船舶水线下外板破损应急修复技术研究

一、研究背景

船舶水线下外板作为船体结构的重要组成部分，承担着维持船舶水密性、保证结构强度以及抵御外部碰撞的关键作用。一旦船舶水线下外板遭受破损，会导致内部舱室进水，进而破坏船的稳定性和浮力平衡，严重时可能引发沉船事故，造成人员伤亡和重大经济损失。因此，水线下外板的完整性直接关系到船舶的生命力和使用效能。

面对水线下外板破损情况，应急修复技术成为保障船舶生存性的关键手段。及时有效的应急修复能够临时恢复船体的水密性和结构强度，为船舶争取宝贵的时间，使其安全驶离事故或危险水域，也为后续修理创造有利条件。因此，在课程教学中复现相关故障特情，对于提升学员的应急抢修能力具有重要意义。

二、研究内容

（一）破损形式的复现与分类

通过数值模拟、实验研究等手段，复现船舶水线下外板在航运中可能遭受的各种破损形式，如碰撞、裂纹、搁浅、爆炸等，并根据破损的特征和程度进行科学分类，为后续的应急修复工艺研究提供准确的破损模型。

（二）应急修复工艺的理论支撑与技术难点

深入研究应急修复工艺的核心目标，如快速恢复水密性、临时恢复结构强度、兼顾操作环境限制等，探索堵漏材料、结构支撑、焊接与冷补等关键技术的原理，分析在水下面临的难点和挑战，寻求解决方案。

三、水线下外板破损形式的复现与分类研究

船舶破损具有损伤位置随机、损伤变化随机、浸水程度随机等特点，因此场景复现是一个复杂因素相互影响、统一输出的过程。本课题综合应用仿真建模和计算分析工具，进行破损模拟，拟真实际损伤情景和效果，为应急修复工艺的理论分析及标准化流程的建立提供仿真场景输入。

3.1 渗漏模拟

渗漏模拟在船舶损伤事件中最为常见，主要有纵向应力与变形、横向应力与变形、局部应力与变形、板材接缝渗漏等。

3.2 凹陷模拟

板材结构的残余变形会影响局部强度，发生在水线下还会增大阻力和加速腐蚀，特别是凹陷区在受到较小外力时，也会使内应力超过屈服点而破坏。

仿真软件场景复现示意图如下：

3.3 骨架弯曲、裂缝模拟

当板材凹陷时，会同时引起骨架的弯曲，进而使船体产生裂缝。仿真软件场景复现示意图如下：

3.4 破洞模拟

船舶由于碰撞、触礁、爆炸等使船身出现破洞。根据创伤强度模拟不同的破洞大小，仿真软件场景复现。

四、应急修复工艺的理论支撑与技术难点研究

船舶应急修复工作通常具有突发性、紧迫性、复杂性、安全要求高等特点，需综合考虑各类损伤因素，快速拟订修复方案。本课题基于破损场景的复现，从应急措施手段、应急修复施工工艺两方面开展研究，为建立应急修复标准化流程提供业务输入。

4.1 应急措施手段

应急措施手段包含应急情况处理、破损位置测定、保持船舶平衡三类措施。

4.1.1 应急情况处理（1）发出警报信号

一旦发现外板破损，首先应发出堵漏警报信号。船员应根据应变部署表的要求，立即携带堵漏器材前往指定地点，做好现场准备。

（2）组织堵漏行动

机舱接到警报后，需迅速停车并操控船舶，使漏损部位尽量保持在下风位置，以减少进水量。

（3）关闭水密舱室开口

舱室发生进水后，船员需依据破损监测数据，关闭水密舱室界限上的所有开口，启动排水泵进行排水。

（4）检测船舶状态

船员应密切监视船舶吃水和倾斜变化，当发现船舶倾斜严重时，必须采取措施保持船舶的平衡，以预防倾覆。

（5）上报请求救援

如果遇到堵漏困难，应及时上报，寻求必要的援助和支持。

4.1.2 破损位置测定测定破损位置通常采用以下方法：

（1）听声音

通过听测量管或空气管是否有出气声或流水声，来判断漏点，也可通过流水声判断水位变化。邻舱是否进水，可通过敲击隔舱壁发出的声音变化来判断。

（2）测水位

舱室离港时是空舱，航行中测到了水深，说明该舱室已经进水。使用水泵抽水时，可从水源的流量和流向判断漏损情况。如果舱室排水无法停止，则该舱已经进水。当进水水位超过破口高度时，水面会冒出气泡或水泡，可从气泡的位置判断漏损位置。

（3）寻漏网

从甲板上顺着船舷漏水的位置，把寻漏网放置在水面以上，紧贴船壳移动，在感觉到吸附现象时，便可初步判断漏洞位置。通过察看杆上的深度标记和处于该位置的肋骨号数，能准确确定位置。

（4）综合判断

结合以上方法，运用听、看、测等方法快速判断漏损情况。

4.1.3 保持船舶平衡

船舶漏损进水后，必须采取措施来保持船舶平衡，常用的方法有：

（1）排水法

发现船体破损进水后，应第一时间进行排水。舱底水系统的排水能力，可通过舱底水泵的台数以及每台水泵的排量来决定。

（2）堵漏法

在实施排水的同时，要迅速关闭主甲板以下的所有水密门窗。根据破口的具体位置和大小，采取相应的堵漏方法进行堵漏。

（3）移载法和平衡法

为了保持平衡，通常可采用移载法或对称压载法。根据船舶的布局，利用燃料和压载水进行调整，紧急状况下也可通过消耗船舶储备浮力来保持稳定。

（4）趁势搁浅

在船舶遭受严重进水、排水能力无法满足时，应及时将船舶进行搁浅，避免沉没。搁浅后，需继续进行排水堵漏。

4.2 应急修复施工工艺理论研究

4.2.1 船体结构更换

在船体修理时，结构更换是最普遍的一种作业方式。主要是更换损坏或耗蚀的部件，把它们恢复成原有形式。

4.2.2 船体结构部分更换

考虑到整个结构更换比较困难，涉及面广，有的部件的蚀耗还不到非换不可的程度，则进行结构部分更换。

4.2.3 船体结构矫正、装复

船体修理时，矫正作为一个独立的工艺被广泛应用，主要包括就地加热矫正和冷加工矫正。有时船体外板变形严重，无法就地娇正修复，则将外板拆下利用机械设备进行矫正，待原部位的内部骨架矫正后，再将外板原位装复。必要时亦可将构架一起拆下送车间矫正。

五、结语

本课题从船舶水线下外板破损形式的复现和应急修复工艺的建立两方面开展研究。通过应用业务数据库建立、专业数字化业务模型仿真、沉浸式虚拟维修训练等，对应急修复工艺进行了拟真还原，有助于训练学员应急维修能力。

本课题从船舶水线下外板破损形式的复现和应急修复工艺的建立两方面开展研究。通过应用业务数据库建立、专业数字化业务模型仿真、沉浸式虚拟维修训练等，对应急修复工艺进行了拟真还原，有助于训练学员应急维修能力。

作者简介：

1 许骥，男，1978.03，安徽颍上，汉，本科，讲师，机电装备监测诊断与船体维修；

2 杜广森，男，1993.10，河南平顶山，汉，本科，讲师，船体维修。