气囊下水浅谈.docx

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气囊下水浅谈

专科毕业设计（论文）

设计题目：

船舶气囊下水工艺分析与展望

系部：

船舶与港口工程系

专业：

船舶工程技术专业（船体方向）

班级：

船体

姓名：

学号：

指导教师：

职称

年月南京

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。

虽然说气囊下水存在着很多安全隐患但是，气囊下水工艺的研究在它诞生的那一天就没有停止过，它的应用也在不断地推广，而且在众多事故中，存在着很多的人为因素，如果排除了人为因素，在正确的规范要求下进行下水操作，事故发生率会大大降低。

关键词：

气囊下水事故事故原因预防发展

Abstract

ShiplaunchingbygasbagisanewcraftworkanditisusedbyChinesefirstly.Justforlessinvestmentandmoreincome,iswidelyusedintheprivateenterprise.Shiplaunchingbygasbagconstantlymature,Fromthestartofthetapetohighstrengthnylonairintothewholeship'stonnage,bythousandsoftonsofbreakthroughtons.Althoughtherearemanygasbagwatersafetyhidden,buttheresearchonwateraircraftthatdayithasn'tstopped,itsapplicationisinconstantpromotion,andinnumerousaccident,thereexistalotofman-madefactors,ifexcludetheman-madefactors,inthecorrectspecificationrequirementsunderthewater,willreduceaccidents.

KeywordsShiplaunchingbygasbagaccidentcaseofaccidentguardagainstdevelopment

1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180m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Ⅰ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气囊下水方式简介

