系泊测试是在船舶停泊于码头且保持静止时开展的测试工作。开展系泊测试需满足以下要求条件:相关管线已经接通,电路已经连通,燃油、滑油、液压系统已经完成清理,主配电板已经安装到位等。以这个前提为出发点,起初需要对管道和线路开展测试,管道的测试压力一般是工作压力的一百五十倍,线路的绝缘性能必须满足相关标准,工作电压超过一百伏的装置,其绝缘电阻通常要超过一欧姆,接着在油路,水路,气路和电路全部连通的状态下,就能够对各类装置实施检测,需要检测的装置数量众多,其中尤为关键的通常包括通常所指的“四机一炉”,具体是指主机,发电机,舵机,锚机以及锅炉。
1:主机码头试车
船船的推进动力由主机提供,主机在系泊测试及航行测试中是关键测试设备,主机码头进行测试是为了验证主机安装的达标程度,为后续航行测试做好准备。
主要动力设备需满足这些要求:燃料、润滑油、海水以及淡水系统已经通过验收;主机和轴系的安装已经完成并验收合格;发电机组已经验收,能够正常提供电力;燃油舱和滑油舱可以加油,清水舱可以注水;码头具备足够的深度条件。
发动机安装完成之后,必须先调整各个气缸的均衡性,也就是不断修正各个气缸的热力状况参数,让各个气缸的输出动力大致相等,这属于初步的均衡处理。在试运行期间,因为实际工况会产生变动,主机各气缸仍有可能显现出失衡现象,所以还需要进行再次调整。
完成所有气缸的均衡调整之后,就可以开展负荷测试工作,通常要求在25%,50%,75%,100%等不同工作负荷条件下进行测试,实际上,在港口进行设备启动测试时,发动机以最高负荷运转1到6个小时,如果没有出现严重的气缸咬合现象,并且涡轮增压器没有损坏,那么就可以认定测试通过,虽然港口测试时发动机负荷达到了100%,但当时的转速大约只有额定转速的75%,这个情况是因为船舶处于系泊状态,拥有最大的扭矩和推力,因此限制了发动机转速的提升。如果过于提高主机转速,则会造成主机严重过载,影响主机寿命。
2:发电机组的试验
发电机组给整艘船供应电力,包含主力发电机和备用发电机两种类型。主力发电机是常规使用的,备用发电机是应急情况下启动的。发电机组由动力源和发电单元构成。动力源例如柴油机,发电单元负责产生电能。测试时,最先对柴油机在满负荷状态下进行多缸均衡调整。这项工作重点是高速运转时各气缸的功率分配,目标是让它们大致相同。
柴油机调试完成之后,需要针对其输出动力,对发电机组实施多项运行条件的负载测试,借此验证设备运行是否稳定可靠。
船舶运行时,用电量变化会导致它由一台或两台机组提供动力。当两台机组一起工作时,称为联合供电。在系泊测试期间,船舶必须进行联合供电测试。联合供电的核心要求是,两台柴油机的调速率必须高度一致。直流发电机在并联供电时,电压值要相等,极性也要相同;交流发电机除了要求电压一致,还要求相位吻合,频率相同,否则不能并联运行。
3:舵机的检查与试验
舵机用来引导船舶转向,通过操控舵叶实现航行方向的调整。检验舵机性能是为了保证其运行稳定可靠,同时确保转向操作灵敏便捷。
进行舵机测试之前,务必确认舵机、传动系统以及所有部件的装配位置无误,接着开展舵机功能测试,让舵机持续向左向右转动一段时间(持续一小时到两小时),借此评估舵机的装配品质和运行稳定性。
测试中要测量舵转动所需时长,就是舵从左侧最大角度转向右侧最大角度,或者从右侧转向左侧所需要的时间,远洋船舶的最大舵动时间不应超过三十秒,内河船舶的舵动时间不应超过十五秒,舵动时间越短表示操舵装置越灵敏,操控起来越省力。
检查舵机时,需要核对舵盘的标记,确保舵机两端的限位装置与舵叶的真正极限位置相吻合,而且舵叶的真正极限位置一般要小于舵机上的限位装置1.5度,同时,还要调整舵角指示装置,使其与舵叶上的舵盘标记保持一致,电动指示装置的读数误差不能超过正负1度,机械指示装置的读数误差不能超过正负2度,而且零位不能有误差
