基于IMOA.1045新決議的引水員梯設(shè)計(jì)改進(jìn)

何 濤，李 興

（廣東中遠(yuǎn)船務(wù)工程有限公司，東莞523146）

1 前言

舊規(guī)范中關(guān)于引水員梯的布置原文大致要求為：舷梯每級(jí)踏板要穩(wěn)固地緊靠在船舷上，舷梯的下端應(yīng)穩(wěn)固緊靠在平行船體長(zhǎng)度范圍內(nèi)的船舷；軟梯的根部或近根部處以及較高幾處應(yīng)以剛性方式系固在船舶結(jié)構(gòu)上，應(yīng)牢固地固定在船舷上以防止翻轉(zhuǎn)。

新決議A.1045中則大致要求為：舷梯與軟梯應(yīng)牢固地固定在舷側(cè)以防止翻轉(zhuǎn)，軟梯的根部或近根部處以及較高幾處應(yīng)以剛性方式系固在船舶結(jié)構(gòu)上或基于船體結(jié)構(gòu)的較近的牢靠固定裝置上。

我公司設(shè)計(jì)制造的第一條4 600 m2牲口船，船長(zhǎng)134.8 m、船寬19.6 m，設(shè)計(jì)師在對(duì)引水員梯（包括引水員軟梯和引水員舷梯，下同）的下端固定裝置設(shè)計(jì)之初擬沿用以往35K和57K的設(shè)計(jì)方案（為使舷梯和軟梯能穩(wěn)固地緊靠船側(cè)，避免轉(zhuǎn)動(dòng)，舷旁設(shè)埋入式綁扎眼環(huán)，用繩索系固在綁扎眼環(huán)上來固定梯子下端以防止轉(zhuǎn)動(dòng)），考慮到此設(shè)計(jì)方案存在較多缺陷。后經(jīng)設(shè)計(jì)師反復(fù)思考，認(rèn)真領(lǐng)悟新規(guī)范的內(nèi)容，通過與船東、船檢、設(shè)計(jì)院等多方面交流探討，最終在原方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行大幅改進(jìn)，利用繩索將引水員梯下端與永磁吸盤自帶的眼環(huán)來綁扎固定，不僅起到了固定的作用，還規(guī)避了原方案的缺陷。

2 方案設(shè)計(jì)與實(shí)施

2.1 方案可行性分析

通過認(rèn)真與船東溝通交流，仔細(xì)征求船檢意見，并詳細(xì)咨詢?cè)O(shè)計(jì)公司，說明我們使用帶眼環(huán)的永磁吸盤的方案完全符合船級(jí)社的新規(guī)范要求。此外通過與設(shè)備廠家的咨詢，得到此類永磁吸盤的工作性能：當(dāng)磁鐵放在80～100 mm2(3～4inches)的鋼表面，兩者間會(huì)緊密聯(lián)結(jié)產(chǎn)生持續(xù)夾緊力，夾緊力大小約800 kg。

圖1為船舶在橫傾15°，忽略空氣阻力等其他干擾因素下理想狀態(tài)時(shí)靜態(tài)受力分析。由纜繩受力情況我們可以得到：

代入原公式N*cos15°/ sin15°* cos15°+N*sin15°=G，

N=800 kg，由此可推導(dǎo)出G= 3 090 kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人體的重量。

當(dāng)角度從15°逐漸減小到0°，sin15°數(shù)值沿二次曲線減小，cos15°數(shù)值沿二次曲線增大，通過分析，N*cos15°/ sin15°* cos15°所增大的數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于N*sin15°所減小的數(shù)值，故角度越小所承受的載荷越大越安全，可知此方案完全可行。

磁鐵表面的稀土元素使用100年仍可以正常使用，而一艘船舶的正常壽命僅有20～30年。表面涂裝原料為環(huán)氧樹脂，可持久保護(hù)表面，在惡化的環(huán)境中亦不易腐蝕或損壞。鋼杯是磁路的一部分，在這些單位涂粉，用于防止環(huán)境因素造成的損傷。操作過程僅需手動(dòng)旋轉(zhuǎn)把手角度即可實(shí)現(xiàn)吸合與脫離，操作簡(jiǎn)單，存儲(chǔ)方便，更加安全可靠。因此，使用永磁吸盤固定舷梯的方案不僅能代替原嵌入眼環(huán)固定的方案，而且更勝一籌。圖2和3分別為永磁吸盤的脫離和吸合狀態(tài)。

圖1 船橫傾15°時(shí)理想狀態(tài)下受力分析

2.2 方案設(shè)計(jì)

