PSC检查中对散、杂货船船体结构的检查.doc

PSC检查中对散、杂货船船体结构的检查
浅议PSC检查中对散、杂货船船体结构的检查

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一、前言
九十年代初期，散、杂货船灾难性事故的不断发生，引起了全世界有关各方的密切关注，IMO秘书处及其属下的委员会、分委会、工作组和合作组也因此加强了该类船舶灭失原因的调查和研究，国际船级社协会（IACS）也一直通过制定和出版一系列船体结构方面的检验指南，来协调和规范各成员的规范和检验标准，力图在在执行国际公约、规则等方面发挥他们特殊的作用。SOLAS第VI章的修订和新的XI、XII章的生效，标志着公约对散货船的法定要求不断趋于成熟和完善。
虽然如此，散、杂货船在结构安全方面依然存在较大的隐患，灾难性事故继续发生。2000年3月23日PRS船级PANAMA籍“LEADER L”轮在加拿大海岸水域因船体折断而沉没；2000年6月BV船级CAPESIZE型散货船“TREASURE”轮也是因为船壳板的开裂，造成船体损坏加剧而沉入海底……。据2000年有关统计数据图表（见图一）表明，散、杂货船灭失的比例（按船舶种类分类）仍然据第一、二位，且随着船龄的增长而提高。因此，加强散、杂货船特别是老龄船船体结构的检查目前PSC检查工作中一项重要的任务。
          图一
在各级领导的重视和关心下，珠海海事局一直不断地在PSC检查工作中加大散、杂货船船体结构的检查力度，取得一定的成效。从2000---2001年辖区PSC统计数据（见表一）分析可以看出，散、杂货船在船体结构方面存在的问题还是比较严重和突出。
项目
年 滞留散、杂货船舶 缺陷总数 其中船体结构缺陷
数量 占总缺陷数%
2000年 1 9 2 22.2%
2001年01---09月 5 47 11 23.4%   
合计 6 56 13 23.2%

表一
二、散、杂货船定义和结构布置特点
杂货船是一种载运包装、袋装、桶装和箱装的普通干货船。杂货船在运输船舶中占有较大的比重。近年来，杂货船大都设计成标准船型，进行成批生产，并趋向于建造多用途货船，即能载运普通件杂货，也能载运散货、大件货、冷藏货和集装箱等，以适应不同货种的需要来提高船舶运营率。
杂货船船型的基本结构多由双层底、单层的横向舷侧结构、单层甲板或多层甲板构成，通常，典型杂货船的上甲板和双层底为纵骨架式结构，二层或多层甲板和舷侧是横骨架式结构，甲板骨架由悬臂梁支撑，甲板上配备完善的起货设备。（见图二、三、四）
图二
图三、四
散货船，根据SOLAS第IX章规则6.1的定义，系指在货物处所中通常建有单甲板、顶边舱和底边舱，且主要用于运输散装干货德船舶，包括矿砂船和混装船等船型。（见图五）
典型的散货船只有一层全通甲板和双层底，甲板下面有两个三角形的顶边舱，其作用是防止散货向一侧移动使船倾斜，影响船的稳性。双层底舭部处有向上倾斜的内底板与舷侧下部构成底边舱。顶、底边舱可作为压载水舱以改善船舶适航性。散货船的甲板和舷顶部，双层底和舷侧下部一般为纵骨架式结构，舷侧中部是横骨架式。
图五
－－结构布置特点（仅适用于散货船部分用粗斜体字标明）：
1、  甲板结构
甲板结构包括甲板板、强力甲板、二层甲板、横梁、甲板纵桁、舱口端梁、甲板纵骨及其连接部件。
