關于冬季低溫下的船舶建造防凍方案設計探究

欒尚坤　程會軍　李云芳

摘要：船舶建造過程中，一些設備和部件對低溫環(huán)境較為敏感，所以在冬季低溫條件下進行船舶的建造必須要注重對這些部件的防護。本文分析了低溫環(huán)境下對船舶部件造成損傷的原因，并對常見的幾種防凍方案進行了對比，希望能夠進一步優(yōu)化船舶建造防凍方案。

關鍵詞：低溫；船舶建造；防凍方案；存水泄放

船舶建造質量直接關系到船舶的運行安全，在冬天寒冷環(huán)境中開展船舶的施工可能會導致部分設備或者管路內有一些液體出現留存，繼而對這些部件造成銹蝕，嚴重的還會導致船舶部件損壞，影響船舶質量。因此，在冬季低溫環(huán)境下對船舶進行建造時，應該采用合理的防凍方案，以便于確保船舶建造的質量，保障船舶運行安全。

1 船舶部件和管路被凍壞的原因分析

現代船舶在建造過程中基本上都是由下面一些部分組成：船體、電氣部分、輪機以及舾裝部分。舾裝部分包含著管路系統(tǒng)、特種系統(tǒng)以及自動化設備等。管路系統(tǒng)的主要功能是把船體上機械設備進行有效聯結，并負責流體成分的運送。船舶建造過程中，會碰到多種液體物質，比如燃油、睡以及滑油等。在船舶的實際建造作業(yè)中，最主要用到的燃油就是重油和輕油。在低溫狀況下，燃油會受到氣溫的影響而導致其密度變化，導致其發(fā)生凝固，體積縮減。海水與淡水在嚴寒環(huán)境下會結冰，導致其體積膨脹。這樣，就可能會導致部分管路被漲裂，影響船舶運行。

2 船舶常見的防凍方案設計及優(yōu)劣對比

低溫條件下，為了防止船舶建造過程中出現的結冰、流體介質膨脹，以至于使船舶部件發(fā)生損壞的狀況，船舶建造人員會選擇使用加熱保溫法、添加防凍液法以及泄放處理法來進行預防。其中加熱保溫法能夠環(huán)境溫度提升，避免淡水與海水發(fā)生凝固結冰，進而導致船舶部件損壞的狀況。添加防凍液的方式能夠改良液體介質的物理特性，降低海水以及淡水的凝固點，避免其發(fā)生凝固；泄放處理法能夠將部件中的水分進行清除，實現其干式存放，最終避免其發(fā)生結冰狀況。

通常來講，冬季低溫條件下，船舶建造防凍設計主要從下面一些方面考慮：

2.1 常見防凍設計方案

2.1.1 改變環(huán)境溫度

通過改變環(huán)境溫度的方式能夠提升作業(yè)環(huán)境的溫度，從而避免使海水和淡水發(fā)生凝固點。在實際的船舶建造過程中，如果施工場所中沒有裝設鍋爐來提升作業(yè)環(huán)境的溫度，那么可以選擇通過從岸上連接蒸汽管路的方式來提升作業(yè)環(huán)境溫度，盡可能降低凍害發(fā)生的幾率。在對鍋爐或者蒸汽管路進行調試之后，可以將其開啟，產生蒸汽或者熱量來提升作業(yè)環(huán)境溫度。但是在實際操作中必須要進行注意的是，如果選擇使用這種方式來提升船舶建造環(huán)境的溫度，則必須要要將開口區(qū)實施有效封堵，以避免導致熱量出現損失。還有，在進行設計時，還需要預留出防凍蒸汽的進出口。

2.1.2 泄放處理法

在船舶建造過程中，及時將管路系統(tǒng)或者相關設備中的留存液體進行泄放處理，使這些零部件保持干燥狀態(tài)，就能夠使這些部位免除被凍壞的危險?；诖肮苈废到y(tǒng)以及相關設備的基特征，最為常見的泄放處理有3中操作：（1）存水泄放。這種泄放方式指的是要在船舶設計時，流出管路系統(tǒng)的泄放口，而且泄放口要位于管路的最低點，以便于確保泄放處理時能夠將存水徹底排除干凈。（2）壓縮空氣吹除法。在進行殘水泄放之后，如果未將水徹底處理干凈，還可以采用壓縮空氣處理法來徹底吹除殘留的存水。（3）對設計方案進行進一步完善。假如是由于船舶的設計因素引發(fā)的設備或者管路存留水分，那么可以對設計方案進行改良和完善，從而避免水分存留。例如將豎直布置的管路替換成水平布置。

2.1.3 添加防凍液

將防凍液在添加入水中，可以降低水的凝固點，從而避免水在冬季寒冷條件下發(fā)生結冰，使零部件損壞。對于液體介質來講，冰點是預防其凍害發(fā)生的一個關鍵指標，通常狀況下，將防凍液以適當的比例加入到水中之后，可以有效地降低水的結冰點，從而避免其在常見低溫環(huán)境下出現結冰狀況。還有，在選用防凍液時，應該選擇使用具有防腐、除垢等性能的防凍液，這樣不但可以避免存水結冰，偷偷給你時還能夠實現對管路系統(tǒng)的有效保護。目前，市場上的防凍液類型非常多，在船舶建造中最為常見的一種防凍液為以乙二醇作為母液的防凍液。

2.1.4 存水管理

低溫環(huán)境下進行船舶的建造，極有可能會導致船體水倉因為存水的結冰膨脹而出現損壞。假如船舶的水艙面積非常大，那么在建造中很難在其中布設有效的加熱裝置，因此在對水艙進行防凍設計時非常有必要流出足夠的空間，以便供存水膨脹所用，避免水艙被漲破。

2.2 方案優(yōu)劣對比

在進行方案設計時，鑒于采用防凍措施的差異會使得方案的防凍成本以及適應性等方面具有很大的不同。（1）改變環(huán)境溫度或者添加防凍劑。這種方案在實際的船體建造中能夠取得一定的防凍能力，然而給環(huán)境升溫或者向液體中加入防凍液會極大的提升船舶建造成本，其適應性非常有限。（2）泄放設備與管路中存留水。這種防凍方案可以起到一定的防凍成效，并且能夠進行重復運用，成本也比較低廉，但是采用這種施工方式可能會出現泄放設備泄放不徹底的問題。（3）存水管理。該設計方案基本上僅僅可以運用于水艙的防凍。通過這些方案的對比我們可知，存水泄放的方案具有很強的實用性以及可操作性，且其施工成本比較低廉，然而實際上如果采用這種方案，那么可能會出現泄放不徹底的問題；采用壓縮空氣吹除的方式具有一定的局限性，僅僅可以運用于小管徑管路中，同時也無法對彎管處的存水進行完全清除；對設計方案進行改良和完善的方式可以在一定程度上避免因為積水留存而導致設備損壞現象的出現，但是假如對設計方案進行變更，那么其工作量和難度都比較大。

3 總結

總而言之，在冬季寒冷環(huán)境中實施船舶建造作業(yè)，選擇合理的防凍方案至關重要。防凍方案將會對船舶建造質量產生影響。所以，相關工作人員在對船舶進行建造時，一定要充分了解會對船舶建造產生影響的各種因素，綜合各方面的情況來選擇合適的防凍方案，從而有效避免凍害的出現，最大程度的保證船舶建造的質量，使船舶安全、順暢的進行使用。

參考文獻：

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