保证航行安全,船舶上常配备人工应急转向设备。检验时,要核实其运行稳定性,同时要测量人工转向时舵面从中间位置转向一侧再转向另一侧所需时长,通常要求在六十秒以内。另外,从自动转向切换到人工转向所需时间不应超过两分钟,转换时接合器必须可靠
机械操控在舵面发生故障时,紧急操控可以在对应方位接续操作。
4:起锚设备试验
起锚装置的检测需要涵盖对锚和缆绳的检验与测试,这些检测工作必须在船舶装配之前实施。锚和缆绳安装妥当之后,能够借助测试来评估整个装置的装配水准以及运行稳定性。
先进行锚机运行测试,使绞车全程高速空转(正向与反向)1到2个小时,以评估绞车的安装水准和运行稳定性。并且要查看电动机的温升状况,校准超载防护设备,测试制动手柄,以及测量冷态和热态的绝缘电阻值等。另外还要开展防潮功能测试。
接下来开展抛掷测试。一般分为手动抛误和自动抛掷两类,并分别实施单独抛掷单独升起以及成对抛掷成对升起的测试。测试过程中需先大致测量单独升起与成对升起的速率。一般而言,单独升起速率须不低于每分钟十二米,成对升起速率须不低于每分钟八米。
船厂码头的深度存在制约,导致抛后链的垂放长度受限,因此无法全面展示起锚设备的全部性能和潜在问题。设备的最终检验与确认,仍需等到试航期间,在符合标准的水域环境中进行现场测试才能完成。
5:锅炉点火
以柴油机为动力的船舶,其锅炉的功能是制造蒸汽,满足船员日常生活的热能需求,同时为主机燃烧燃油提供加热支持等。锅炉点火测试的关键环节包括计算蒸汽的产出能力,以及验证蒸汽安全阀的稳定性能等。
锅炉的产出量若能满足设计及使用方面的标准,便算达标。锅炉蒸汽安全阀的启动压力通常设定为工作压力之上再加0.3个大气压(如果工作压力低于10个大气压的话)。
大型船只的炉灶都运用了高度自动化的技术,所以需要对自动操控系统实施周密的查验和测试,确保其运行稳定可靠。
6:其他试验
航海食品;
居住设备;
救生设备;
起货设备;
系泊和拖曳设备;
通道装置;
关闭装置;
声,光信号设备;
杂用辅机及其系统的检查与试验等
船体所有部分和全部机电设施必须经过细致的查验和测试,发现的不足必须加以纠正,这样船舶才能符合出航标准。因为航行测试开销很大,而且时间很紧,所以船舶的测试工作最好在停泊测试时期完成,以便集中力量完成按规范要在试航时期实施的各项测试工作。
7:倾斜试验
系泊测试期间,还需进行倾侧测试,用以准确找出船舶的重量分布和重心所在,同时要分析船舶在多种装载状况下的稳定性。由于在船只规划时期难以准确测量船体平衡点的坐标,并且制造期间船体重量时常发生变动,因此船只竣工、改造或进行大规模修缮之后,其实际重量和平衡点的位置必须借助倾斜测试加以测定,倾斜测试是通过挪动重物来实现的,重物对称地安放在甲板的左右两侧,重物须为外形规整、重心稳定、重量轻微且分布均匀,并且方便搬运的铸铁块、钢锭等材料,如图所示
船船斜试验
进行倾斜测试时,需要移动的重量必须能让船只单边形成2度到4度的倾斜度,大船的每度倾斜至少要达到1度。要达到这个目的,有时移动固体物体比较困难,因此一般通过调整压载水来实现倾斜测试。先要算出需要转移的压载水吨位,再根据每个压载舱的载重能力,确定需要调整几个舱室的压载水。在压载舱中设置计量刻度,以便测算每次转移压载液体的分量,压载液体借助压载装置经由输液管道从船体一侧排入另一侧,总共进行八回倾倒操作。
倾斜测试旨在确定船体侧倾程度tanθ,继而依据船舶倾斜时的力矩均衡原理计算横稳性中心高度h(h等于浮力乘以倾斜角度tanθ除以排水量D),同时需要已知的排水量对应浮心位置Zc,以及横稳性回转半径r(Zc与r可通过静水力参数查获),通过这些数据可以推算出船舶的重心高度ZG(ZG等于Zc加上r再减去h)。
倾角测量采用悬锤测量法和U形管法,如图所示