根据结构力学的原则，连续的上甲板一般设计成主要承受总纵弯曲应力，这层甲板被称为强力甲板，它往往是离船体中和轴最远的承受总体载荷结构。大中型船舶开口线以外的
上甲板一般采用纵骨架式，使尽可能多的材料参与总纵强度，能增加甲板的稳定性，也能充
分利用材料，减少构件尺寸，减少重量，增加船舶的经济性。纵骨架式甲板骨架由甲板纵骨、强横梁等构件组成。对于开口线以内的上甲板一般采用横骨架式，主要考虑增加其横向强度，提高抗压能力。二层甲板主要承受部分货物的重量，以减少底层货物承受的压力，同时也承受横向载荷，起到支撑和加强舷侧结构的作用，一般也采用横骨架式结构，横骨架式甲板骨架由横梁、甲板纵桁等构件组成。为了有效地支撑甲板骨架，通常在甲板纵桁与横梁的交叉点上设有支柱，支柱下端则设在底纵桁和主肋板等刚性较大的构件上。在多层甲板船上，支柱一般设在同—垂线上，使甲板的载荷通过支柱—直传到船底。具有大舱口杂货船的甲板结构常采用悬臂梁结构来支撑甲板骨架。悬臂梁也就是从舷边延伸至其所支撑的舱口甲板纵桁的甲板强横梁，有了舷臂梁，舱口纵桁的尺寸可适当减少，并可不设支柱。因此能增大舱容，且装卸货物也较为方便。
2、  舷侧结构
主要的船侧结构件有船侧外板、肋骨、船侧纵桁。
舷侧结构有横骨架式和纵骨架式两种形式。大型散货船在顶边舱内舷侧结构一般采用纵骨架式以增加总纵强度，减少板厚。一般杂货船和单壳体散货船多为单层的舷侧结构，为了便于装货和清舱，货舱内结构大多采用横骨架结构形式，主要的骨架是肋骨。在货舱区域的舷侧全部采用相同尺寸的肋骨(称为主肋骨)，这样可避免高腹板的舷侧构件占去过多的舱容。而有的船舷侧由强肋骨、舷侧纵桁和主肋骨组成：除了装有主肋骨外，还每隔3—5挡
肋距加装强肋骨，在肋骨跨距之间设置舷侧纵桁，这种结构主要用于单层甲板结构或舷侧需要加强的部位。肋骨与甲板横梁及肋板用梁肘板和舭肘板连接成坚固的横向框架，保证船体的横向强度以及在船舶摇摆和横倾时不至产生横向变形。
3、  舱壁结构
横舱壁按结构形式分为平面舱壁和槽形舱壁。平面舱壁由舱壁板和骨架组成；槽形舱壁利用舱壁板的折曲来代替骨架的作用。
横舱壁对保证船体的；横向强度和刚性有很大的作用，这对纵骨架式的船舶尤为重要。此外，舱壁作为船底、甲板、舷侧等结构的支架，使船体各构件之间的作用力互相传递。槽形舱壁与平面舱壁相比较，其优点是在保证同样的强度条件下，可以减轻结构重量，节省钢材。同时，由于取消扶强材及其肘板，从而减少了装配和焊接的工作量。一般散货船采用槽形舱壁结构。
但槽形舱壁也存在一些缺点，主要是它在垂直于糟形方向的承压能力较差。若要保证槽形舱壁的强度，就必须使槽形体具有—定的深度，这样对于杂货船的舱容就不很有利。故一般杂货船采用的是平面舱壁。
4、 顶边舱结构
顶边舱在甲板与舷侧板相接的角隅出，是三角形结构，顶边舱的形状亦由横向环架决定，环架上设有加强筋。顶边舱斜板，甲板，侧板、弧形舷缘连同各板上的纵骨一起构成纵向强力构件，并成为支撑舷侧结构的扭管。顶边舱内结构处于干湿交变状态，而且受到外部空气环境影响。容易受到腐蚀，结构的保养问题显得十分突出。
5、 底边舱结构
底边舱为双层底的延伸并与船侧结构相连接。底边舱的形状由横向环架决定，环架上设有加强筋。底边舱斜板，舭板及其相连的底板，侧板连同各板上的纵骨一起构成纵向强力构件，并成为支撑双层底的扭管结构。底边舱的斜板是保养的重点，因为斜板受到货物的压力和重型装卸机械的撞击以及货物的重力和撞击，较容易造成较大的局部损坏，特别是与肋骨的下端肘板的趾端。
