1.9万t化学品船设计和建造要点研究.pdf

第40 卷第4期2023年8 月江苏船舶JIANGSU SHIPVol.40No.4Aug.20231.9万t化学品船设计和建造要点研究黄春阳（上海佳豪船海工程研究设计有限公司，上海2 0 16 0 0）摘要：为减少化学品船载运的危险品给生态环境带来不利影响，对某1.9万t化学品船设计要点、船型特点、建造技术难点和安全危害控制等方面进行研究，对船舶设计建造过程提出改进建议，为后续同类化学品船项目研发提供参考依据。关键词：化学品船；装载；船型设计；建造要点；船舶安全中图分类号：U671D0I:10.19646/ki.32-1230.2023.04.005文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：可（2）从满足船东的货运量需求出发，确定适用0引言的船舶主尺度、分舱布置和主要设备参数。化学品船是一型高难度、高标准、高质量、高技（3）液货船货品密度小，舱容要求高，内壳型线术、高附加值的液态危险品货物运输船。为满足现的设计需结合三维模型反复优化。代海洋科技化学品船的设计优化升级和制造安装特（4)充分理解规范公约要求和型值变化趋势，殊工艺要求，消除各种设计建造难点（如货品危害、确定货舱段尺寸变化和舱容数值，线型更新后应及装载温度、耐久防腐和整舱特涂等），避免装运特殊时检查舰大型设备布置空间和排水量数据。货品对船舶使用寿命、生命健康安全及社会生态环2.2空船重量预估境带来大量破坏，必须以耐久、安全、可靠、降本、节（1)方案设计时应控制各类材质的选用区域，能、增效为目标,从设计初期状态和建造过程方面把按规范要求反复核算构件尺寸和板材规格。控船型特点获取更优质的方案施工1。本文基于（2）选择类似船型进行技术评估，明确新规范、1.9万t化学品船实船，分析技术要点和优化方案，公约等技术要求，保证设计初期可以精确预估空船为新型化学品船项目技术评估提供有益参考。重量。(3)确保设备技术参数满足选型要求，设备重1主要参数量与厂家确认后汇总。1.9万t化学品船是第二代浅吃水化学品船，适（4)统计铸锻件、设备基座及加强结构重量，主用于东南亚和非洲地区的沿海、岛屿间及内河运输。要根据总布置图、技术规格书和船舶设备清单来确该船的主要尺度如下：总长157.50 m，垂线间长定具体分项。149.30m，水线长153.50 m，型宽2 7.6 0 m，型深2.3浮态校核12.00m，设计吃水7.0 0 m，夏季吃水7.50 m，定员根据国际海上人命安全公约要求，核算典型（包括引航员）2 5人+6 人（苏伊士运河船员），服工况的船舶稳性和初步破损稳性，保证稳性衡准数务航速14.0 0 kn。K值、初稳性高度、横倾角和复原力臂等满足规范要求值。若由于货品密度不同导致船舶浮态不理想2舟船型设计要点2.1初步线型核查（1）设计初期应明确船东所需运输的危险货品清单，整理装载清单中每种化学品的特性。收稿日期：2 0 2 2-0 7-2 2作者简介：黄春阳（198 3 一），男，工程师，从事船舶设计与制造工作。时,则需调整舰线型或分舱优化。若船东要求一次运输多种化学品时，产生分舱较多的情况需按计算状态调整分舱布置2.4设计周期全船设计工作计划周期的控制尤为重要。作为工程项目的技术源头，设计工作影响着后期工作的方方面面。从船厂技术招标文件的准备，到物供设第4期备采购技术支持，再到各图纸的设绘相互关联等制约着后期工作的展开，直至影响到最终建造完工交付，因此设计周期的控制应作为项目控制的重点。