船舶气囊下水，先用若干直径较大的支撑气囊将船抬高，拆除船舶建造时所用的龙骨墩和边墩，在植入滚动气囊，并将支撑气囊中的空气放掉。

然后利用绞车使船舶在滚动气囊上移向水域。

这种下水方式适用于小型船舶的下水，因为气囊可以添加和搬走，船舶可以按需要随意停止或转向，对水位变化较大、水域狭窄的船厂较为适用。

该方法设备简单，对船台和滑坡的要求不高，投资较少。

3气囊下水流程

3.1下水前准备工作

船舶下水之前，要做好以下准备工作。

（1）天气：

确保在天气状况良好的情况下下水，因为恶劣的天气会给下水带来很多的麻烦，也会造成不必要的事故伤亡。

比如大风时就不可以下水，大风会导致船舶重心不稳而发生倾斜，甚至是脱离船台。

（2）船台：

要保证船台平整、干净，消除一切可能砸破气囊的尖锐的东西，船台形式以抛物线船台或折线船台最好，这样可以使气囊在船舶入水时也可以提供支撑力，防止船舶底部受损。

有相关实验证明，上述三种船台方式，在相同的条件下，船舶下水事故抛物线船台的事故率最低。

它的优越性主要在于能在船舶艉浮时，尾部分布的气囊仍能提供支撑力，减小艏部气囊的载荷，大大减低了气囊爆破的可能性。

（3）气囊：

气囊的选择在下水过程中是十分关键的。

首先要确保气囊质量合格，还要确定支撑气囊和滚动气囊的单只最大承载力，以确定使用气囊数量，对于滚动气囊，有公式可以做简单的初步估算：

（公式）。

q—单个气囊最大承载重量，kg；

Q—下水船舶包括附件总重，kg；

m—船底使用气囊总个数；

λ—系数，其值约为1.45～1.7。

在安放气囊时，不能简单地认为以船舶总重除以气囊总数就是单只气囊所承受的压力了，原因如下：

①船舶在船长范围内分布载荷是不相等的，一般来说，机舱和上层建筑部分分布载荷较其他部分要大，如艉机舱和艉上层建筑部分的分布载荷可能相当于其他部分的1~3倍。

②气囊不会布置到船舶艏艉底部的，而是布置在船舶75%~85%的长度范围内的，所以艏艉处的气囊承受载荷较大。

③气囊在船舶下水过程中，行走速度不会一致平行的，特别是变坡度时，每个气囊的承载负荷时不同的。

④船舶在尾部上浮时，艏部气囊承载负荷会是船舶下水重量的15%~25%。

（4）船舶：

针对船舶，应当做到如下几点①关闭船上所有人孔、舷窗、海底阀门以及下水时所有不需要通行的舱室的舱室门和水密舱盖，保证船舶的水密性。

②所有导缆钳、带缆桩和系泊设备必须装好、焊固。

③螺旋桨和舵叶必须固定牢靠，对于没有安装的不艉轴处做好密封（我实习的厂即武家嘴就是这么做的，当时是1080集装箱船下水）。

④固定船上所有活动物件，并按照工艺要求灌满压载水仓，以保证船舶下水稳性。

⑤准备艏锚，用以船舶下水后的制动，如果没有安装，准备驳船也可以。

（5）动力：

众所周知，船舶下水时，从船台移向水域，是要借助外界动力才能滑动，所以还要准备好绞车。

在船首前方要布置一台绞车，一来可以用来控制船舶下滑速度，二来可以在植入支撑气囊时防止船舶下滑。

在艉部布置的绞车，通过安放在船纵中线位置上的转向滑车，分出二根钢丝绳分别扣住舭龙骨的末端（一般使用一台，其目的在于移船位时，左右拉力均匀、同步，使船舶向后移动时能保持直线平稳地移动）。

（6）水域：

船舶滑入水中之后，依靠惯性要继续向前滑行，其冲击力相当大，可以轻而易举地撞沉正面的船只，有事实可以证明。

2006年台州某船厂因在放置气囊时为未用钢丝绳将船拴牢，船舶自行滑入水中，将正对面的一艘小船撞沉，船上三名人员落水遇难。

因此，船舶下水时，要保证水域面积上的安全，避免事故发生。

本厂1080TEU下水时就将长江给封了。

3.2下水过程

整个下水过程可以用以下几幅图片「附图」表示出来，图片并非是学生亲自所拍，也不是本厂下水的1080TEU的图片，但可以说明我看到的下水情况。

下水过程中，最常发生的事故是气囊爆破和船体倾斜。

气爆囊破的原因很多，比如船台清理不干净，气囊质量不合格，气囊最大承载力满足不了下水需要，气囊充气太足，气囊老化承受不住船台与船体的摩擦等等。

船体倾斜多半是气囊充气不均匀而导致滑行速度不一致带来的后果，还有就是滑行过程中气囊发生爆破，导致船体倾斜。

船体倾斜是很危险的，如不及时调整，会发生翻船事故。

当船体发生倾斜时，应当暂停下水，检查原因，并作出相应的应对措施。

如果是气囊充气不均所致，应当调整气囊压力。

3.3下水之后的工作

船舶下水之后，依靠惯性，在水中继续滑行，此时，要采取必要措施对船舶进行制动。

若艏锚已经安装，可以使用的话，利用抛锚的方式，同时借助拖船，道道制动目的。

在没有锚的情况下，要靠拖船慢慢接近船舶，并采取办法时期慢慢停止。

本厂1080TEU下水时，就是依靠拖船，在拖船接近滑行的船舶时，真是很惊心动魄（或许是我第一次见吧），拖船只能是慢慢地和滑行船舶接触，依靠微小的冲击力增加船舶滑行的阻力。

当入水船舶稳定后，通过绳索。

由拖船将其拖住，并拖回。

船舶下水之后，要对气囊进行回收。

船舶入水之后，就可以进行气囊回收工作了。

在回收过程中，工作人员将气囊滚动到场地宽阔区域，待气囊表面干燥以后，放出气体，将其折叠收好。

4事故实例分析

在本厂（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，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。

5气囊下水的发展与展望

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。

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工艺给予高度评价，认为这是意义深远并将引起造船工业上一场革命的创新技术。

