船体结构损坏事故案例分析

赵耕贤，詹志鹄

（1.708研究所，上海 200011；2.中国船级社上海规范研究所，上海 200135）

0 前 言

进入 21世纪以来，世界经济的高速发展给造船业带来千载难逢的发展机遇，造船技术与设计手段得到了迅速地更新，各项技术指标得到了进一步的提高，使新船型不断涌现。当前，在大力发展造船业的同时，要把提高产品质量作为一项非常重要的工作。因为船体结构损坏事故时有发生，据统计：来自集装箱船、散货船、大型油船、RO/RO（滚装船）以及海洋工程的船舶结构损坏事故，大约分别为23%、31%、23%、15.4%、7.6%。对财产、生命、环境都将构成严重的威胁。从本文列出的一些结构损坏的典型案例来看，并不是船体的整体强度出了问题，而是由于局部构件的损坏，引发的事故，有的事故还是比较严重的。究其原因是有设计、建造、使用等多方面的问题。

1 典型案例与评述

1.1 集装箱船

1.1.1 4100TEU（国际标准箱单位）集装箱船

有6艘该型船在海上航行3个月以后，发现在第二货舱的舱口围板、甲板、内壳纵舱壁发生裂缝，事故是首先从主甲板的焊缝处开始撕裂，进而扩展到上部的舱口围板和下部的内壳纵舱壁。其原因是：舱口围板端部处理不当。另外，主甲板焊缝位置不当（刚好处于舱口围板折角处，又恰恰是主甲板的高强度钢与低碳钢交界处），而且板厚过渡不合理所致。集装箱脚平台处也有多处裂缝。

1.1.2 5668TEU集装箱船

在印度洋航行时，发现淡水舱无水。回到港口后，发现：淡水舱的水，全部漏入集装箱货舱。内壳纵舱壁两根纵骨发生断裂（图1），纵舱壁上撕开一条1.2m长的裂缝。其原因是：高应力部位纵骨的跨距过大，纵骨强度不足，导致纵舱壁板格失稳所致。

图1 Fr.50-68范围内的纵壁板上纵骨裂纹

1.1.3 500TEU集装箱船

在海上航行约10年后，首部舷侧外板（首楼甲板与上甲板之间）被海水长期冲击后，产生孔洞，造成海水进舱；内部多根舷侧肋骨发生扭曲；舷侧纵桁断裂；舱内支柱及其支柱下肘板明显失稳（图2）。其原因：未考虑海水冲击压力和上浪压力，甲板与外板板架强度明显不足所致。

图2 500TEU集装箱船损坏部位

1.2 散货船

1.2.1 17.5万t散货船

雷达桅处发生剧烈振动。雷达桅的高度为12.5m，根部长为2.4m，开裆800mm，前面的圆弧半径为400mm。其原因是：结构加强未到位；而且加强材刚度不足（罗经平台的横梁仅为L125mm×75mm×7mm，加强材仅为L250mm×90mm×12mm/15mm）。

1.2.2 超大型矿砂船

由VLCC（超大型油船）改装为VLOC（超大型矿砂船），在海上做强度试验时（压水才17 m），就发生爆炸声。停车检查，发现内壳纵舱壁有裂缝。设计人员认为：内壳纵舱壁与内底之间的通断没处理好，续将内底通过内壳纵舱壁。重新试验时，反而在内底板内产生了裂缝。

1.2.3 70000dwt（载重吨）散货船

运营5年的船发现多艘船的槽型舱壁与下壁墩、底边舱与内底板的连接处产生裂缝，造成压载水漏入货舱（图3），运营5年的船发现舷侧纵骨断裂（图4）。其原因是：纵骨刚度不足；焊缝疲劳所致。

图3 70000dwt散货船的损坏部位1

图4 70000dwt散货船的损坏部位2

1.3 油船

1.3.1 159000dwt油船

在海上航行过程中，发现海水进舱。进坞检查：底纵骨端部撕裂，后扩展到船底外板的撕裂（图5）。其原因是：底纵骨端部处理不当。159000dwt油船（2004年交船，投入运营才3个月）内壳纵骨在内壳折角处焊缝开裂（图6）。营运5年后，在2009年发现舱壁水平桁的趾端裂纹（图7）。

图5 159000dwt油船底纵骨及外底板撕裂

图6 159000dwt油船内壳纵骨在内壳折角处焊缝开裂

1.3.2 110000dwt油船

船厂在进行船舱密性试验时，造成甲板开裂（图8）。试验操作程序有误。

1.3.3 49000dwt油船

图7 159000dwt油船舱壁水平桁趾端裂纹

图8 110000dwt油船损坏部位

交船后第2个航次，压载舱油气报警。发现：内底板上产生400mm裂缝。裂缝起始于靠近槽型舱壁下壁墩肋板处，呈 45°方向向后扩展，到原吊耳下加强肘板处终止（图9），造成30t成品油漏入底部压载水舱。其原因是：底部分段合拢时，吊耳位置安装错位，内底板内积聚新的剪力，在外力作用下释放所致。

图9 49000dwt油船损坏部位

1.4 RO/RO船

1.4.1 4950车RO/RO船

车辆甲板主甲板上的横向防歪斜加强结构处下肘板产生裂缝（图 10）。其原因是：横向防歪斜加强结构的肘板抗剪刚度不足所致。

图10 4950车RO/RO船加强结构下肘板裂缝

2 建 议

限于篇幅，本文对船舶被撞坏和海洋工程中的损坏事故未作介绍，如6000车RO/RO船靠尾跳板的右侧壳板及部分尾跳板在江内被撞坏；也有在靠码头时擦伤船底板、单点YOKE系统损坏、输油管爆裂、撞在沉船上等。

从上述事故分析处理中，提出如下建议：

1)加强建造过程中的质量管理，应该有序地进行，特别是重要部位的焊接及其焊缝检查。

2)理解并掌握船级社规范的要求，谨慎处理结构节点的设计。

3)有限元技术是结构设计的强有力的工具，但仍有进一步完善与发展的空间。

4)如何将有限元分析结果，有效地应用于实际产品，尚应融入专家们的宝贵设计经验。

5)加强船级社的审图工作，特别是驻厂人员的现场验收。

3 致 谢

本文中的案例，完全得益于国内一些航运公司与船级社之邀，在此一并表示感谢。