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IMO关于船舶舱室密性试验议题最新进展及我国船厂应对策略分析与建议

2015-05-08吴春平刘祯祺

造船技术 2015年3期
关键词:水密舱室船厂

姚 雯, 吴春平, 刘祯祺

(上海船舶工艺研究所, 上海 200032)

IMO关于船舶舱室密性试验议题最新进展及我国船厂应对策略分析与建议

姚 雯, 吴春平, 刘祯祺

(上海船舶工艺研究所, 上海 200032)

介绍国际上对船舶舱室密性试验的主要要求,梳理了IMO关于SOLAS II-1/11公约修订议题的主要内容及进展情况。结合我国船厂现状,分析了公约的执行可能对船舶建造周期、成本及船厂质量体系带来的影响,并在此基础上,提出了对策和建议。

IMO 船舶 舱室密性 试验 修订SOLAS II-1/11

1 引言

船舶液舱和密性舱壁问题是目前世界海损事故的主要原因之一,如果其存在密性缺陷,则可能造成结构渗漏、断裂,甚至引起船舶沉没等严重后果。为及早发现并消除船舶密闭性能上的安全隐患,除努力提高船舶建造和焊接工艺水平外,根据要求验证舱室的水密、气密完整性和结构设计的合理性[1],对相关结构进行可靠的密性试验显得尤为重要,是保证船舶舱室密性、预防事故发生的主要手段。在船舶舱室密性试验中,不仅需要检查庞大的船体以及数量众多的各类舱室,记录密性试验结果出现渗漏的情况并提示检验方进一步实施焊缝质量检测工作,这些都对保证船舶建造质量和航行安全具有重大意义。

2 国际上对船舶舱室密性试验的要求

密性试验的方法很多,技术特点、适用范围、试验流程也各不相同,同密性试验有关的要求很多,包括SOLAS、IACS URS 14以及船级社规范等,其中尤其以SOLAS公约中相关内容和IACS URS 14与中国工业界关联最为紧密。SOLAS为水密舱壁及舱室密性提出了安全标准,其中有些标准现场验证难度较大,有的甚至无法验证[2]。而IACS URS 14中个别要求低于SOLAS的验收标准,但更具有操作性,且在IACS成员中积累了一定的实施经验。

2.1 SOLAS公约相关规定

据IMO在SOLAS(2004)第II-1/11条款中的规定[3],每艘船舶的所有双层底(包括箱形龙骨)、内壳板、艏尖舱和液舱均要进行压水试验,且至少能够承受舱壁的水头压力,以保证船舶结构的完整性和水密性。如果按照这一公约条款的要求,每艘船舶均需进行注水试验,这不仅会延长建造周期,而且会造成船厂资源的浪费和成本的增加。

随着各项技术的发展并应成员国要求,IMO的SOLAS(2004)第II-1/11条款不断修订,目前根据SOLAS(2012)中最新公约要求[4],对拟不装载液体的水密处所和拟压载的货舱不强制执行注水试验。如不进行注水试验,则在实际可行的情况下做冲水试验,此试验应在船舶的舾装工作进行到最后阶段时进行。对于装载液体的水密处所,也就是液舱,则不能代替,必须采用压水试验。如由于冲水试验可能造成机械、电气设备绝缘或舾装件的损坏而无法执行,则可对焊缝的细致目视检查予以代替,且在认为必要时,还应由类似于着色渗透试验或超声波测漏试验或等效试验加以支持。总之,在任何情况下,都应对水密舱壁进行彻底检查。

SOLAS(2012)中细化了舱室试验方法的适用情况并修改了部分构件的试验压头,对比情况如表1所示。与SOLAS(2004)中规定的各主要舱室均不可用冲水试验代替注水试验相比,SOLAS(2012)中已经明确了拟不装载液体的水密处所和拟压载的货舱不需强制执行注水试验,可以由冲水试验代替。各舱室的试验压头要求也发生了较大的变化。艏尖舱、双层底(包括箱型龙骨)及内壳板均应以下述表述要求的水头作为试验要求:在所有情况下,水密分隔舱壁应至少能支承水头达到舱壁甲板所产生的压力。供装载液体并形成船舶分舱的舱柜,应以相当于其设计压力的水头,试验其密性和结构强度。该水头不得低于空气管顶或在该舱顶以上2.4 m处(两者取大为准)。

