船舶表面状态信息采集与评估研究.pdf

第26卷第6期
修船
Vol. 26 No 6
2013.年12月
CHINA SHIPREPAIR
Dec.2013
维修理论
船舶表面状态信息采集与评估研究
侯大志,郦智斌
(海军装备技术研究所,上海20003
摘要:文章介绍了通过对船体表面状态进行信息采集,在数学模型的基础上对信息数摇进行
分析评估在船舶修理行业的应用,并重点对腐蚀、污底和损伤3个方面进行了论运。
关键词:表面状态;信息采集;腐蚀;污底;损伤
中图分类号:U672文献标志码:C文章编号:1001-8328(2013)06-0037-03
Abstract This paper introduces the information colle ted on the hull surface state. Based on the mathemati
cal model of the information data, analysis and evaluation are applied with the method in ship repair industry. As
the three main aspeets corrosion, fouling and damage are especially expounded.
Key words: surface state; information collection; corrosion; fouling; damage
船体表面状态的数据采集、检遡修理是船舶日状态进行分析评估.预测船体寿命和指导修理2
常维修和保养的重要手段。采集船体表面状态数
船舶表面状态尤其是水线以下船体部位和舵、螺
据,在相应数学模型的基础上运用有限元方法进行旋桨、轴等装置的状态是船舶寿命预測和视情维修的
分析,可以掌握船体及设备的运行情况,通过科学前提。对大型船舶表自状念进行综合评估是制定合理
评估来预测寿命和可能发生的故障,从而大幅度地的检测和修理讨计划的理论基础。由于船舶状态复杂的
减少船舶因相关故障和损坏而进坞修理的次数,节多场耦合作用,相关因素众多,因此其分析和评估需
约修理经费
要借助数值计算完成,其中,有限元法最为合适。
1需求分析
2船体状态数据
远洋船舶由于长期处于恶劣的环境中,如盐度
对船体表面及设备进行技术状态信息的定期采
校高的海洋环境、暗礁、昼夜温差大、微生物附着集,以此为基础评估船舶表面尤其是水下表面状
生长等,船体会发生腐蚀和损伤,这些腐蚀和损伤,并实施视情维修以少进坞修理的次数,从而
造成船体钢结枃强度降低、增加船体各部位结构差节约维修经费是困外船舶修理行业的发展趋势。然
异、降低整体结构性能、増加船体表面粗糙度、降而目前国内相关领域的研究较少,没有积累起相关
低航行速度等,影吼船舶的整体性能。为确保船信息和系统处理。随着我?经济高速发展,对外贸
舶在给定的风险接受准则下,在有效寿命期内能完易的扩张,大型船舶远洋航行越来越多,收集整理
成其预定的功能,有必要对船舶的糜蚀和损伤进行船舶表雨状态数据信息,并建立海量数据库,以此
控制或者采取维护措施。由于所处的环境、航程、分析、评估船舶状态和寿命预测就十分重要。
船岭以及维护保养程度等不同,船体情况差別很大,2.1数据信息分类
传统的经验基础上的检测和维修不但带来较高的费
大型船舶表面状态评估所需的数据信息主要有
用,而且还会产生不必要的维护,因此需要对船体船舶属性信息,船体表面信息,水文环境信息和相
作者简介:侯大(1978-),男,山西绛县人,工程师,硕士,主要从事船舶维修保障工作。
万方数据
2013年第6期
中国修船
第26卷
关修理信息4大类。其中船舶属性信息主要包括性随机性,我们采用灰色系统和动态数据双向差相结
能属性信息、船员信息、船舶设计信息和船体位置、合的方法分米建立模型,得到的船体局部点位腐蚀
信息;船体表面信息分为标准信息和实测信息,包程度(腐蚀深度)是与船体的使用时间,防腐涂
括船体图像信息、钢板厚度信息、涂层厚度信息、层的寿命,及船体材料、腐蚀环境相关的模型。并
船体没备信息以及各种电位、磁场和探伤等检测信使用神经网络法进行计算模型的相关参数。
息;水文环境信息包括温度、盐度、密度、透明
使用层次分析法和神经网络分析法相结合的方
度、pH值及水流潮汐等信息;修理信息包括船舶
对船体的蚀机理、腐蚀过程、腐蚀影响闼素
散障信息、维修记录信息、修理团队、工艺、丁具、的分析和研究,建立的船体腐蚀评估模型?。该
及机器材信息等。这些信息的详细分类为船舶状态模型可以完成采集船体基本信息、钢板厚度、航行
数据釆集奠定了基础,且信息收集的充分和准确程记录、船体防腐涂层厚度、进坞修理信息等基本数
度直接决定∫状态评估和命预测的精确度
据,达到对船体腐蚀状态的评估能力。
2数据信息采集
3.2污底的分折与评估
对于水面以上的船体数据采集相对容易,依靠
船舯在水中航行,船体水线以下部分由于长期
操作人员使用测量仪器来完成,部分数据需要调用浸泡在水中,除了钢板本身被腐蚀以外,海水中的
船上仪器记录的实时监测结果。对于水下船体数据生物,如贝类、海藻、浮游生物等将附着在船体上
的采集需要较高的技术难度,在现有技术条件下,滋生形成船舶污底
可以利用潜水员或水下机器人进行水下观察和检
污底的表现形式较为直观,目前,我们在实际
测,主要可以获得以下信息、即船体和水下装置的使用中,对污底的评判一般采用日检法,即当船舶
图像、钢板厚度、涂层厚度。其中图像包含的信息,进坞时,由专家对污底状况进行评价。为了能快速
最为丰富,通过图像不仅可以大体判断腐蚀类别、对污底状态进行评估,我们可以借助计算机图形分
腐蚀程度,还可看出污底形态、污底覆盖率、有无析技术,从污底类型、微生物大小、污底面积3方
破损、破损程度等;钢板厚度数据和涂层虽然不及面,对污底状态进行评估。对船体表面污底图像进
图像直观,但通过对数据的统计分析,不仪可以定行计算机处理,以狀取相关信息,自动判別海生物
量的计算钢板的腐蚀状态和程度,更重要的是还可及杂质附着情况和危害程度。为了满足快速计算机
利用不同时间的数据来进行腐蚀倾测
分析技术的要求,还需要对污底进行相应分级。
2.3数据信息库建立
另ー一方面,污底使船体表面叫凸不平,大大地
数据库最常用的结构有2种,B/S结构和C/S结增加了船体表面的粗糙度,导致船舶航行时摩擦阻
构。前者的开发模式具有稳定的技术平台,是一种纯力增大,改变推进器的运转情况,致使暻旋桨效率
粹的客户机制,可以实现异种机、异种网、异种应用下降,影响船速,增加船的运营成本。为此对于污
服务之间的联机、联网,在测览器端可以不用高端的底造成的船体表面粗糙度和船舶航速的影响也是值
计算机,但对网络和数据服务的功能要求较高。后者得探讨的地方
对于客归端的要求较高,必须具备相当的数据处理能
污底成圆的多样性,提高了污底状态评估的难
力,但在服务器端,对计算机和网络要求较低。由于度。为了解次目前污底评估所面临的渚如需要进坞
船舶状态数据量庞大,因此倾向于采用BS机构?
需要专家现场评价等问题,我们基于前期对船舶进行
不定期地图像采集的特点,建立基于计算机的图形处
3分析与评估
理技术;并采用该技术的分析方法,