该项成果被列为造船界20世纪的创新成果之一。

一举成功之后，该项工艺被国内众多船厂引用，而且，对该项工艺的应用的研究和突破也在同步进行。

下水用气囊，由一开始的棉帆布气囊升级为橡胶皮气囊，中间相隔4年。

之后，气囊在不断升级换代，由于技术不过关，气囊质量仍不能完全满足下水要求，气囊下水工艺的发展没有太大进展。

直至1993年，济南长林气囊容器厂成立，并率先攻克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在二次胶连成型带来的强度缺陷，这项成果一下子把气囊爆破压力提高了将近两倍。

“昌林”拍新型气囊投放市场以后，立即引起了新一轮船舶气囊下水推广热潮。

随后几年力，气囊下水工艺得到了很大的发展。

成功下水船舶的吨位逐渐增加。

1998年，昌林开发出具有在自主知识产权的新一代气囊-多承载力揉压气囊。

新一代气囊的诞生，将气囊下水工艺带入了大型船舶下水技术时代。

2008年8月3日，在中55000T的巴拿马型散货船“VICTORIAI”号在浙江三门健跳船厂举行隆重的下水典礼。

该船在68只昌林牌新一代气囊的托运下，顺利下水。

船长190米，宽32.26米高18米，下水时重量达12000T。

它标志着气囊下水的重量突破了万吨大关，气囊下水进入了大型船舶下水技术的时代。

气囊下水工艺的发展已经引起了很大的关注。

2005年发生了一件令气囊下水前途产生危机的事，那就是正在制订的《船舶生产企业生产条件基本要求及评价方法》行业标准草案中排斥了气囊下水技术作为现代下水方式在大船厂的推广应用。

为此，2007年7月，哈尔滨工程大学船舶工程学院船舶与海洋工程力学研究所做了大型船舶气囊下水安全保障机理的研究，该项研究其主要关注的是大型船舶采用气囊下水的安全性问题，主要是下面三个方面的内容：

1）气囊下水对船体结构安全性的影响；2）气囊在下水过程中强度的安全裕度；3）如何防止气囊下水操作产生意外事故。

经过一年的时间，他们完成了“船舶气囊下水安全性评估方法研究”的课题，从另一个角度为大型船舶采用气囊下水的安全性做了评估。

同时在浙江省船舶工业行业协会的支持下，浙江工业大学完成了“船舶气囊下水工艺技术研究”的课题，其为大型船舶采用气囊下水的可行性做了论证。

于2007年正式发表并报送有关部门，在2007年颁布的这份船舶行业标准（CBfF3000—2007）中，允许在二级I类及其以下的钢质船舶企业采用气囊下水方式，气囊下水船舶的最大长度允许达到180m，最大重量允许达到9000t，为气囊下水争取了生存空间。