3舟船型特点分析3.1装装载货品要求（1)船东建造规格书要求本船货舱设计最大装货密度为1.55 Vm。（2）货品装载清册应满足船舶装、系统及涂层材料的特性，且无害于整个货油系统。（3）注意限界面钢质门和空气进出开口不能直接面向货舱区域。(4)按公约对危险货物要求增加设置救生消防杂件。装卸货工况要满足FRAMO公司4台货油泵和1台压载泵同时使用的要求。3.2钢材选取船体结构用钢及机械设备的结构钢材，包含铸锻件均应满足船级社规范技术质量要求。根据各类材料使用范围，局部可采用高强度钢或铸钢。材料选取时应满足设计环境温度，材料钢级符合规范约束条件。3.3焊接检测厚钢板、铸钢件和高强度钢板的焊接应采用低氢焊条。分段涂装前，所有需要做密性试验和强度试验的焊缝处用胶带粘贴保护。主要结构件焊缝重点区域需要进行X射线和超声波无损检测，检查点可能额外增加10%，需在无损检测图纸认可阶段最终确认。在装托架和临时支撑件的焊接过程中,不允许构件直接焊接在船体外板、主甲板和管系上。装支架固定端必须避开结构焊缝，不扭曲施焊。3.4不锈钢件不锈钢件应存储在干燥温暖环境中,表面用三防布或塑料薄膜防护。现场避免踩踏不锈钢板，不锈钢板材表面一旦受损应及时修复。采用不锈钢专用工具进行相关作业，专用工具应做好清晰标识。不锈钢在对接时难度大，要求高，焊缝处必须采取钝化处理。由于不锈钢件与碳钢接触时会产生渗碳现象而影响材料性能，所以不锈钢件在预制、储运、安装等环节中要做适当的防护，避免与碳钢直接接触。4船舶建造要点4.1舟船体部分本船的货舱区域为单甲板、双底双壳结构。主黄春阳：1.9 万t化学品船设计和建造要点研究焊接过程监控质量。（2)机舱主机采用下沉式机座，结构和管系安装空间狭小。（3）化学品船管系多,结构开孔多。（4)货舱内无底墩和顶墩结构、货舱槽型舱壁与内底、主甲板的焊接控制变形很重要。其主要原因如下：一是容易出现裂纹和焊缝气泡夹渣，二是PSPC(特涂)要求焊脚打磨非常光顺。（5）确保货舱槽型舱壁和双壳内纵壁公差控制和装配间隙。(6)保持零件清洁，加工焊接前应清除表面氧化物，开口边缘打磨光顺。（7）船体零部件焊接成型后，现场应及时清理毛刺、飞溅。（8)焊接需结合板材特性和焊脚高度选择合适的焊接电流及焊材。(9)在施工过程中反复测量零部件尺寸，保留测量表的原始记录，加强产品质量管理。4.2涂装部分货舱、污油舱和淡水舱的表面处理和涂装应根据涂料厂家提供的程序进行。船体外板的防锈漆及压载水舱、货油舱和污油舱的环氧漆完工后，测量其干膜厚度，直至满足涂装要求。涂装部分建造要点如下：（1)特涂：货油舱涂层由于适装货物的特殊要求而需要特殊涂装。特涂前参考油漆厂家的粗糙度要求,结合工厂的设备情况，确定磨料的选择、烘干和装运。喷砂前对照货舱内6 面体各种附件清单一一检查,确保所有附件安装到位，满足喷砂货舱内表面施工作业的各项要求。排砂和除尘作业应严格执行喷漆作业工艺程序。（2 在涂装工作流程中脚手架的搭建和拆除很重要，现场应避免损伤母材。(3)确保涂装区域焊接外观成型和打磨要求，表面清理后应在8 h内喷刷底漆（4)满足PSPC(特涂）要求的涂装施工。(5）面漆表面看不到桔皮、流挂不大，无明显收17甲板为连续甲板，双层底中心高度为18 50 mm，双壳宽度为150 0 mm。货舱区域由2 道纵向舱壁分成中部货油舱区和两侧压载水舱区。货油舱区又由1道纵向槽型舱壁和6 道横向槽型舱壁分隔成为12个货油舱和货油区后部的2 个污油舱。两翼压载水舱分别与双层底压载水舱相通，没有配置压载系统专用结构管弄。船体部分建造要点如下：(1)控制局部不锈钢与碳钢焊接工艺，不锈钢18缩纹现象。