6、  双层底结构
双层底结构包括内外底板，内外底板纵骨、肋板底纵桁组成。
双层底部结构是仅次于甲板结构的远离船体叫中和轴的结构，为了保证船舶的总纵强度，散、杂货船的双层底结构——般采用纵骨架式，其结构—方面要支撑货物的重量，另—方面要参加船舶的总纵强度。纵骨架式双层底结构是由内、外底纵骨，肋板和底纵桁组成，内外底板由密集的纵骨支持，它增加了板的刚性和稳定性。纵骨本身也是保证总纵强度的连续构件，因此纵骨架式的内外底板厚度可以比横骨架式薄些，这样可以减轻结构重量。双层底内除了设置纵骨外，还设置肋板，加强整个双层底的板架强度。双层底的内底板是容易受损的部位，内部结构根据其舱室的用途有着不同的特点，用于压载的处所在其小厚度构件中容易出现腐蚀；由于大部分燃油舱内装设了加热装置，在这些油舱与压载水舱之间的界面容易出现热腐蚀。
三、检查依据
1、  SOLAS公约有关章节
2、  国际载重线公约有关章节
3、  IMO Res.A. 787 (19)，866（20），744（18）
4、  IACS“散装船舶船体结构检验、评估、及维修指南”
四、检查
我们必须首先明白，船舶在营运的过程中存在的结构损坏和缺陷，主要是由以下几个原因造成：
1、  过度腐蚀
2、  设计缺陷
3、  材料缺陷和不良工艺
4、  恶劣天气航行
5、  装卸作业
6、  磨损
因此，在检查过程中，PSCO在严格按照上述“检查依据”的基础上，结合不同船型、船舶实际情况，采取现场检查，近观检查和实际测量等手段，判明船舶的强度、稳性和水密性是否处于良好状态。检查程序以及有关检查项目如下：
1、  准备
当决定对某船船体结构进行扩展性检查时，最好预先通知船长、代理人以及相关机构和人员，要求他们安排好艏尖舱、艉尖舱和船舯顶边舱的开启、通风和安全接近措施等准备工作。同时，PSCO必须穿戴和携带好足够的个人安全设备。
2、  登轮
登轮前，应注意观察船侧轻重水线区域的外板、载重线标志、吃水标志、缆绳、舷梯、引水梯和安全通道等情况；在通往船长房间的途中， 注意观察舱口围板、上甲板、栏杆、舷墙以及其他安全设备如防火门、楼梯、走廊舱壁等状况。
3  证书文件的检查
除了进行“正常的” PSC证书文件检查外，对于散货船，还必须检查：
---经船长和码头代表批准的装卸计划（SOLAS VI/7.3）
---船舶装载小册子（SOLAS VI/7.2）
---货物资料（SOLAS VI/2）
---IMO RES.A.744(18)要求的检验报告文件（SOLAS XI/2），其中包括：
a） 结构检验报告
b） 状况评估报告
c）  厚度测量报告
d） 检验计划文件
4、 详细检查
当PSCO从船体保养和甲板上的状况，如梯子、舱口、空气管、栏杆等过去曾经修理过的可见证据和甲板机械等印象做出进行全面、详细的检查决定时，一般情况下，应特别注意高应力和弯距区，如紧靠机舱舱壁前面部分；船舯0.5L区域；NO.1舱内船侧肋骨及其顶、底连接部分。
4.1甲板结构部分（见图六、七）
4.1.1舱间横向甲板