表1 SOLAS(2004)与SOLAS(2012)密性试验要求对比

2.2 IACS统一要求URS 14

目前,IACS成员主要是依照IACS的URS 14对建造中船舶进行强度、密性试验。根据URS 14要求,在取得船旗国主管机关认可的前提下,也就是船旗国主管机关同意的情况下,船厂可采取以下三种方式进行实际操作:仅选择代表舱室进行密性试验;系列船在首制船完成舱室密性试验以后后续船可减免;一定情况下可以采用其他试验替代压水试验。该要求为现场检验中验收舱室密性提供了有效合理的依据,可采用替代方案对于船厂来说也更具有可操作性和经济性,但与SOLAS相比要求偏低。

2.3 IMO船舶舱室密性试验议题进展

就目前的技术和管理执行情况而言,IACS成员国普遍采用IACS URS 14密性试验要求,认为其已足够保证船舶安全,且实际操作中并没有因为采用代表舱室和一定程度的减免而产生任何问题。然而近年来,欧盟以IACS成员国执行的舱室密性试验程序不符合SOLAS公约要求为由,在对IACS成员的审核中频频给出不通过项。IACS认为,SOLAS公约相关条款未能充分考虑到新技术的应用,偏于保守,并将导致增加建造成本、延长造船周期等后果。为了维护成员国的切身利益,IACS不断向IMO提交了舱室密性试验相关提案,希望能够修改SOLAS相关条款并制定确保水密舱室试验有效性导则,一方面可以将目前的最新技术和实践证明的合理做法合法化,另一方面也希望与欧盟就该问题展开讨论。

IMO MSC 86次会议首次审议了由库克群岛、马绍尔群岛及IACS提交的“液舱和密性舱壁试验程序导则”草案,“水密舱室试验”议题自此被纳入DE分委会的优先项目进行讨论。随后,在IMO DE 56次会议上,IACS提出修改SOLAS第II-1/11条的建议并制定确保水密舱室试验有效性导则的草案,得到了中日韩的支持。同时,欧盟强烈要求将争论范围由密性试验质量体系扩大到整个船厂的质量管理体系,同时要求对船厂进行公开审核;船东组织方面则认为IACS URS 14的要求偏低,并不能提供与SOLAS第II-1/11条同等的安全水平。IMO DE57次会议,中国作为会间非正式小组(JWG)协调人,掌握了下一步工作的主导权,并为与日韩联合应对、与欧盟国家谈判争取有利结果提供了可能。欧盟主要国家和部分船东观察员对本次会议上中日韩与IACS提出的关于舱室密性试验的船厂质量管理验证指南草案和IACS提出的舱室密性试验导则草案提出了反对意见,主要集中在对当前船厂的质量管理体系问题上。欧盟海安局(EMSA)则明确指出,中日韩及IACS的联合提案中关于以船厂拥有 ISO 9001质量管理体系作为保证舱室密性试验可靠性的支撑基础是不够的,必须要加强对船厂质量管理体系的监管。由于欧盟等国的反对,舱室密性相关议题的推进缓慢,目前一切尚无定论。

2014年1月,IMO SDC(船舶设计建造分委会)第1次会议主要焦点集中在IACS提出的“舱室密性试验导则”。多数国家均持支持态度,但也提出需要进一步研究,现已成立通讯组开展多轮讨论,要求根据SOLAS II-1/11规定制定的舱室水密限界面的试验导则,与公约规定的水压试验有相同的安全水平。

3 我国船厂舱室密性试验现状及SOLAS II-1/11要求强制执行产生的影响分析

船舶液舱及舱壁的密性试验属于实效性试验,结果可靠、验收方便,但是船厂在实际执行中面临诸多困难。调研并分析我国主要船厂的舱室密性试验实施情况,发现目前国内各大船厂均已制定液压试验和密性试验的质量控制措施,在分段组装中多数采用角焊缝充气试验且有相应工艺标准,当气密试验发现有漏点时也均有返修标准。虽然我国船厂在液舱和舱壁密性试验的试验质量控制方面已经有一定的保证,但是根据目前形势,结合分析国际船舶舱室密性试验要求发展趋势,以下两种情况一旦发生仍将对我国造船业产生重大影响。

3.1 执行SOLAS II-1/11公约存在的困难

我国作为IACS成员,在舱室密性试验的实际操作中一直遵循IACS的要求展开,但其与SOLAS公约规定相比还有一定的差距。如果IMO最终未通过IACS修正SOLAS公约的提案,并且将SOLAS密性试验相关规定强制化,则无疑将对中、日、韩的造船业带来巨大冲击。同时,由于中国无论在船舶建造水平还是船厂的管理水平上相较于日本、韩国仍存在较大差距,有关舱室密性试验程序以及质量管理体系方面可能出现的变化(新标准、新规范)将对我国船舶工业造成更为严重的影响。

