CN104977175B - 一种液货舱强度试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液货舱强度试验方法，步骤如下：（1）向左液货舱中注入水，直至中纵舱壁底部受到的压强达到设计载荷值；（2）向右液货舱中注入水；（3）再次向左液货舱中注入水；（4）向左液货舱和右液货舱中注入压缩气体，使得左液货舱的底部和顶部受到的压强达到设计载荷值；（5）排尽左液货舱和右液货舱中的压缩气体；打开阀门以使左液货舱与右液货舱的水位高度相等；（6）将左液货舱中部分水抽出；向右液货舱中注入一定量水；（7）同时向左液货舱和右液货舱中注入压缩气体，使得左液货舱的底部和顶部受到的压强达到设计载荷值。本试验方法能够简单、快速、准确且有效的模拟出独立液货舱所装载的低温液货所产生的静、动载荷。

Description

一种液货舱强度试验方法

技术领域

本发明涉及一种强度试验方法，特别是涉及一种能够模拟出独立液货舱所装载的低温液货所产生的静、动载荷的强度试验方法。

背景技术

液货舱在船舶移动时存在着因破舱泄漏而造成巨大的安全和污染的风险。液货舱的舱底结构影响液货舱的安全性。

为了保证液货舱的安全，根据IGC的要求，独立液货舱在建造完成后需要进行强度校核，要尽可能真实地模拟其设计载荷，并且需借此来测试液货舱支承的强度。液货舱装载的液化气体密度均小于1.0，故一般采用压水试验来进行液货舱强度试验。

液货舱强度试验是建造过程中重要的一环，需精心设计试验方案以及准确模拟设计载荷同时要避免超载。在液货舱安装完成后，将液货舱吊装进主船体之前，需要对液货舱的强度进行试验校核，以确保液化气在运输途中的安全性。目前，主要是通过给液货舱注水来模拟液化气对液货舱的压力。然而，如果只是向液货舱注水来模拟液化气对液货舱的压力，一则无法模拟动态载荷，二来无法模拟对液货舱顶部的压力，三则由于水的密度比液化气大，自由液面势必要比液化气低。该试验对水的要求也比较高，用自来水一则造价昂贵，二则不宜运输，若用江河水，则会对液货舱内部产生腐蚀作用。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种能够简单、快速、准确且有效的模拟出独立液货舱所装载的低温液货所产生的静、动载荷的液货舱强度试验方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种液货舱强度试验方法，所述液货舱中设有中纵舱壁，所述中纵舱壁将所述液货舱分隔为左液货舱和右液货舱，且连接所述左液货舱与所述右液货舱的管路上设有阀门，所述试验方法包括如下步骤：

(1)已知中纵舱壁底部设计载荷值为P10，右液货舱底部设计载荷值为P11，右液货舱顶部设计载荷值为P12；左液货舱底部设计载荷值为P21，左液货舱顶部设计载荷值为P22；

(2)向所述左液货舱中注入水，直至所述中纵舱壁底部受到的压强达到设计载荷值，暂停向左液货舱中注水，记录水位高度h1，h1＝P10/ρg，其中ρ表示水的密度，g表示重力加速度；

(3)向所述右液货舱中注入水，记录水位高度h2，h2<P10/ρg，且h2<P11/ρg；

(4)再次向所述左液货舱中注入水，记录水位高度h3，h3＝(P21/ρg)-(P22/ρg)；(5)同时向所述左液货舱和所述右液货舱中注入压缩气体，使得所述左液货舱的底部和顶部受到的压强均达到设计载荷值；

(6)同时排尽所述左液货舱和所述右液货舱中的压缩气体；打开阀门以使得所述左液货舱的水位高度与所述右液货舱的水位高度相等；

(7)关闭阀门；将所述左液货舱中的水抽出，直至所述左液货舱内的水位高度降至h2；向所述右液货舱中注入水，直至所述右液货舱内的水位高度升至h4，h4＝(P11/ρg)-(P12/ρg)；

(8)同时向所述左液货舱和所述右液货舱中注入压缩气体，使得所述右液货舱的底部和顶部受到的压强均达到设计载荷值；

(9)同时排尽所述左液货舱和所述右液货舱中的压缩气体；

(10)将所述左液货舱和所述右液货舱中的水排尽。

进一步地，将所述左液货舱和所述右液货舱中的水排尽后，采用清洗水以清洗所述左液货舱和所述右液货舱。

进一步地，所述清洗水的PH值介于6-8.3之间，且氯含量不得高于50ppm。

进一步地，向所述左液货舱和所述右液货舱中注入的水为工业用淡水或饮用水。

进一步地，向所述左液货舱和所述右液货舱中注入的水的水温至少比所述液货舱的无塑性转变温度高30°。

进一步地，所述压缩气体为压缩空气。

如上所述，本发明的一种液货舱强度试验方法，具有以下有益效果：

通过向所述左液货舱和所述右液货舱中注入不同高度的水，以及压缩气体来模拟液化气对液货舱的压力，不仅能够模拟动态载荷，而且能够模拟对液货舱顶部的压力，从而能够简单、快速、准确的校核所述中纵舱壁底部强度，校核所述左液货舱的底部和顶部的强度，以及校核所述右液货舱的底部和顶部的强度。

