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青島永泰長榮

回顧了船舶氣囊下水技術(shù)的發(fā)展歷程，對近年來船舶氣囊下水技術(shù)的實際應(yīng)用及最新成果進行了介紹，闡述了船舶氣囊下水技術(shù)的專利情況及標準制定情況，對船舶氣囊下水技術(shù)的安全性及安全保障措施進行了研究，展望了該技術(shù)今后的發(fā)展前景。

1981年初，山東省小滿河船廠成功地用承壓氣囊將一艘駁船送下水，創(chuàng)造了船舶采用氣凝下水的新技術(shù)。山東省交通廳組織全國造船業(yè)的專家對該項新技術(shù)進行了監(jiān)定。專家一致認為，這是一項可稱為“世界首創(chuàng)”的新技術(shù)。交通部主辦的《內(nèi)河運輸》雜志(后改名為《中國對運) 雜志)和中國造船工程學(xué)會主辦的《中國造船》雜志及時對這項新技術(shù)進行了詳細報道。

20世紀80年代，船舶氣囊下水技術(shù)在國內(nèi)一些內(nèi)河船廠進行了推廣，這種簡易、經(jīng)濟、能適合不同船船建造模式的下水方式，受到了中、小型船廠的歡迎，并開始使用氣囊安全下水技術(shù)。但由于受到氣凝結(jié)構(gòu)和強度的制約，這項技術(shù)當時只能在自重500噸以下的小型船舶上使用。

1993年，濟南昌林氣囊容器廠成功研制出新一代環(huán)繞貼敷整體成型的高強度錦綸橡膠氣囊。新的材料、結(jié)構(gòu)和制作工藝大大提高了氣潮的承載能力，有力地促進了氣囊上拌、下水工藝在中型船舶上的應(yīng)用推廣，氣囊下水技術(shù) 在更廣泛的船的上得到了應(yīng)用。

1994年9月，浙江舟山市龍山船廠運用新型氣囊成功將一艘長69.8米、寬14.8米的車客渡船下水，下水船舶重量達到了900噸，突破了以往采用氣蠢下水的船舶重量只能在 500噸以下的記錄?！吨袊瑘蟆芬浴拔覈皻饽滤?有新突破”為標題對此作了詳細報道。這次900噸重的船舶成功采用氣鞭下水，被評為當年船船行業(yè)的十大科技成成

1998-2001年，濟南昌林氣囊容器廠經(jīng)過3年多的探索和反復(fù)試驗，研制出了具有高科技含量的新一代氣凝— “高承載力多層操壓氣囊”,并將其投放市場。新一代高承載力多層操壓氣囊與1993年研制成功的原型氣囊相比，其承載能力提高了1.5倍，大大擴展了氣囊的應(yīng)用范圍和安全保障性能。在新產(chǎn)品投放市場后的3年多時間里，數(shù)百艘萬噸級船舶采用新型氣囊安全下水，創(chuàng)造出了一系列新紀錄。

2002年10月，“舟海油28”輪采用濟南昌林氣鬻容器廠新開發(fā)的高承載力多層揉壓氣題，在浙江省臺州市黃巖吉祥船務(wù)有限公司成功下水。該輪總長138米，寬19米，排水量1.5萬多噸，下水重量達到4000多噸?！爸酆Ｓ?8”輪的成功下水，標志著氣囊下水工藝步入了萬噸級船船應(yīng)用的新階段：

2005年12月，山東省科技廳委托濟南市科技局邀請國內(nèi)著名造船專家和橡膠專家，對濟南昌林氣嶷容器廠自主開發(fā)的“高承載力多層操壓氣囊”進行了科研成果鑒定。與會專家聽取了“高承載力多層揉壓氣囊”的研制情況匯報，通過爆破測試，驗證了新產(chǎn)品的高承載能力；專家一致認為，該高新技術(shù)產(chǎn)品為國內(nèi)外首創(chuàng)，達到了國際先進水平。

2007年，船舶行業(yè)標準CB/T3000-2007《船礎(chǔ)生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)條件基本要求及評價方法》發(fā)布實施。該標準在船船生產(chǎn)企業(yè)的許可證發(fā)放與認證環(huán)節(jié)中，將氣囊下水作為一種認可的船舶下水方法列入其中，這對船舶氣囊下水技術(shù)的發(fā)展提供了良好的契機。

與傳統(tǒng)的道式下水、軌道式下水、塢內(nèi)下水等方式相比，船船采用氣囊下水可大大降低船廠的基本建設(shè)投入。因此，近年來造粉企業(yè)大力擴展造船能力過程中，無論是國有企業(yè)、民營企業(yè)還是外商投資企業(yè)，都把氣囊下水方式作為船船下水方式的首要選擇。在江蘇、安徽、湖北等省長江兩岸和江、浙、譬、魯、遼等省沿海新發(fā)展起來的大量的民營造粉企業(yè)，基本上都采用了氣兼下水方式。