　　货舱之间的舱间甲板是十分重要的横向强度结构件，它承受横向负荷和热转负荷。同时，由于该甲板露暴于海上环境，货舱货物蒸发的水气以及甲板上太阳照射的高温，会产生板和骨材的严重腐蚀，再加上平面压缩负荷的作用会导致甲板皱折。　
应检查甲板有无裂纹、蚀耗、变形等情况，特别应注意以下应力集中及易腐蚀部位。
舯部甲板室围壁转角与甲板连接处。
图六
图七

（1）      舱口围板肘板与甲板连接处
（2）      起重柱与甲板连接处
（3）      舷墙肘板与甲板连接处
（4）      船舯0.5L区域内舱口角隅处
（5）      人孔围板与甲板连接处
（6）      出入口围板与甲板的焊接处
任何甲板处损坏都可能对舱口围板及甲板下部构件造成影响。
当发现甲板处有损坏时，应注意其甲板下部构件的检查。通常开口线内甲板较薄，应特别注意其腐蚀情况，认为必要时可以要求测厚。
4.1.2  舱口盖和舱口围板
4.1.2.1舱口围板
应注意检查舱口围板及其扶强材的腐蚀、变形和裂纹情况，特别是扶强材趾端与甲板的连接处，以及装卸货物对其可能造成的损坏情况，PSCO认为必要时，可要求的修理及试验。认为必要时，可要求对钢质舱盖进行测厚。
4.1.2.2舱口盖
应在开启和关闭两种状态下检查所有舱口盖，若实际不可行，可以仅在舱盖开启或关闭状态抽查一部分舱口盖。但发现缺陷时则需对全部舱盖进行检查，并进行必要的修理及试验。认为必要时，可要求对钢质舱盖进行测厚。
（1）活动式仓口盖（外加帆布）
如果安装木质或钢质箱形活动舱盖，核查下列各项是否处于良好状况：
—木质舱盖（包括端部金属包板）和活动横梁、活动横梁的承座或插座及其紧固装置；
—钢质箱形舱盖；
—防水帆布（应至少二层）；
—楔紧器、压条和楔子；
—舱口压紧扁铁及其紧固装置；
—装载垫板／扁铁及边板楔子；
—导向板和楔垫；
—压紧扁铁、疏水通道和排泄管（若有）。
（2）机械操作钢质舱口盖（有密封填料）
如果安装机械操作的钢质舱盖，核查下列各项是否处于良好状况：
—舱盖（顶板、内部骨架，端板、侧板）；
—纵向、横向、中间横向连接缝处的紧密装置（密封垫料、垫料框、压紧扁铁、疏水通道）；
—扣紧装置、止档扁铁、楔紧器；
—链条式绳索滑轮；
—导向装置；
—导轨和导轮；
—制动器等；
—钢丝绳、链条、绞缆筒、拉紧装置；
—关闭和坚固的液压系统；
—安全锁和制动装置。
—检查时应注意舱口盖板间连接部位构件的腐蚀情况，因为这些部位维修保养较困难容易腐蚀；同时注意检查液压式舱口盖压力撤去时的紧固状况。
对于无填料式舱口盖，如集装箱船舱口盖，仍应对舱盖结构进行检查，以保证其具有足够的强度。
（3）舱口盖试验
认为必要时，可要求下列试验；
白粉试验：通常是在对填料更换、舱盖修理进行冲水试验之前使用，以确认填料与压条之间的紧密情况或是在检验密封填料压紧情况时使用。
冲水试验：在对舱盖的风雨密状况有怀疑时，应要求进行。试验时应注意下列事项：
①试验时水压高度不少于10米。
②喷嘴直径不少于16毫米。
③喷嘴距被试舱口不大于3米。
应结合不同的仓盖型式，灵活运用这些试验方法。
4.1.3甲板机械
—— 锚泊和系泊设备
应检查锚机缆机底座、锚链孔及锚链孔盖板和弃链器的蚀耗情况，锚机链轮、齿轮、刹车和离合器的磨损情况，以及刹车离合器和止链器的工作情况。
检查带缆桩，导缆钳、导缆孔的腐蚀、脱焊等缺陷，特别应注意己锈穿带缆桩内的甲板锈蚀情况。
——桅及固定索具