附图说明

图1显示为本发明一种液货舱强度试验方法的第二步骤示意图。

图2显示为本发明一种液货舱强度试验方法的第三步骤示意图。

图3显示为本发明一种液货舱强度试验方法的第四步骤示意图。

图4显示为本发明一种液货舱强度试验方法的第五步骤示意图。

图5显示为本发明一种液货舱强度试验方法的第六步骤示意图。

图6显示为本发明一种液货舱强度试验方法的第七步骤示意图。

图7显示为本发明一种液货舱强度试验方法的第八步骤示意图。

元件标号说明

1 中纵舱壁

11 中纵舱壁底部

2 左液货舱

21 左液货舱底部

22 左液货舱顶部

3 右液货舱

31 右液货舱底部

32 右液货舱顶部

F1 左液货舱中水和压缩气体施加的压力

F2 左液货舱中压缩气体施加的压力

F3 右液货舱中水和压缩气体施加的压力

F4 右液货舱中压缩气体施加的压力

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图7。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1至图7所示，本发明提供一种液货舱强度试验方法，所述液货舱中设有中纵舱壁1，所述中纵舱壁1将所述液货舱分隔为左液货舱2和右液货舱3，连接所述左液货舱2与所述右液货舱3的管路上设有阀门(图中未示出)。做该液货舱强度试验时需要的设备包括：抽水泵，压缩气体源，压力计等。

在图1至图7中，液货舱各壁板的压强分布图都标示在相应壁板的外侧。

本发明的一种液货舱强度试验方法包括如下步骤：

(1)已知中纵舱壁底部设计载荷值为P10，右液货舱底部设计载荷值为P11，右液货舱顶部设计载荷值为P12；左液货舱底部设计载荷值为P21，左液货舱顶部设计载荷值为P22；

(2)通过抽水泵快速向所述左液货舱2中注入水，由图1可以看出，中纵舱壁受到的压强从液面向下逐渐递增，直至所述中纵舱壁底部11受到的压强达到设计载荷值，暂停向左液货舱2中注水，记录水位高度h1；已知压强公式P＝ρgh，则h＝P/ρg，其中P表示压强，ρ表示水的密度，h表示水的深度，g表示重力加速度；从而得出h1＝P10/ρg。通过此步骤能够达到校核所述中纵舱壁底部11强度的目的，见图1；

(3)通过抽水泵快速向所述右液货舱3中注入水，记录水位高度h2，见图2。已知压强公式P＝ρgh，则h＝P/ρg，其中P表示压强，ρ表示液体的密度，h表示液体的深度，g表示重力加速度；为了避免注入的水损伤所述的中纵舱壁底部11和右液货舱底部31，以及防止当所述左液货舱2中注入水或注入压缩气体时，所述中纵舱壁1受到的压力差较大，确定h2<P10/ρg，且h2<P11/ρg。优选地，为了降低成本，所述压缩气体为压缩空气；

(4)再次通过抽水泵快速地向所述左液货舱2中注入水，记录水位高度h3；见图3；h3＝(P21/ρg)-(P22/ρg)，见图3；

(5)压缩气体源同时快速地向所述左液货舱2和所述右液货舱3中注入压缩气体，最终所述左液货舱底部21在所述左液货舱2中水和压缩气体施加的压力F1作用下，所述左液货舱底部21受到的压强达到设计载荷值，从而达到了校核所述左液货舱底部21强度的目的；同时，所述左液货舱顶部22在所述左液货舱2中压缩气体施加的压力F2作用下，所述左液货舱顶部22受到的压强达到设计载荷值，从而达到了校核所述左液货舱顶部22强度的目的，见图4；

(6)同时将所述左液货舱2和所述右液货舱3中的压缩气体快速排尽；再打开阀门以使得所述左液货舱2中的水流到所述右液货舱3中，最终所述左液货舱2中的水位高度与所述右液货舱3的水位高度相等，见图5；

(7)关闭阀门；然后通过抽水泵快速地将所述左液货舱2中的水排出，直至所述左液货舱2内的水位高度降至h2时停止排水；通过抽水泵快速地向所述右液货舱3中注入水，直至所述右液货舱3内的水位高度升至h4时停止注水；见图5；h4＝(P11/ρg)-(P12/ρg)，见图6；

