌现。这些新型装备对系泊与拖带设备提出了更高承载力、更优耐磨性能、更长久使用寿命及更智能化监测等全新要求，促使立式滚轮导缆器的设计理念、制造工艺和检验方法必须紧跟时代发展步伐。1.2标准修订的必要性现行立式滚轮导缆器相关国家标准已实施多年，部分技术内容难以满足当前船舶工业快速发展的实际需求。主要体现在以下几个方面：-标准技术指标相对滞后：现有标准中的设计载荷计算方法、材料性能要求等基于早年船舶设计经验制定，未能充分反映当前船舶大型化趋势下的实际受力工况；-与国际标准协调性不足：随着国际标准化组织（ISO）对系泊设备系列标准的持续修订更新，我国现行标准与国际标准之间在技术要求和试验方法方面存在一定差异，不利于我国船舶配套设备的出口贸易和国际市场竞争力提升；-新型材料和制造工艺的适用性规范缺失：近年来，高性能复合材料、新型高强钢及精密铸造等先进制造技术在船舶设备领域得到越来越广泛的应用，而现行标准尚未对这些新材料、新工艺的认可和应用提供明确的技术依据；-检验检测技术有待更新：无损检测技术、智能传感及结构健康监测等新技术的发展为设备质量控制和在线状态监测提供了新的手段，标准需要在检验与试验方法方面予以配套更新。2国内外标准发展现状与趋势分析2.1国际标准发展情况在国际层面，与立式滚轮导缆器直接相关的标准主要是国际标准化组织ISO/TC8（船舶与海洋技术委员会）制定发布的ISO3914系列标准。该系列标准对船舶系泊与拖带设备中的导缆装置进行了全面规范。其中：-ISO3914-1:2022《船舶与海洋技术系泊与拖带设备第1部分：导缆器的一般规定》规定了导缆器通用设计要求、材料选择和标识规则；-ISO3914-2:2022《船舶与海洋技术系泊与拖带设备第2部分：立式滚轮导缆器的要求》则专门针对立式滚轮导缆器的分类、结构尺寸、设计载荷、材料及试验方法进行了系统性技术规范。ISO3914-2:2022于2022年完成了新一轮修订，重点更新了以下技术内容：-引入了基于极限状态设计法（LimitStateDesign）的设计理念，替代传统的许用应力设计法；-增加了对不同型式滚轮导缆器的最小破断载荷和试验载荷的细化规定；-充实了材料韧性要求和焊接质量分级标准；-增加了关于有限元分析在设计验证中应用的技术指南。2.2国内标准发展沿革我国现行的立式滚轮导缆器相关标准对应编号为GB/T37453。2019年，我国首次发布了有关立式滚轮导缆器的国家标准，当时参照了ISO3914系列标准的早期版本，并结合国内船舶设计建造的实际情况编制而成。标准自实施以来，对规范立式滚轮导缆器的设计、制造和检验发挥了重要的指导和约束作用。然而，随着近几年来国际标准ISO3914-2的内容已经发生重要变化，以及国内船舶工业技术的快速发展，原国标的技术内容已不能完全适应当前行业需求。此外，中国船级社（CCS）《钢制海船入级规范》中关于系泊设备的相关技术条款也在不断更新，对导缆器等甲板机械的检验要求日益严格。国内多家骨干造船企业及配套设备制造企业在实际生产中也反映，现行标准中的部分技术指标给设计选型和产品检验带来一定困扰，不利于先进技术的推广应用。2.3技术发展趋势综合分析国内外相关标准及技术文献，当前立式滚轮导缆器技术发展呈现以下几方面趋势：1.高承载化和轻量化：新型高强度材料（如高性能合金钢、复合材料）的应用使得滚轮导缆器在相同外形尺寸下可承载更大的缆绳负荷，同时减轻结构自重；2.智能化监测：集成力传感器和结构健康监测系统的智能导缆器能够实时监测缆绳张力和滚轮运行状态，为船舶系泊安全提供数据支撑；3.模块化与标准化设计：面向全寿命周期管理的模块化设计理念正在逐步应用于系泊设备领域，便于安装、维护和备件更换；4.绿色制造与环保要求：标准中逐步增加对材料可回收性、制造过程能耗和排放控制等方面的引导性要求；5.