(6)油漆颜色不能有明显差异,无显著异脏部份，无漏涂和漆膜脱落现象。（7）下雨、下雪、重雾、潮湿的气候条件下禁止进行涂装作业。4.3货油装卸系统本船配备独立式货油深井泵，12 个独立的液货舱可进行12 种不同货油的装卸。货油泵本身已设有扫舱管,通过压缩空气吹除，可将货油管内的残余货油扫除。本船通过气动隔膜泵将集油盘内的残液抽至残液舱或者污油舱。货油舱设透气和蒸发气收集系统，采用独立透气管控制式透气系统和公共集管式蒸汽回收系统，每个货舱有单独的透气管，透气管顶部配高速透气阀。通过将透气管连通至蒸发气回收总管，可以将蒸发气收集送回到岸上处理。货油舱温度控制系统采用3 16 L不锈钢盘管蒸汽加热。货油舱清洗系统由洗舱泵、洗舱水加热器、洗舱机及相应的管路和附件组成。货油监测系统包括货油的温度监测、压力监测、液位监测,以及易燃、有毒蒸发气的监测。本船配有氮气发生装置，利用氮气可以对货油舱和压载舱进行惰化。氮气还可用于扫舱扫线作业，关于货油蒸汽控制系统操作手册，其关键点是根据设定装载率下的货舱透气系统和蒸汽回收系统的压降计算,即所有货物在最大装载率下,船舶所产生的蒸汽通过阀门或货物回收管路时，液货舱内的压力不会超过其结构设计压力。由于蒸发气回收系统与载货清单、液货舱结构设计压力、液货装载率、透气管等有着相互影响的关系，为避免后期出现某些货品不能装，或者必须降低化学品货物装载率的情况，应提前熟悉厂家操作手册。本货油系统区域兼顾了石油公司国际海事论坛（O C I M F）规范要求和液货码头的要求，可以满足世界多数液货码头的要求，即可以满足大多数船东客户的需求，具备很强的适应性和实用性。55安全危害控制5.1设备和材料的保护化学品船的适装货品对环境或安全有相当严重危险,甚至是非常严重危险2 ,船厂和承包商应确保所有材料和设备在建造期间保持高度清洁。安全危害控制措施应包括但不限于以下：江苏船舶（1）用防火帆布或类似物品保护重型设备。（2）采用耐火覆盖物（如胶合板或类似装置）保护敏感和脆弱的设备（如家具、电器/仪器、玻璃器血等)。（3)保护存储在仓库或类似处所的所有材料。5.2#防火要求(1)建造时需提供易理解和高效的防火系统。（2）熟悉并注意化学品物理性质的相关参数，如闪点、燃烧温度和爆炸极限值等。（3)为复杂易燃的机械设备提供适当的防火护具以保护该机械设备不受潜在火源的伤害。（4)在绝缘材料附近焊接时要提供火警监视。在焊接操作过程中，除间断焊或点焊外，焊接时要移除绝缘材料。(5）当进行加油、注油、挥发性、易燃易爆材料的作业时，需严禁烟火。(6)正在进行喷漆舱室等有引燃危险的处所严禁强光照射。5.3健康危害（1）加强全员对危险化学品安全意识教育。（2）试验时按大纲要求配备防护用品，避免通过施工现场作业产生呼吸、接触和吸收带来的危险。（3）化学品特性在化学反应时易产生吸热、放热、压力增加或产生有毒有害气体，应在建造过程严格保证工作人员人身安全。6结论（1)化学品船装载工况种类多，研发前期应做好充分的准备工作和专业组协作事项，设计师应优化舱容和合理分舱。（2)不锈钢材料价格很高，装货清单对需要特涂防腐区域和材料选取应合理，有效控制船厂成本预算。(3)严格执行建造工艺要求，监控施工现场不锈钢和碳钢焊接质量，控制局部变形。（4)施工和试验时应有效防止化学品污染危害，保障人员健康。参考文献：1黄晓丰，张津宁，徐曙3 3 0 0 0 DWT双相不锈钢化学品船货舱结构设计J船海工程，2 0 2 1，50（5）：6 5-8.2张超.3 8 0 0 0 t双相不锈钢化学品船设计与建造技术解析J中国船检，2 0 18(8)：96-98.第40 卷