气胀式救生筏释放故障研究

文摘   2024-09-16 00:00   上海  


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救生筏是海上重要的救生设备,在港口国检查和船级证书的颁发和更新时,是重要的检查对象。救生筏释放和使用较少,故在维护和故障排査方面经常被忽视,且缺乏故障排除经验,疏忽救生筏释放部件的保养。因此,本文利用观察法、调查法和对比法,对气胀式救生筏及其相关组件(如JQ-Ⅲ型静水压力释放器)进行分析,保证救生筏在紧急救援中,能够安全、快速、有效释放,进而保障生命安全

1气胀式救生筏释放方法

气胀式救生筏的释放方法有两种,手动脱钩装置释放和JSQ-Ⅲ静水压力释放器手动释放,下面分别对其进行阐述。

1.1手动脱钩装置释放法

手动脱钩装置释放法分为两种,分别是筏架释放法和人工抛投释放法。筏架释放法:因为易断绳(薄弱环)是连接艏缆与静水压力释放器,而静水压力释放器是固定在筏架上,所以不用对艏缆做任何处理,并保持救生筏固定在筏架上不动。图1中使用链钩组件(开口销9、链钩10、钩环19)或直接手动旋松CO型花篮螺栓释放,解除钢丝绳或尼龙绳等索具的捆绑后,救生筏可以直接从筏架滑到水面。此时需要拉动艏缆,最终打开充气钢瓶的瓶头阀,使筏充胀成型浮于水面。当救生筏入水经扶正后,可以经登乘梯有序登艇。

人工抛投释放法:主要适用于小型救生筏的释放或救生筏的释放测试,其投放方法与筏架的释放法基本相同,不同之处是在投放位置和救生筏存放处之间存在距离差。因此在投放前,需要根据救生筏上标注的艏缆长度,决定是否需要脱开易断绳4和艏缆1之间的卸扣2。当在人工抛投时,如果抛投位置与救生筏存放之间的距离加上抛投位置与最轻载航水线之间的距离之和大于艏缆长度,那么需要脱开易断绳和艏缆后再抛投,但是在两者脱开后,一定要确保艏缆固定在船舷栏杆上;相反,如果其距离小于艏缆长度,那么无需脱开卸扣2,可以在人工投放位置直接抛投。因此在人工抛投释放法中,应该注意艏缆长度值等于投放点到筏架的距离与到实际水面距离之和的值。

1.2 JSQ-Ⅲ静水压力释放器手动释放法

静水压力释放器的手动释放与筏架释放基本相同,不同之处是静水压力释放器释放是利用其复位按钮来释放,因此,静水压力释放器的手动释放也叫半自动释放。

释放方法:当救生筏固定在筏架上时,不做任何操作,只需要将复位按钮13插入复位孔12内,用力按下复位按钮13后,在救生筏自身重力的作用下,从筏架上滑落到水面,筏入水后拉动或无需拉动艏缆打开充气钢瓶的瓶头阀,使救生筏充气定型漂浮于水面,经扶正后,依次有序乘梯登艇。

2 JSQ-Ⅲ静水压力释放器的工作原理

静水压力释放器工作原理!1:当船舶遇险下沉后,静水压力释放器会浸入海水中,海水经进水孔23进入内部腔室24,随其在海水中深度的增加,内部腔室24内压力逐渐增大,当静水压力释放器到达水下2.0~4.0m时,作用在橡胶膜片15上的海水压力大干不锈钢弹簧16的弹力,导致芯轴17向内部腔室24移动,解锁吊钩组件、大吊钩环11和小吊钩环3,释放被索县捆绑的救生筏并上浮,。救生筏通过艏缆和易断绳间接或者直接与船舶甲板相连接,船舶继续下沉,随着救生筏与船舶之间距离增大,之间的拉力也将增大,艏缆会启动气胀式救生筏的自动充气装置,使救生筏充气膨胀弹开,易断绳在较大的拉力作用下断开,使救生筏完全脱离船体浮出水面,完成气胀式救生筏的自动释放。

3救生筏释放故障分析及解决

3.1筏架摇臂卡滞导致救生筏筏架无法正常释放

故障现象描述:在筏架释放和静水压力释放器释放时,拆除救生筏的捆绑索具后,救生筏仍然坐落在筏架上,未产生下滑,在外力作用下,也未产生滑动,而人工抛投法工作正常。

故障查找和排除:利用经验可知,救生筏无法滑落可能是由筏架摇臂的地脚螺栓卡滞造成的。在对摇臂的地脚螺栓检查后,发现两方面问题:一是地脚螺栓预紧力过大,导致筏架摇臂和筏架紧紧锁在一起;二是地脚螺栓和筏架的锈蚀,导致两者锈蚀到一起,导致筏架摇臂卡滞,图2所示。