数值仿真与验证技术融合：有限元分析等数值仿真手段被广泛应用于设计验证和失效分析中，与物理试验形成互补。2.4国内相关标准及法规概述本标准的修订还需协调配套以下国内标准和法规文件：-GB/T3221-2020《船舶和海上结构物系泊和拖带设备术语》：为系泊设备领域的基础术语标准，本标准修订应保持一致；-GB/T38950-2020《船舶系泊设备安全技术要求》：系泊设备安全要求的上位标准；-中国船级社《钢制海船入级规范》（2023版）：作为船舶检验的技术法规依据；-GB/T37466-2019《船舶与海洋技术系泊和拖带设备导缆滚轮》：同系列相关标准，需保证协调一致。3标准修订的主要技术内容3.1标准名称与适用范围本次修订后的标准名称为《船舶与海洋技术船舶系泊和拖带设备立式滚轮导缆器》，标准编号为GB/T37453-2026。该标准规定了船舶及海上结构物系泊和拖带用立式滚轮导缆器的术语和定义、分类与标记、设计要求、结构与尺寸、材料、制造工艺、检验方法、标志、包装和贮存等技术要求。适用范围涵盖各类民用船舶、海洋工程装备上安装使用的立式滚轮导缆器，包括但不限于货船、客船、工程船舶、拖轮、海洋平台及浮式生产储卸装置（FPSO）等。3.2术语与定义为适应国际标准的最新变化，方便国际间技术交流，本次修订对术语体系进行了全面规范化调整。主要增加了以下术语和定义：-额定工作载荷（RatedWorkingLoad,RWL）：在规定的设计工况下，导缆器允许承受的最大缆绳拉力；-设计破断载荷（DesignBreakingLoad,DBL）：根据系泊缆绳的最小破断载荷乘以相应安全系数确定的设计载荷值；-缆绳偏折角（FleetAngle）：系泊缆绳中心线与导缆器滚轮槽中心平面之间的水平夹角；-包角（WrapAngle）：缆绳在滚轮槽内所形成的包覆角度。新增术语进一步明确了导缆器在不同工况下的受力定义，为设计计算和试验验证提供了统一依据。3.3分类与结构型式本次修订根据安装形式、滚轮数量和承载能力等要素，将立式滚轮导缆器细分为以下类型：|类型代号|安装形式|滚轮数量|适用场景||---------|---------|----------|---------||LRF-A|座式安装|单滚轮|中、小型船舶||LRF-B|座式安装|双滚轮|中、大型船舶||LRF-C|嵌入式安装|单滚轮|甲板空间受限场合||LRF-D|座式安装|多滚轮（≥3）|超大型船舶及海洋平台|标准中增加了对各类结构型式的示意图和关键技术尺寸参数范围的规定，并对滚轮槽形截面（U形、V形及深槽形等）的选用提出了指导性建议。3.4设计载荷与计算方法本次修订是该标准修订的核心技术更新之一。在设计理念上，从传统的许用应力设计法向更为科学的极限状态设计法转变，并保留设计人员熟悉的许用应力法作为替代方法在特定场合使用。设计载荷方面，标准分别规定了滚轮导缆器在以下工况下应满足的强度要求：-工况一：正常工作载荷（对应的缆绳工作张力为额定工作载荷的60%）-工况二：最大工作载荷（对应的缆绳工作张力达到额定工作载荷的100%）-工况三：极限载荷（对应的缆绳破断载荷，取系泊缆最小破断载荷的100%，考虑缆绳安全系数换算后确定）-工况四：意外载荷（如拖带缆绳突然松弛后的冲击载荷工况）对于每一工况，本次修订明确了安全系数的选取范围，并给出了材料屈服强度、抗拉强度及疲劳寿命的校核公式。标准还引入了简化有限元分析指南作为设计验证的辅助手段，在导缆器承受集中载荷且结构形式复杂的部位（如滚轮支架与底座连接区域）推荐进行有限元应力分析。