(8)压缩气体源再次同时快速地向所述左液货舱2和所述右液货舱3中注入压缩气体，最终所述右液货舱底部31在所述右液货舱3中水和压缩气体施加的压力F3作用下，所述右液货舱底部31受到的压强达到设计载荷值，从而达到了校核所述右液货舱底部31强度的目的；同时，所述右液货舱顶部32在所述右液货舱3中压缩气体施加的压力F4作用下，所述右液货舱顶部32受到的压强达到设计载荷值，从而达到了校核所述右液货舱顶部32强度的目的，见图7；

(8)同时快速地排尽所述左液货舱2和所述右液货舱3中的压缩气体；

(9)通过抽水泵快速地将所述左液货舱2和所述右液货舱3中的水抽尽。

需要说明的是：做本试验过程中向所述左液货舱2和所述右液货舱3中注入的水为工业用淡水或饮用水。为了降低试验成本，优选地，向所述左液货舱2和所述右液货舱3中注入的水为工业用淡水。以及为了提高试验结果的准确性，向所述左液货舱2和所述右液货舱3中注入的水的水温至少比所述液货舱的无塑性转变温度高30°。此外，通常所述左液货舱2与所述右液货舱3的各个部位的设计载荷值相同，故h3＝h4。

当完成上述液货舱强度试验后，应当采用清洗水以清洗所述左液货舱2和所述右液货舱3。为了保证清洗水不会污染所述左液货舱2和所述右液货舱3，最好所述清洗水的PH值介于6-8.3之间，且氯含量不得高于50ppm。

综上所述，本发明的一种液货舱强度试验方法通过向所述左液货舱2和所述右液货舱3中注入不同高度的水，以及压缩气体来模拟液化气对液货舱的压力，不仅能够模拟动态载荷，而且能够模拟对液货舱顶部的压力，从而能够简单、快速、准确的校核所述中纵舱壁1底部强度，校核所述左液货舱2的底部和顶部的强度，以及校核所述右液货舱3的底部和顶部的强度。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种液货舱强度试验方法，所述液货舱中设有中纵舱壁(1)，所述中纵舱壁(1)将所述液货舱分隔为左液货舱(2)和右液货舱(3)，且连接所述左液货舱(2)与所述右液货舱的管路上设有阀门，其特征在于，所述试验方法包括如下步骤：

(1)已知中纵舱壁底部设计载荷值为P10，右液货舱底部设计载荷值为P11，右液货舱顶部设计载荷值为P12；左液货舱底部设计载荷值为P21，左液货舱顶部设计载荷值为P22；

(2)向所述左液货舱(2)中注入水，直至所述中纵舱壁底部(11)受到的压强达到设计载荷值，暂停向所述左液货舱(2)中注水，记录水位高度h1，h1＝P10/ρg，其中ρ表示水的密度，g表示重力加速度；

(3)向所述右液货舱(3)中注入水，记录水位高度h2,h2<P10/ρg，且h2<P11/ρg；

(4)再次向所述左液货舱(2)中注入水，记录水位高度h3，h3＝(P21/ρg)-(P22/ρg)；

(5)同时向所述左液货舱(2)和所述右液货舱(3)中注入压缩气体，使得所述左液货舱的底部和顶部受到的压强均达到设计载荷值；

(6)同时排尽所述左液货舱(2)和所述右液货舱(3)中的压缩气体；打开阀门以使得所述左液货舱(2)的水位高度与所述右液货舱(3)的水位高度相等；

(7)关闭阀门；将所述左液货舱(2)中的水抽出，直至所述左液货舱(2)内的水位高度降至h2；向所述右液货舱(3)中注入水，直至所述右液货舱(3)内的水位高度升至h4；h4＝(P11/ρg)-(P12/ρg)；

(8)同时向所述左液货舱(2)和所述右液货舱(3)中注入压缩气体，使得所述右液货舱(3)的底部和顶部受到的压强达到设计载荷值；

(9)同时排尽所述左液货舱(2)和所述右液货舱(3)中的压缩气体；

(10)将所述左液货舱(2)和所述右液货舱(3)中的水排尽。

2.根据权利要求1所述的一种液货舱强度试验方法，其特征在于：将所述左液货舱(2)和所述右液货舱(3)中的水排尽后，采用清洗水以清洗所述左液货舱(2)和所述右液货舱(3)。

3.根据权利要求2所述的一种液货舱强度试验方法，其特征在于：所述清洗水的PH值介于6-8.3之间，且氯含量不得高于50ppm。

4.根据权利要求1所述的一种液货舱强度试验方法，其特征在于：向所述左液货舱(2)和所述右液货舱(3)中注入的水为工业用淡水或饮用水。

5.根据权利要求1或4所述的一种液货舱强度试验方法，其特征在于：向所述左液货舱(2)和所述右液货舱(3)中注入的水的水温至少比所述液货舱的无塑性转变温度高30°。

6.根据权利要求1所述的一种液货舱强度试验方法，其特征在于：所述压缩气体为压缩空气。