要解决筏架摇臂卡滞问题,需对锈蚀地脚螺栓进行拆解清洁或更换,在拆解前,使用额外索具将救生筏固定或搬离筏架,使筏架摇臂处于白由状态,以免在拆解地脚螺栓时产生意外事故,经对地脚螺栓清洁或更换和预紧力调节后,筏架摇臂恢复自由活动,经过测试,救生筏能够顺利滑落水面。

3.2手动脱钩装置故障导致救生筏无法正常释放

故障现象描述:在救生筏的常规维护保养和检查中,发现手动脱钩装置中的开口销和CO型花篮螺栓严重锈蚀,开口销无法拔出CO型花篮螺栓更是无法动作,检查确认静水压力释放器和其他辅助部件都工作正常。

故障查找和解决:利用观察法发现开口销和CO型花篮螺栓严重锈迹,分别拉动开口销和旋转CO型花篮螺栓,发现两者都无任何动作,可以判断两者出现卡滞或锈蚀现象。

在实际中,为解决由开口销和CO型花篮螺栓引起的救生筏无法释放故障,更换严重锈蚀的开口销,并对链钩组件进行了保养,同时对CO型花篮螺栓拆解和清洁或更换。经采取以上措施后,救生筏通过链钩组件或CO型花篮螺栓都能够实现正常释放。

3.3捆绑组件预紧力过大引起救生筏无法正常释放

故障现象描述:在救生筏的常规检查和测试中,选用任意释放方法对救生筏进行释放测试,在采用链钩组件释放时,拔掉开口铠后,钩环无法离开链钩而被锁定,使得释放失败:在采用静水压力释放器的自动和半自动释放测试时,无法使林轴动作,同样,救牛筏的释放失败;当稍微旋松CO型花篮螺栓后,即减小了救生筏捆绑的预紧力,再重复以上任意释放方法,救生筏能够顺利被释放。故障分析和排除:在救生筏拥绑组件中,拥绑组件包括救生筏固定带环、静水压力释放器组件、链钩组件和CO型花篮螺栓及其附件。其中,CO型花篮螺栓的作用是控制被捆绑在筏架上救生筏的预紧力,而预紧力与CO型花篮螺栓行程成反比。

3.4 CO型花篮螺栓预紧力对释放方式的影响分析

以CO型花篮螺栓组件、链钩组件、吊钩组件为研究对象,对三者受力分析如图3所示。假设CO型花篮螺栓组件拉力为F、两钩环拉力分别为F和F2、外力(手动释放链钩组件以及手动和白动释放静水压力释放器)为F3、吊钩组件拉力(芯轴拉力)为F4、吊钩组件-反作用力为F,、芯轴的摩擦力fCO型花篮螺栓组件拉力E等于两钩环E,和E,拉力之和,F是脱掉钩环(按动芯轴)所需外力的大小,拉力F越大,分力F和F越大,脱掉钩环就需要更大外力F3,当钩环分力F,大于脱掉钩环外力F时,会导致钩环无法释放,从而使得链钩组件释放失败。

同理,在使用静水压力释放器的自动和半自动释放时,以芯轴为研究对象对其受力分析,由力的传递性可知,CO型花篮螺栓组件拉力F等于作用在芯轴上的力F4,芯轴拉力F4会影响芯轴的摩擦力f。由摩擦力的公式f=F4xμ(μ为摩擦系数)可知,F4越大摩擦力f越大,移动静水压力释放器的芯轴所需外力F;就越大,当摩擦力f大于外力F;时,静水压力释放器无法半自动释放。

同理,在静水压力释放器的自动释放形式下,如果在规范要求的深度内,作用在橡胶膜片上的海水压力小于摩擦力[和弹簧的预紧力,那么救生筏就无法实现自动释放,只有当静水压力释放器下沉到更深的水域时(大于4 m)才有可能被释放,那么就不满足规则要求和对人员的救助作用。

在实际中,发现救生筏无法使用链钩组件和静水压力释放器释放时,通过适当减小救生筏捆绑索具的预紧力后,可轻松的释放救生筏,从而证明了救生筏在筏架上的捆绑预紧力大小会影响救生筏的正常释放。

3.5静水压力释放器的综合故障导致救生筏无法释放

静水压力释放器的综合故障是指静水压力释放器的进水孔和复位孔的严重堵塞以及膜片龟裂引起的救生筏无法释放故障。

3.5.1进水孔与复位孔堵塞

故障现象描述:在测试静水压力释放器的自动释放功能时,发现其四个进水孔堵塞,用铁丝无法清除堵塞物,经拆解后发现,在进水孔的周围除了有杂质聚集外,还有明显的锈迹,使进水孔的孔径明显变小,导致粉尘等杂质聚集后堵塞。故障分析和排除:由于静水压力释放器的进水孔长期浸没在环境复杂的码头(如多粉尘码头等),且进水孔的材质或镀层欠佳旁进水孔产生锈迹和脏堵,最终静水压力释放器失去自动释放功能。如果只是进水孔的轻微堵塞,在不拆解进水压力释放器的情况下,用铁丝清除进水孔,再用3~4 kg的压缩空气对内部腔室吹除干净,使内部腔室不留有任何的杂质;如果进水孔堵塞严重,需拆解静水压力释放器修理,此时只能采取更换或者经主管机关认可的检修站检修,经功能测试正常后才能装复使用静水压力释放器