3.5材料要求在材料方面，本次修订重点补充了以下技术内容：-铸钢件材料：对承力构件用铸钢件应满足的力学性能提出了明确指标，规定了材料屈服强度不低于235MPa、抗拉强度不低于450MPa，并对低温环境（设计温度低于-10℃）下的材料冲击韧性提出了要求（-20℃下夏比V型冲击功不低于27J）；-锻钢件材料：对滚轮轴、销轴等锻件用钢材提出了相应的力学性能等级要求；-复合材料及非金属材料：适应轻量化发展需求，新增了滚轮衬垫等采用高分子复合材料制造时的性能要求和验证方法指引；-耐腐蚀性能：根据导缆器服役环境的腐蚀特点，明确了对材料耐海水腐蚀性能的要求，推荐优选耐候钢或进行有效的防腐涂装。3.6制造工艺与焊接要求制造工艺直接关系产品的内在质量。本次修订对以下制造环节进行了规范：1.铸造工艺：规定了铸件应进行的内部质量无损检测要求（如超声波探伤或射线探伤抽查比例和验收等级）；2.焊接工艺：明确了承力焊缝应满足的焊接工艺评定标准和焊工资质要求，将焊缝质量等级按受力重要性划分为关键焊缝和一般焊缝，分别提出不同的无损检测比例和合格标准；3.机加工精度：提出了滚轮槽形工作表面的表面粗糙度Ra值应不大于3.2μm，滚轮安装孔与轴配合精度等级等要求；4.装配要求：规定了滚轮转动灵活性检验方法，即滚轮应能用手平稳转动且无卡滞和异常噪声。3.7检验与试验方法本次修订完善了出厂检验和型式试验的项目和方法，重点包括：出厂检验项目：-外观质量和几何尺寸检查-主要零部件材料力学性能复验-焊缝外观及无损检测抽查-转动灵活性检查型式试验项目：-静载试验：在额定工作载荷的1.25倍或设计规定的试验载荷下保持5分钟，检查结构不得出现永久变形、裂纹或异常状况；-极限载荷试验（适用于首制件验证）：按设计破断载荷或者用户和制造厂协商确定的极限载荷进行，验证结构极限承载安全性；-转动阻力矩试验：测试滚轮在不同径向载荷下的转动阻力矩范围，确保转动灵活性；-疲劳试验（适用时可选项）：模拟设备使用寿命期内预期循环载荷的作用效果，验证疲劳寿命；-耐久性（磨损）试验：对滚轮槽表面耐磨性能进行对比性验证，作为材料选择和质量控制的技术依据。3.8标志、包装与贮存为便于产品追溯和使用管理，本次修订对标志进行了细化，规定产品标牌应至少包含制造厂名称或商标、产品型号、额定工作载荷、出厂编号、制造日期及标准编号等关键信息。此外，增加了关于产品包装防护、运输要求及贮存环境条件的规范性条款，确保产品在出厂至安装前的各个环节得到有效保护。3.9与相关标准的协调本次修订在编制过程中特别注重与以下标准和规范的一致性：-与GB/T3221-2020《船舶和海上结构物系泊和拖带设备术语》在术语定义方面保持一致；-与GB/T38950-2020《船舶系泊设备安全技术要求》在安全相关条款上进行充分协调；-与ISO3914-2:2022在技术内容上尽量保持对齐，同时兼顾国内产业发展实际，保留了部分高于国际标准的技术指标，以促进产品质量提升。4主要参与编制单位介绍4.1中国船舶集团有限公司第七〇四研究所本标准修订工作的主要组织起草单位为中国船舶集团有限公司第七〇四研究所（以下简称“七〇四所”）。基本情况：七〇四所成立于1958年，是中国船舶集团下属的核心科研院所之一，长期从事船舶特辅机电设备、船舶系泊与拖带装备、甲板机械及海洋工程装备的预先研究、应用基础研究、产品开发和标准制定等工作，是我国船舶机电设备标准化技术归口单位之一。技术实力：七〇四所建有国家级船舶设备检测试验中心，具备完善的材料力学性能测试、结构应力测试、振动与噪声测试、环境适应性试验等试验验证能力。该所在系泊与拖带设备领域积累了大量理论研究与工程应用经验，先后主持或参与制定多项国家和行业标准。七〇四所设有全国船舶舾装标准化技术委员会（SAC/TC129）秘书处工作组，牵头开展船舶系泊设备领域标准体系的顶层规划与制修订管理工作。近年来，该所深度参与了ISO/TC8/SC4（舾装与甲板设备分技术委