起货设备的固定部件如起重机座、桅、将军柱及其他结构与船体直接焊接应视为舶体结构的一部分。注意检查起重机座甲板下的加强结构，桅、吊杆柱与甲板、甲板室连接结构的技术状态。桅的平均蚀耗不应超过建造厚度的20%，受力构件（如眼板和鹅颈座等）的平均蚀耗超过建造厚度10％时不允许使用。
4.1.4通风筒和空气管
——通风筒围板及其风雨密关闭装置
应检查其有无严重蚀耗以及风雨密关闭设施的可靠性和方便性
——空气管及其关闭装置
应检查其有无严重蚀耗和关闭设施的技术状况。对于油舱的空气管应注意检查防火网有无破损。对于浮球式空气管头应检查浮球有无丢失及破损，认为有必要时可以要求将空气管关打开。
4.1.5舱口角隅
应检查主货舱舱口角隅，以确认舱口角隅是否存在裂纹的缺陷。
4.1.6舷墙和栏杆
检查有无变形、折断、缺损等缺陷。原则上舷墙变形只要仍起到保护船的作用是可以接受的。但是舷墙肘板的变形和裂纹及其与甲板连接处应特别注意。
4.2货舱部份
4.2.1甲板下结构
注意检查舱口周围由于装卸货物而造成的损坏和甲板下扶强材的腐蚀情况，对于具有二层甲板的船比较容易做到，对于无二层甲板的船，可以在下舱梯口处，用锤子敲击检查梯周围甲板下结构状况。若有怀疑时，要求船方提供条件做进—步详细检查。
除了装卸货造成的损坏外，甲板下结构的主要缺陷是甲板下构件和其与甲板连接处的腐蚀。
4.2.2舷侧板和骨架
注意检查舷侧板，和肋骨有无过度腐蚀以及来自外部冲击和内部货物碰撞而造成损坏。甲板梁的肘板有无挠曲变形。舷侧纵桁及其与外板连接处有无过度腐蚀，因为其平面部分易积存脏物而导致腐蚀加快。另外还应锤击检查与二甲板、内底板相连的肘板，确认有无过度的蚀耗和裂纹，因为这些下部肘板受到损坏和腐蚀的可能性较大。如认为必要可要求对可疑部位进行测厚。
4.2.3甲板间甲板
检查甲板板和甲板下构件的损坏，腐蚀情况，若配有活动式舱口盖，应检查其存放和锁紧装置。
4.2.4舱壁
特别注意检查舱壁下部和舷侧部位的损坏、腐蚀情况，及其与周边连接情况。对于槽形舱壁还应注意舱壁上下凳与周边(主甲板、底板、舷侧舱壁等)的连接情况，以及下凳的损坏和腐蚀情况。
4.2.5双层底内底板
检查内底板的损坏和腐蚀情况，如内底板设有图片覆料时，应在舭部和内底阪处拆除足够数量的覆料以检查舭部、内底板、支柱下端，舱壁底列和轴隧侧板等结构状况。一旦发现腐蚀，应要求全部拆除覆料，对内底板做全面检查。
对单底船应检查船底板以及肋板、龙骨肘板等构架的腐蚀、碰损、变形、裂纹情况。如设有铺板，则每舷从前到后应拆去不小于三列铺板，其中一列应位于舭部，一旦发现缺陷，应要求全部拆除铺板，对底部板材和构架做全面检查如认为必要，可要求对可疑部位进行测厚。
4.2.6污水井
    检验污水井腐蚀情况，以及吸口滤网的完整和畅通情况。
4.2.7立柱
    注意检查货舱立柱和舯纵舱壁上下部的腐蚀情况。
4.2.8测深管、空气管、排水管等
通过外观检视和压水试验检查测深管和空气管腐蚀情况，排水管可以在注满水后检查其状况。
4.2.9顶边舱
应检查纵骨、横向强力框架及加强材和防倾肘板连接处是否出现皱折；注意涂层脱落处的腐蚀、麻点情况，斜底板、横向框架和隔板上开口处的蚀耗状况；
检查纵骨与桁板肋骨连接处是否有裂纹，在横框板扶强材切口处和横框板扶强材中断处局部腐蚀和蚀沟的状况。