从1995年开始，人们着手船用气囊产品和下水工艺标准的制订工作。

截止目前，已经完成了三项标准的起草和修订工作。

这三项标准是《船舶上排、下水用气囊》行业标准、《船舶用气囊上排、下水工艺要求》行业标准和《船舶用气囊下水工艺操作规范》地方标准。

《船舶上排、下水用气囊》行业标准颁布之后的l2年里，无论是产品的性能指标、试验技术都有了长足的进步。

根据国家对标准化工作的总体部署，作为我国具有创新特色和自主知识产权的《船舶上排、下水用气囊》标准经过全面修订后将晋升为国家标准并申报国际标准。

这项工作从2008年初启动，现已完成了审定工作，等待国家标准化委员会的最后审批和颁布。

为制定气囊标准，有关部门和组织已经做了爆破试验和压缩性能试验，实验所得数据为适合大型船舶下水用气囊的研发提供了有力的理论依据。

浙江工业大学在2006年6月“金舸l9”号下水时做了一个实船测试。

此次测试的内容主要包括：

基础数据：

船台参数、气囊布置及船舶与气囊在下水前的有关参数、力学参数：

各气囊的动态压力、船舶结构的动态应变和应力和运动参数：

船舶下行时的行程、速度和加速度；船舶下水过程中的纵倾角变化。

从测试结果来看，气囊下水期间船舶横向的摇摆幅度很小，运行平稳。

船舶纵向角度的变化较大，分析这些变化有助于了解下水过程中船体姿态的变化以及分析受力状态。

测试结果显示，气囊下水期间船舶横向的摇摆幅度很小，运行平稳。

船舶纵向角度的变化较大，分析这些变化有助于了解下水过程中船体姿态的变化以及分析受力状态。

设想一下，在如此环境下，船舶下水用气囊的性能会越来越好，适用越来越广，而船舶下水工艺也会因此绽放出新的光芒，船舶行业也会得到更好的发展。

到时。

气囊下水工艺不只会在我国，还会在世界备受靑睐。

这种设想不是不会成立，就在2005年8月间，“卡特里娜”飓风登陆美国西海岸，造成了美国历史上最具破坏性、损失最惨重的自然灾害。

据统计期间共有2209艘船只在美国海湾沿岸搁浅失事。

美国TITAN海事救捞公司在飓风过后，承接了救助搁浅船只重返水域的抢险工程。

该公司从新加坡了解到中国气囊在抬船、移船和修理船舶方面的卓越功能后，专程来济南昌林气囊容器厂考察和购买了一批气囊，在抢险救灾中发挥了巨大作用。

该公司在使用报告中称：

“这些气囊已经证明，对我们在清理美国水道‘卡特里那’飓风恶果方面所取得的成果有无法估量的贡献”。

该公司使用气囊移船后非常满意，在两个月内连续订购两批，成为中国向发达国家输送抢险救灾装备的先例。

这个事例就很好地证明了气囊的适用反胃会越来越广。

当十万吨级甚至更大吨位的船舶，在气囊上顺利滑入水中的那一刻，兴奋的不只是气囊的研发者，也不只是气囊下水工艺的开创者，还会有每一个国人，每一个船舶行业里的工作人员，因为，人类的造船史上又将添上新篇章。

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，是比较适合中小型船舶企业发展的。

虽然它有着很多安全隐患，但是，在操作过程中，人为地排除某些安全隐患不是不可能的，这样以来就降低了事故发生概率。

而且，气囊的技术攻关研究也在不断的进行着，一旦技术上有了一点进步，气囊下水工艺的发展就会前进一大步，如此，气囊下水工艺又将绽放光芒。

致谢

经过三月的忙碌和工作，我的毕业论文设计已经基本完成，此刻我十分兴奋。

在论文写作过程中，得到了老师们的亲切关怀和耐心的指导。

老师们的严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。

从课题的选择到项目的最终完成，老师们都始终给予我细心的指导和不懈的支持。

多少个日日夜夜，老师们不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，并将积极影响我今后的学习和工作。

在此谨向亲爱的老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

在此，我要感谢指导老师在这一段时间的谆谆教导和正确指导，如果没有老师的帮助，我是无论如何也不会如此顺利地完成毕业也论文的。

我还要感谢武家嘴船舶制造有限公司给我实习的机会，感谢同事和领导对我的帮助和关怀。

最后我要感谢海事学院的栽培和我所参考文献的作者们。

参考文献

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人民交通出版社，2006.8ISBN7-114-06069-6.

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船舶用气囊上排、下水用气囊[S].北京：

中国标准出版社.1996.

[6]CB/T3837-1998.中华人民共和国船舶行业标准：

船舶用气囊上排、下水工艺要求.[S].北京：

中国标准出版社.1998.

[7]徐少波.船舶气囊下水工艺实践及发展前景[J].中国造船，1997，138（3）：

88-92.

附图：