據(jù)粗略統(tǒng)計，2009年，數(shù)十萬艘船舶，包括內(nèi)河船船和海洋船船，均采用氣囊安全下水。同時，依靠技術(shù)的發(fā) 展和成熟的操作規(guī)程，一批2.7萬噸~3.4萬噸級的各型船船，在沿海和長江水域順利下水，推動了船舶氣囊下水成套技術(shù)向新的高度攀升，成為該項技術(shù)新的亮點。

2008年8月，為新加?？蜕探ㄔ斓?、載重5.5萬噸的散貨船“VICTORIA I”號在浙江三門縣健跳造船廠下水。該船長190米，寬32.26米，深18米，下水重量近1.1萬噸，是當時世界上采用氣囊下水重量最大的船冊。為了保證該船氣蠢下水的安全性，有關(guān)部門多灰召開下水方案研討會，就船舶的自重、水位的高低、船舶下滑力的計算，以及氣凝的排列、船舶下滑速度的控制、防撞措施的落實、下水水城環(huán)境的警戒等都進行了周密的安排。該船的成功下水，標志著氣囊下水的船舶重量突破了萬噸大關(guān)。

2008年12月，江蘇揚州國裕船船有限公司為英國船東建造的5.7萬噸散貨船采用氣囊順利下水。12月底，在江蘇省泰州市長江水域，滬鑫船舶制造有限公司為招商局重工 (深圳)有限公司建造的一艘2.5萬噸半潛駁使用氣囊順利下水，該船總長140米，型寬56米，下水重量超過1.2方噸，在長江低水位季節(jié)創(chuàng)造了船舶下水重量的新紀錄，表明這

隨著技術(shù)的發(fā)展，我國氣囊行業(yè)認識到了保護知識產(chǎn) 權(quán)的重要性。為保護自己的研究成果，僅濟南昌林氣囊容器廠就申請得了多個有關(guān)氣囊的專利，其中有發(fā)明專利 (《一種高強度氣鞭及其生產(chǎn)工藝》專利號ZL200510042556. 8),實用新型專利(《一種船用高強度氣囊)專利號 z1200520080668.8)和三個外觀設(shè)計專利[《氣藕》(覆長型，專利號Z1200630090571.5)、《氣囊》(小型，專利號 Z1200630090572x)、《氣囊》 ( 基本型，專利馬 ZL200630090573.4)]。

同時，行業(yè)標準在貿(mào)易中的地位越來越重要，沒有標準制定的話語權(quán)，就意味著受制于人，企業(yè)和行業(yè)必須重視標準的研究和技術(shù)的標準化工作。而且，標準與知識產(chǎn)權(quán)關(guān)系密切，制定技術(shù)標準也是自主知識產(chǎn)權(quán)的體現(xiàn)；企業(yè)可以通過把創(chuàng)新產(chǎn)生的成果轉(zhuǎn)化為標準，為業(yè) 界提供一個可兼容、易操作的平臺，為產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展做出貢獻。

1996年，經(jīng)國家標準化管理部門批準，由中田冊的工業(yè)綜合技術(shù)經(jīng)濟研究院和濟南昌林氣囊容器廠共周起草的船舶行業(yè)標準CB/T3795-1996《船舶上排、下水用氣藏》發(fā) 布實施；1998年，船船行業(yè)標準CB/T3837-1998《船舶用氣凝上排、下水工藝要求》發(fā)布實施。這兩個標準總結(jié)了十多年來我國氣囊產(chǎn)品和船舶采用氣囊下水技術(shù)發(fā)展的經(jīng) 驗，為船船氣凝生產(chǎn)與氣囊下水安全操作提供了依據(jù)。

在全球性貿(mào)易過程中，技術(shù)標準和知識產(chǎn)權(quán)的醫(yī)際慣例已成為世界促進技術(shù)發(fā)展的有利工具和手段，船舶氣凝下水這項領(lǐng)先于世界水平的技術(shù)研究和實船下水的成功實踐，特別是我國有關(guān)氣癲標準的發(fā)布實施，引起了西方發(fā) 達國家同行的認同。越南、印度、土耳其、伊朗等國家也紛紛從我國引進氣囊下水技術(shù)以推動本國造船業(yè)的發(fā)展，我國的船船氣蠢下水技術(shù)走向了世界。