根据我国船舶行业内数十家主要船厂的调研情况,中国工业界如果执行SOLAS第II-1/11条主要存在以下几方面的困难:

(1) 增加成本。后续船进行水压试验的舱室数量将大幅增加,导致船厂的工作量和成本增加,建造和试航周期延长;

(2) 影响工期。舱室密性试验要等到船舶舾装后期,一旦试验结果出现问题,将会影响整个工程的进度;

(3) 操作难度大。箱型龙骨即管隧实施强度试验的可操作性不强,难度较大;

(4) 条件不足。密性试验会影响电器施工,且不利于设备保护,实施条件不足。

3.2 SOLAS II-1/11公约对船舶建造产生的影响

实际上,国内大部分船厂对于执行SOLAS相关要求并不存在太大的技术难度,但出于水、人工、电和工装等成本方面的考虑,如果能够建立互信机制,由船级社和有关主管机关对其质量管理体系进行审核,同时对散货船有一定程度的减免,由主管机关审核船厂质量管理体系并结合IACS替代方案,将更符合我国船厂实际情况。SOLAS相关要求强制执行对船舶建造具体有以下几个方面的影响。

3.2.1 建造周期

如果SOLAS第II-1/11条强制执行,则将直接导致进行注水试验和强度试验的舱室数量增加,而在实际操作中,由于相邻舱室需要交替进行试验,这不仅需对原有的试验计划进行较大调整,而且会在注水和排水环节上耗费大量时间。另外,对于某些在注水试验后发现的渗漏缺陷,还需先进行排水才能进行补焊,此类重复工作将导致试验时间更长。尤其,对于使用海水进行试验的船舶,为不影响后期涂装和满足PSPC的要求,则需要额外增加洗舱的工作量。根据测算,以国内北方某造船厂一艘30万t级VLCC为例,水密分舱大约31个主要舱室和20多个油水柜,按在码头上进行压水试验的方案进行估算,每艘船舶的建造周期则需要延长约1~2个月,试航时间增加1~2天。

3.2.2 船体负荷

舱室进行注水试验时无疑会对在建船舶的整体重量产生影响,同时随着需要进行注水试验的舱室数量增加以及部分舱室试验压头的增高,船体负荷也随之增加,尤其是油船,其舱容一般较大,负荷影响明显,这就要求船厂相应增加墩木的数量,增加了船厂的实施难度。

3.2.3 总体成本

如果使用淡水进行试验,仍以国内北方某造船厂一艘30万t级VLCC为例,在考虑几个舱同时压水的前提下,使用淡水约7~8万t,结合人工成本、动力成本(包括电力、压缩风机、舱室通风和加热等)等,以每吨淡水20元计算,增加直接成本约在200万元以上,间接成本增加会更大。以上仅为一艘VLCC为适应新公约要求而产生的周期延长和成本增加估算,如果按照我国目前的产能估算,成本增加将非常巨大。

3.2.4 锈蚀增加

由于船厂大多临江或靠海,如果在冲水试验中利用江水或海水资源,虽然在一定程度上能够降低淡水成本,但同时此类做法也存在着盐分超标的可能[6],从而导致相应问题的产生。使用非淡水来进行舱室密性试验,当进行排水工作后,船厂仍需投入人工对舱室进行清扫积存淤泥的工作,而舱室骨架在经过压水后,死角与间隙中将留有难以揩干的积水,这不仅会影响到后期涂装的正常进行,还会增加锈蚀,最终缩短船舶使用寿命。

4 对策与建议

IMO关于舱室密性试验的讨论结果将对我国造船业产成深远影响,为进一步掌握IMO关于船舶舱室密性试验及由此带来的船厂质量管理体系审核等问题国际谈判中的主动权和话语权,我们应多措并举,立足船厂实际情况,在尽量不延长造船周期、不增加造船成本的原则下,积极发挥主观能动性,提高我国造船业的建造质量标准和质量管理体系水平,同时努力让此议题向有利于我国工业界利益的方向发展。