在实际中,经检查发现,静水压力释放器的堵塞严重,无法自行拆解修理,只能对静水压力释放器进行更换,经更换和功能测试后,静水压力释放器恢复自动释放功能。

由于复位孔堵塞故障的分析和处理方法与进水孔堵塞现象类似,如出现复位孔的堵塞现象,可以借鉴复位孔堵塞的处理方法进行故障排除。

3.5.2膜片龟裂

故障现象描述:在静水压力释放器的释放压力测试中发现,当静水压力释放器已经到达规定深度时,芯轴无任何的动作,经检查其他释放部件都完好,外观检查都正常,而静水压力释放器经反复测试无任何的释放动作,继续增加浸没深度仍无反应。

故障分析和排除:由上面的故障现象可知,静水压力释放器经反复测试后无任何动作,表明静水压力释放器白身有问题,对其拆解检查后发现,内部的链钩组件工作正常,只有橡胶膜片出现鱼裂,而龟裂的橡胶膜片无法建立压力平衡弹簧的预紧力,从而导致救生筏法的释放失败。

按照《国际救生设备规则》(LSA规则)中的要求,静水压力释放器的检修只能是经主管机关认可的检修站检修,对于在现实中出现的橡胶膜片鱼裂故障,只能对静水压力释放器进行整体更换,经更换和功能测试后,静水压力释放器恢复正常功能,经以上对救生筏无法正常释放故障的分析和研究,可以得到的结论是:筏架摇臂卡滞、手动脱钩装置卡滞、捆绑组件的预紧力过大、复位孔和进水孔的堵塞、橡胶膜片的龟裂都能够引起救生筏的释放故障。

4气胀式救生筏的常规检查和维护保养

4.1气胀式救生筏的常规检查

需要根据实际的工作经验,对气胀式救生筏进行四大项检查,主要检查内容如下

1)每周对救生筏外观、筏体标识、易断绳状态、登艇梯工况、应急照明情况、救生筏使用说明张贴、存放和降落区域无杂物堆积的目测检查,以确保随时可用状态。

2)每月检查筏架摇臂和CO型花篮螺栓是否卡滞、静水压力释放器进水孔和复位孔是否堵塞、链钩组件和吊钩组件的是否卡滞开口销是否随时可用、捆绑索具的预紧力大小、易断绳和艏缆以及卸扣的连接是否正常、易断绳是否更换为其他绳索或增加额外绳索、复位按钮和复位孔是否相互配合等,如果发现任意一项有问题,那么就要立即修复,使之处于良好的技术状态。

3)救生筏检修时间间隔不超过12个月,必须经主管机关认可的检修站检修,筏体超过15年需更换。

4)静水压力释放器的检修时间间隔为12个月,经过主管机关认可,可以展期到17个月,如果静水压力释放器可以在船自行调换,那么使用到期后及时更换,

4.2气胀式救生筏的维护保养

即使在规定的检修期内,也需要对气胀式救生筏进行较好保养,可以提高气胀式救生筏的使用寿命,增加其安全性,主要做好以下三方面的维护保养。

1)根据救生筏的存放环境、船舶频繁停靠码头的性质,对救生筏捆绑索具和CO型花篮螺栓做适当的保养。

2)根据静水压力释放器每次检查被的实际情况,用压缩空气对进水孔和复位孔的杂质或粉尘吹除,在吹除前后注意救生筏的捆绑和拆除,避免在吹除过程中静水压力释放器的自动释放。

3)每2个月对静水压力释放器自动半自动释放、链钩组件释放、CO花篮螺栓释放以及筏架摇臂灵活性和抛投绳艏缆和易断绳之间卸扣的灵活性等进行功能测试。其中,自动释放功能需要用压缩空气来模拟实际水深进行测试,检测静水压力释放器的芯轴动作情况以及捆绑预紧力的大小情况。

5结束语

对2种救生筏释放方法做了系统全面详细的介绍并提出了相应的注意事项,为相同类型或相似类型救生筏的释放提供了参考依据。

同时,对救生筏无法释放的故障,提出了解决故障的分析思路和方法,为同类型或工作原理的故障排除,提供了理论依据。



参考文献:

[1]赵玉文.气胀式救生筏释放故障研究[J].航海技术,2024,(05):52-55.

作者简介:

赵玉文,高级轮机长,中国地质调查局青岛海洋地质研究所


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