2005年8月，“卡特里娜”颶風(fēng)登陸美國西海岸，新奧爾良市全城50萬人大撤離，據(jù)統(tǒng)計有2200艘船只在美國海灣沿岸擱淺失事。美國TTTAN海事救撈公司了解到了我國船舶氣囊在抬船、移船和修理粉前等方面的卓超性能，專程來濟南昌林氣囊容器廠考察，購買了一批氣囊，在搶險救災(zāi)中發(fā)揮了巨大作用。該公司在使用報告中稱，這些氣囊

標準化的重要意義在于改進產(chǎn)品、過程和服務(wù)的適用性，促進技術(shù)進步。近期，濟南昌林氣囊容器廠有限公司又按照動態(tài)標準化的理意，以當前最高技術(shù)水平和管理水平為基準，在行業(yè)標準CB/T3837-1998《船舶用氣囊上排、下水工藝要求》修訂以前，制訂了山東省地方標準DB37/T 998-2008《船舶用氣囊下水工藝操作規(guī)范》。在這些標準的制訂過程中，濟南昌林氣囊容器廠有限公司做了大量的試驗驗證工作，山東大學(xué)力學(xué)工程測試中心提供了先進的數(shù) 據(jù)采集分析系統(tǒng)，實時進行數(shù)據(jù)采集、計算并繪制曲線。這些試驗數(shù)據(jù)除了作為技術(shù)標準使用外，也被直接應(yīng)用到船冊氣凝下水的理論計算中去。

目前，隨著產(chǎn)品的不斷改進、發(fā)展，為了提高我國氣森產(chǎn)品在國際市場上的競爭力，濟南呂林氣囊容器廠有限公司正在進行第二輪《船舶上排、下水用氣囊》和《船船用氣囊上排、下水工藝要求》的標準修訂工作，并已經(jīng)著手進行《船般下水用氣囊》國際標準的申請工作，力爭使我國船舶下水的氣森標準在更高層次的平臺上發(fā)布實施。

20世紀80年代，在船船氣賽下水技術(shù)創(chuàng)立初期，山東省小清河船廠、山東大學(xué)、長江航運科學(xué)研究所等單位聯(lián) 合對船舶采用氣囊上排、下水工藝進行過一些理論研究，但當時船舶采用氣囊下水的噸位較小，氣囊結(jié)構(gòu)比較簡單，研究的理論層次相對還比較低。

山東大學(xué)與濟南昌林氣囊容器廠有限公司共同對不同直徑的氣囊進行了壓縮性能試驗，積累了大量的試驗數(shù)據(jù)。哈爾濱工程大學(xué)在《船舶氣囊下水安全性評估方法研究)中，基于真實氣體狀態(tài)方程(范德華方程),合理地選擇多變指數(shù)并考慮氣囊周壁伸張的影響，得到了計算氣囊

浙江船舶行業(yè)協(xié)會和浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院成立的 “浙江省船船氣囊下水課題組”,采用專門設(shè)計制作的氣囊壓力測試儀，以每秒20灰的頻率對船船下水過程中的氣贛壓力進行實時檢測，測量所得數(shù)據(jù)通過無線方式傳輸?shù)接?算機，同時存儲在測試儀內(nèi)部芯片上，測試完成后再輸入計算機，獲得了氣鬻內(nèi)壓變化曲線，在對數(shù)據(jù)進行處理后，可從中歸納出氣囊剛度在船船下水過程中的變化規(guī) 律。

“浙江省船舶氣凝下水課題組”為揭示船舶氣囊下水過程中船舶與氣囊的運動和受力情況變化的規(guī)律，在實船下水過程中進行了一系列的測試，采集了第一手數(shù)據(jù)。在特定情況(船舶主參數(shù)、船臺及下水坡道參數(shù)、氣囊布置、氣囊初始內(nèi)壓、船舶下水時水位均為某個定值)下的測試內(nèi)容包括：船舶下滑時氣囊的內(nèi)壓變化；船的、氣囊與船臺的相對位移；船船下滑時的速度和加速度；船舶下漏及尾浮時的角位移和角加迷度；船舶下水過程的傾角變化；下水過程中船冊結(jié)構(gòu)的動態(tài)應(yīng)變、應(yīng)力；船舶的起始艉浮 (解傾)時間和起始概浮(規(guī)煩)海程；船船艉浮至全浮時的艉部吃水和吃水變化率。

哈爾濱工程大學(xué)在《船舶氣囊下水安全性評估方法研究》中，采用對全船結(jié)構(gòu)進行有限元分析的方法計算船體結(jié)構(gòu)應(yīng)力，考察船舶結(jié)構(gòu)在氣魔下水過程中的強度。通過計算，研究人員認為采用氣囊下水的粉舶其結(jié)構(gòu)應(yīng)力響應(yīng) 值更小。因此，在保證氣囊安全性的前提下，只要下水坡道傾角合理，采用氣囊下水能夠保證船舶更安全地下水。

