4 500 t半潜驳船压载水管路水锤计算与分析

秦欢，樊红，董勇

(1.武汉理工大学 能源与动力工程学院，武汉 430063；2.广州航通船业有限公司，广州 510290)



4 500 t半潜驳船压载水管路水锤计算与分析

秦欢1，樊红1，董勇2

(1.武汉理工大学 能源与动力工程学院，武汉 430063；2.广州航通船业有限公司，广州 510290)

为了解决4 500 t半潜驳船压载水管路试验时出现的故障，分析管路破损情况，初步推断管路中膨胀节损坏的原因是产生了较大水锤力，计算水锤力，在管道应力分析软件CAESAR Ⅱ中建立压载水管路的有限元模型并进行动态载荷计算，验证膨胀节损坏的原因，提出增大关阀时间的解决措施，并获得试验成功。

半潜驳船；压载水管路；水锤；动态分析；膨胀节

半潜驳船是海洋运输中一种重要的运输工具，可以运送大型钢结构件、海上平台，以及可移动性的海上建筑等超大超重件。得益于它强大的压载水系统，半潜驳船可以快速下潜和上浮进行作业。与一般民用船舶相比，半潜驳船的压载水系统更为复杂，在装卸货物时，需要精确调节各压载舱的压载水量使船舶保持平衡。

某4 500 t半潜驳船在第一次压载水系统效用试验时出现压载水管路中的金属波纹管膨胀节严重破损，膨胀节损坏原因，为此，对管路展开分析寻找。

1 工程背景

该4 500 t半潜驳船上的压载舱沿船长方向左右对称布置，左右舷各有2个压载泵，位于船舶中部，分别负责船艏和船艉的压载舱。压载泵Q=935.00 m3/h，工作压力p=0.137 MPa。管子的材质是ST10号钢，E=206 GPa。尺寸有3种，见表1。支管上装有金属波纹管膨胀节。

表1 管材尺寸 mm