应检查与货舱横舱壁和上凳座连接处是否有裂纹。与船侧肋骨及其端肘板连接处是否有裂纹。
4.2.10底边舱
检查双层底边舱过渡区域是否存在裂纹；底边舱横向肘板焊接处是否有裂纹；纵骨、横向强力框架的腐蚀情况。
4.3艏、艉尖舱
4.3.1艏尖舱
整个舱室应做全面检验。
对有涂层保护的舱，应检查涂层情况，并注意涂层脱落部位的局部腐蚀情况。对无涂层保护的舱则应通过目视、锤击和测厚等手段来对舱内腐蚀程度作出评价，发现过度腐蚀应立即修理。在对结构的检查中，应注意外部碰撞造的结构损坏，以及在钩形板、水平桁上形成的裂纹。通常艏尖舱的上部腐蚀最严重，尤其是舱柜顶板区域，应注意检验，必须要求测厚。测深管和艏尖舱舱壁阀应进行检查，同时对舱壁阀进行操作试验。该阀经常被忽视而长时间处于开启状态导致延伸阀杆锈死，对此应特别注意。
4.3.2艉尖舱
与艏尖舱检验要求相同，此外，还应检查艉轴管的状况以及前舱壁的水密情况，注意由于艉部振动(螺旋桨引起)而可能产生的艉尖舱内部结构的损坏，如裂纹等。
4.4双层底结构
应检查舱内的船底板、内底板、纵桁材、肋板、舱壁等的碰损裂纹和变形情况。检查测深管下方碰击垫板或盲测深管下端部的状态，若垫板厚度减薄超过70％，应予换新。
特别注意舱内排水管吸口下方的底板蚀耗情况，同时还应对通过该舱的所有管路进行检查和锤击试验。
对有涂层保护的舱，应检查涂层状况，要求与艏尖舱相同，对无涂层保护的舱，应要求清除妨碍检验的锈皮，检查双层底骨架、内底板，，底板、肋板、水密纵向舱壁等的腐蚀情况，并对腐蚀程度作出评价。必要时，要求进行测厚。检验时，还应特别注意构成燃油双层底舱边界的海水压载舱舱壁，由于燃油加热该区域的舱壁腐蚀程度较其它部位更为严重。
4.5上层建筑和露天机舱棚及其它开口及其关闭装置
4.5.1上层建筑
检查艏楼、桥楼、艉楼的端壁板、甲板，确认有无裂纹、腐蚀、凹陷、皱折等缺陷。检查上层建筑围壁与甲板连接处的焊缝有无腐蚀和裂纹，以及上层建筑风雨密门窗的关态如何等，检查员若认为必要时可以要求进行冲水试验。并应特别注意未经认可的开孔（如排水孔）等。
4.5.2露天机舱棚
露天机舱棚、天窗和围壁和罩盖，各种出入口和其它开口及其关闭装置，确认有无过度腐蚀和损坏，以及是否处于有效的风雨密状态。
三．常见缺陷
在检查中，我们通常发现的缺陷主要有如下几种：
1、货舱角隅处的裂纹；
2、舱间甲板及其扶强材由于腐蚀和受力出现的皱折；
3、舱口盖和舱口围板及其扶强材的腐蚀和裂纹；
4、底边舱和内底板連结处的裂纹；
5、  抓斗和推土机对主肋骨端肘板造成的损坏；
6、  抓斗对内底板、底边舱斜板和下凳座板的损坏；
7、主肋骨肘板趾端处的裂纹；
8、主肋骨和肘板一般的局部腐蚀；
9、前部货舱、最后货舱的顶边舱终止处的裂纹；
10、顶边舱内的腐蚀；
11、横舱壁一般的腐蚀和裂纹。
四、结束语
IMO以及有关组织最新的调查研究进一步表明：船舶由于不良设计、维护保养和不正确装载会对船舶结构性造成重大缺陷，并可能导致致命的海上安全事故的发生。随着PSC检查不断的深入和发展，船体结构检查的方法和手段日趋完善，PSC检查在促使散、杂货船在全面实施和符合新的规则和建议案方面扮演着越来越重要的角色。因此，在PSC检查中加强船舶结构方面检查显得更加重要和必要。作为PSCO，应善于总结经验，以不断地提高检查水平，更好地为船舶航行安全提供保障。