船臺和下水坡道的參數(shù)，應(yīng)滿足以下條件：船臺需要有一定的坡度，使得船觸下水時能夠自滑，但坡度又不能太大，以控制船舶落墩后的下滑力；下水坡道的幾何形狀及在水下的延伸長度，要滿足船舶下水過程中船體任何部位的應(yīng)力不超過允許應(yīng)力；船臺和下水坡道要有足夠的地面承載力。

齊南昌林氣囊容器廠有限公司在多年的實踐中，總結(jié) 出以理論研究結(jié)果為依據(jù)，輔以經(jīng)驗公式的一套計算方法：基于氣囊的承載力等作用在船體上的所有外力，在下水過程中的每個階段達到動態(tài)平衡，根據(jù)某一船舶下水重量、重心位置、船底線型，綜合考慮下水坡道疲度、水位高低等一系列參數(shù)變化對下水過程的影響，對下水過程每個主要階段進行計算，可得出每只氣囊在液動過程中各個位置的內(nèi)壓和承載力數(shù)值，從而推算出船船可能發(fā)生艉落時船板的應(yīng)力精況。如果計算得出的氣囊內(nèi)壓、承載力及船板應(yīng)力均在許可范圍內(nèi)，則可認為該船船利用氣囊下水是安全的，否則需要修改方案，重新計算。經(jīng)過幾百艘萬噸級以上船船氣囊下水過程實船實踐，該計算方法得到了驗證：

在船舶氣囊下水技術(shù)發(fā)展的初期，下水船船僅限于內(nèi) 河小型船舶，盡管氣囊結(jié)構(gòu)十分簡易、承載力比較小，但那時粉舶下水時發(fā)生氣囊破裂的現(xiàn)象很少。20世紀90年代，我國一些注重技術(shù)改造的氣囊生產(chǎn)廠家，研制成功了新一代氣額，提高了氣囊的承載能力，氣凝下水技術(shù)由此推廣到中型船船。而當時大部分氣囊生產(chǎn)廠家仍在生產(chǎn)結(jié)構(gòu)簡易的原類型產(chǎn)品，以低價格吸引買主，用低承載力的氣囊下水中型船船，釀成了多起事故：有的粉舶在下水過程中，船底氣凝綠裂，船船改到地面上，或下水半途擱淺在水邊，甚至造成人員傷亡。慘痛的數(shù)訓(xùn)說明，必須選擇承載力滿足下水船舶重力變化的氣露。

和下水坡道，船舶氣囊下水逐步走向科學(xué)化、規(guī)范化。目前需要注意的問題是：在為較小噸位船船建造的船臺和下水坡道上，如果要建造大噸位的船舶，必須對船臺和下水坡道的幾何參數(shù)和承壓強度進行評估。曾經(jīng)發(fā)生過一起在船船氣囊下水過程中，下水坡道的水泥混凝土地面突然破裂煙陷，破裂的混凝土塊割裂氣舞、飛出傷人的事故。另外，適合較小噸位船舶氣顏下水的船臺和下水授道的幾何參數(shù)并不一定適合較大噸位冊舶氣囊下水，必須對其進行必要的改造。

據(jù)粗略統(tǒng)計，在船船氣囊下水發(fā)生的事故中，有一半左右與操作不當有關(guān)：操作人員缺乏必要的技術(shù)培訓(xùn)，不了解氣囊的承載力和性能，不檢查船臺和下水報道是否適合船船氣囊下水，更不明白船體在下水各階段產(chǎn)生的應(yīng)力變化，一旦發(fā)生異常情況時則不知所措，盲目操作，造成了事故。

船的氣囊下水發(fā)展的實戰(zhàn)已經(jīng)證明，這項低成本、低消耗、無污染、高效率、高可靠性、機動靈活的技術(shù)具有強大的生命力。只要有適合氣囊下水的船臺，以及正確的操作方法，通過技術(shù)創(chuàng)新，提高氣囊承載力后，下水船舶噸位還可以有較大幅度的提高。

國務(wù)院通過的船船工業(yè)振興規(guī)劃，提出了具體的政策措施，包括國家支持研究開發(fā)新型自升式鉆井平臺等海洋工程裝備，積極發(fā)展遠洋漁船、特種船、工程斷、工作船等專用船舶。經(jīng)過廣泛的社會調(diào)研，濟南昌林氣囊容器廠有限公司在“高承載力多層授壓氣囊”的基礎(chǔ)上，正在研制“整體纏繞高強度加長氣囊”,進一步提高氣震的承載能力，以適應(yīng)更大噸位及特殊粉型船船氣囊下水的需要。隨著新產(chǎn)品的試制成功，大型船舶、自升式鉆井平臺、工程船等采用船舶氣費下水將成為現(xiàn)實。

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青島永泰長榮