為了方便永磁吸盤使用，我們?cè)谕獍逵来盼P理論安裝位置設(shè)計(jì)安裝了標(biāo)志。以N392船為例，共設(shè)計(jì)了6個(gè)Φ300圓形內(nèi)嵌字母的標(biāo)識(shí)：3個(gè)帶LD標(biāo)志，LD指輕載水線，2個(gè)用于引水員軟梯的固定,1個(gè)用于引水員舷梯末端的固定；3個(gè)帶LD15標(biāo)志，LD15指橫傾15°水線，使用方法與前者相同。

圖2 永磁吸盤處于脫離狀態(tài)

圖3 永磁吸盤處于吸合狀態(tài)

2.3 對(duì)比分析

2.3.1 原有外板開孔嵌入眼環(huán)方案分析

原方案是在船體外板上開孔，并在開孔內(nèi)埋入圓鋼作為眼環(huán)，在橫傾15°水線、輕載水線、重載水線三個(gè)位置分別布置。使用方式是用繩索將軟梯兩側(cè)與其相對(duì)應(yīng)的眼環(huán)綁扎固定在一起，用繩索將舷梯末端和其對(duì)應(yīng)的眼環(huán)綁扎固定在一起，通過此種方式可防止梯子末端扭轉(zhuǎn)，使舷梯與軟梯穩(wěn)固地緊靠船側(cè)，解開繩索與眼環(huán)的固定即可收回梯子。此方案的優(yōu)點(diǎn)在于價(jià)格相對(duì)低廉，操作簡(jiǎn)便。但存在諸多缺陷：（1）眼環(huán)內(nèi)側(cè)及凹槽內(nèi)側(cè)在制作初期焊接與噴涂油漆均極為不便，伴隨船舶使用年限的增加，不僅油漆會(huì)因繩索摩擦而損壞，而且眼環(huán)及開孔內(nèi)部后期補(bǔ)涂油漆無法做到全面，眼環(huán)會(huì)因腐蝕遭到破壞，存在斷裂風(fēng)險(xiǎn)；（2）在外板開孔并焊接，焊接后焊縫部分與外板所含元素的差異、硬度差異和熱脹冷縮形成的局部應(yīng)力，在海水的作用下，靜止應(yīng)力腐蝕（SCC）速度加快；（3）外板開孔、眼環(huán)制作、設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)等工序增大了工作量，增加了員工工作負(fù)荷和協(xié)調(diào)難度。

2.3.2 新的永久吸盤代替原嵌入眼環(huán)方案分析

新方案僅需制作永磁吸盤理論固定位置標(biāo)志，各標(biāo)識(shí)圖中均有說明。使用過程中永磁吸盤放置于標(biāo)識(shí)位置，永磁吸盤上方自帶眼環(huán)，此時(shí)用繩索將軟梯兩側(cè)與之相對(duì)應(yīng)的眼環(huán)綁扎固定在一起，用繩索將舷梯末端與之對(duì)應(yīng)的眼環(huán)綁扎固定。當(dāng)需要收回軟梯時(shí)，僅需要轉(zhuǎn)動(dòng)永磁吸盤手柄角度，即可輕松卸下并收回保存。此方案避免了因?yàn)楦g造成危害，操作更為簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)安裝等工序異常簡(jiǎn)單，降低了員工工作負(fù)荷，與原在舷傍埋入綁扎眼環(huán)的方案相比，優(yōu)勢(shì)突出，但也存在價(jià)格略貴的缺陷。

2.4 實(shí)施效果

新方案永磁吸盤使用過程中加緊力約為800 kg，順利通過船東與船檢檢查。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)操，永磁吸盤安裝使用極為便捷，良好的外觀、實(shí)用性能、吸力大、體積小、高度節(jié)能、安裝方便、安全可靠、使用壽命長(zhǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn)深得船東和船檢的肯定。最重要的是吸盤可規(guī)避眼環(huán)因腐蝕導(dǎo)致的危險(xiǎn)因素，使引水員梯更加安全可靠。此外，降低了現(xiàn)場(chǎng)工人的工作負(fù)荷，體現(xiàn)以人為本的設(shè)計(jì)理念。

3 結(jié)束語

隨著N392船交船儀式的成功舉行，標(biāo)志著本次修改方案的順利完成。本方案基于新規(guī)范，秉承歷史經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工況，運(yùn)用新技術(shù)，解決了歷史遺留問題。希望本方案能得到大力推廣使用，為造船業(yè)的明天增添一份光彩。

[1]高延敏.船舶腐蝕與保護(hù)[M].南京：江蘇科技大學(xué)出版社.2006.

[2]孫方遒.船舶設(shè)備應(yīng)力腐蝕開裂的探討[J]渤海船舶職業(yè)學(xué)院，2009.

[3]IMO .pilot transfer arrangement Resolution A.1045.2011.