4.1 推广新工艺

采用常规方法的舱室密性试验一般在船台或者船坞阶段进行,此时正是下水或出坞前工作最紧张的时候,各部门都忙着施工,立体作业和交叉作业特别多,因此容易导致密性试验进展较慢、质量差、周期长,安全生产难以保障。随着焊接质量要求的不断提高,例如角焊缝密性试验等全新密性试验工艺逐渐发展起来。与传统密性试验相比,该方法将工序阶段前移,具有施工简单、安全便利、保证质量、降低成本、缩短周期等众多优点,不仅符合当今船舶建造发展趋势,而且将带来巨大的社会效益和可观的经济效益。目前,这种先进工艺已在日韩的部分造船企业得到应用,但在我国的研制和推广效果不佳。为提高我国造船企业密性试验的效率和质量,一方面应给予必要的技术支持,同时提高建造精度及人员素质;另一方面协调各部门,保证新工艺的具体实施和持续推广,真正提高我国船舶的舱室密性试验质量,以应对日益严格的国际规范和日益激烈的国际竞争。

4.2 完善船厂质量管理体系

相较于日本、韩国和德国,我国船厂在质量管理体系的严格执行方面仍存在很多问题,因此,欧盟控制船厂的分类与准入的战略目标一旦达成,势必对我国造船工业的发展产生更为深远的影响。而如何将建造质量标准和质量管理体系的改变对我国造船工业的影响降至最低,不至于对我国主流船厂带来重大冲击则显得十分迫切。在“外求松内收紧”的原则下,对外应尽力争取发展空间和利益,对业内也应通过适当的宣传手段,提醒各大船舶企业做好一定的心理准备并采取实质性措施,促进我国船厂质量管理水平的提高,从根本上提高我国造船业的竞争力。同时,继续展开针对我国主要船厂舱室密性试验工作状况的分析,对船舶质量问题引发的纠纷案例进行实证研究;调研中日韩及欧洲主要船厂在船舶建造质量标准和质量管理体系方面的应用和执行情况,在差异性分析的基础上,提出确保密性试验操作规程安全性的相关标准和质量体系要求,为下一步的国际谈判争取筹码,同时也为后续的实施工作做好技术准备。

4.3 行使国际话语权

为了与日韩、其他亚洲国家以及欧盟等有关国家和机构形成共同利益诉求,取得最终利益的最大化,我们应持续关注欧盟、日韩、船东国家(组织)等在此问题上的立场变化,准确把握规则发展趋势,加深应对措施研究力度,不断优化技术和政策两大层

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面上的国际谈判策略,更好地维护业界利益。同时,在双边或多边交流的基础上,积极从欧盟及IMO各成员国方面展开工作,联合日韩和IACS,继续推进IMO提案工作,证明自身密性试验程序和质量管理体系的安全性,以此增加国际谈判中的筹码。

5 总结

虽然根据SDC分委会的要求,此议题的完成日期为2015年,但从目前情况看,船舶舱室密性试验议题仍处于起步阶段。我国作为造船大国,既应从维护本国船舶企业的切身利益出发,又要努力提高国内船舶建造水平和船厂管理水平,同时积极参与到IMO密性议题的讨论和相关公约规则的制定和修订过程中,努力推进IMO修改SOLAS密性试验相关规定,为我国船舶行业争取利益空间和发展时间,努力将国际公约的制定向有利于我国船舶行业利益的方向发展。

[1] 高伟.船体密性试验方法与检验分析[J].山东交通科技,2011,4:72-74.

[2] 杨世知.IACS密性试验最新要求[J].中国船检,2012,11:88-91.

[3] IMO.SOLAS Consolidated Edition 2004[S].2004.

[4] IMO.SOLAS Consolidated Edition 2012[S].2004.

[5] IACS.Bluebook[S].2014.

[6] 卢宇明,魏竹璟.预密性试验在PSPC散货船上的应用[J].广东造船,2010,29(3):45-47.

Amendments to SOLAS Regulation II-1/11 on Testing of Water Tightness from IMO and the Impacts Thereof

YAO Wen, WU Chun-ping, LIU Zhen-qi

(Shanghai Shipbuilding Technology Research Institute, Shanghai 200032, China)

This paper is aimed at giving a comprehensive review of the draft regulation on testing of water tightness,with the brief introduction to the amendments to SOLAS regulation II-1/11 and its application, the explanation of the core requirements on construction period and cost for ship, as well as the analysis of the quality system of shipyard. The possible impacts of the coming regulation amendments to SOLAS II-1/11, and the required capacity of the shipyard in conjunction with the respond strategy, have been pointed out based on the potential water tightness policies and practices in China.

IMO Ship Water tightness Testing Amendments to SOLAS regulation II-1/11

姚 雯(1988-),女,助理工程师,硕士。

U662

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