船体密性试验的方法和检验要点

摘要：在船舶设计与制造中，密性试验是一项必不可少的重要环节，它的首要任务是检验船体的水密性、气密性，以保证船体在不同的环境条件下可以有效地抵抗海水的侵袭。随着船舶技术水平的提高，对其进行了严格的试验，并对其进行了改进。本文将系统地介绍船体密性试验的常用方法及其检验要点，为船舶设计和建造提供参考。

关键词：船体；密性试验；方法；要点

Abstract: In the ship design and manufacturing, the density test is an essential and important link, and its primary task is to test the water tightness and air tightness of the hull, so as to ensure that the hull can effectively resist the invasion of sea water under different environmental conditions. With the improvement of the ship technology level, it has been strictly tested and improved. This paper will systematically introduce the common methods and test points to provide reference for ship design and construction.

Key words: hull; density test; method; key points

船体密性试验一般是在船体制造完成或船体某个部位的组装、焊接和火工校正等工作完成之后，用压水、充气、抽真空、冲水、涂煤油等方式对船体、舱壁等部位的焊缝进行检查，以确定其有无渗漏。通过密性试验，可以对船体的焊接质量进行有效试验，本文就对船体密性试验的方法和检验要点进行分析，从而保障船舶在运行过程中的质量。

一、船体密性试验的方法

（一）水压试验

水压试验是测量船体强度及密封性的一种常用手段，其基本原理是通过在船体结构中施加静压力，来检验船体结构的强度及焊缝的密实度。在进行水压试验时，必须向舱内注入一定的水，以保证被测部分的结构及焊缝处于一定的受压状态。设试验压头为h（米），则试验部位受到的水压强P（帕斯卡）可以通过以下公式计算：

其中，p是水的密度（约为 1000kg/m³），g是重力加速度（约为9.8m/s²）。

在水压试验中，船体不同试验舱室和结构在相应规定的最大试验压力下保持的时间应不少于10分钟。试验结果的重点是在对应的压力下，对相关构件及焊接部位进行试验，看其有无变形、渗漏。但是，尽管水压试验具有可靠性和直观性，但在实际操作中遇到了许多难题。如船舶在注水后负荷增加，为避免船体变形，需要增设支撑墩木；各舱室要分开注排水，大型船舶可能耗时数天；水压试验一般采用海水进行，但由于海水中含有杂质及泥沙，难以清除，且容易造成腐蚀和增加涂漆工作；海水中盐分若不能及时排出，会对建筑物及设备造成损坏，不锈钢舱室若遭遇海水，必须进行干燥处理以避免点蚀；一旦发现有渗漏现象，必须先将水排空并进行修复，随后进行注水试验，这样的过程会增加建造的时间[1]。

（二）气密试验

气密试验的基本原理是利用气体的压差来试验船体构件和结构的密封性能。设密闭空间内的初始压力为P₀，经过一段时间后的压力为P_t，若在时间$t$内压力保持不变，即P₀=P_t，则说明该部位的密封性能良好；若压力下降，即P₀>P_t，则表明存在泄漏点。实际操作中，可以通过观察压力表的变化来判断密闭空间的气密性。压力表上的压力值可以表示为：

其中，为压力变化量。如果=0，说明压力稳定，密封性能好；如果>0，说明压力下降，存在泄漏点。

另外，也可以将肥皂水之类的液体涂在可能泄漏的地方，通过观察有没有气泡出现，从而进一步确定泄漏部位。其基本原理是：通过利用表面张力使液体形成泡沫，在泄露点逸出时，其稳定状态将被打破，并由此产生气泡。气密性试验具有操作简单、费用低廉、可迅速确定渗漏位置等特点，可用于船体结构件、焊缝和船体壁板等各类结构件的气密性检验。但是，为了满足高精度的试验需求，还需与其他试验方法相结合，才能对其进行综合评估。

（三）真空试验

真空试验是船体密性试验的又一重要手段，它主要用来检查船体内部舱室的密封性能。在试验过程中，必须将试验舱与外部环境隔离开来，使之成为一个封闭的空间。在封闭的空间中，通过真空泵将气体抽走，使其内部压力降至低于大气压的水平。静置一段时间后，利用压力传感器或真空计监测舱室内的压力变化情况进行监控。设舱室初始压力为P₀，抽真空后的压力为P₁，大气压为P_atm。根据理想气体状态方程，有：

其中，V是舱室体积，n是气体摩尔数，R是理想气体常数，T是绝对温度。

抽真空后，舱室内的压力降低到P₁，此时有：

由于舱室是密闭的，所以n和T保持不变，因此可以得到：

在理想条件下，舱室内的压强应维持在一个恒定值。当舱室内的压力在规定时间内保持稳定，则表示这个舱室的密封性较好；如果压力慢慢上升，就说明有泄漏点。真空试验尤其适合在船体精密仪器舱和通信舱等需要高真空环境的舱室中使用。通过真空试验，保证了船舶在航行时，外界的水蒸气和气体不会进入舱内，不会对设备造成影响。另外，也可与氦、氮等其他试验方法相结合，以提高试验精度与可靠性[2]。

（四）冲水试验

冲水试验是一种最直接也是最常用的船体密性试验方法，它主要用来试验船体结构尤其是焊缝的密封性。在进行冲水试验时，一般先在船外设置一块临时挡板，再用高压水炮或泵向被测区域喷洒水。根据检查部位有无渗漏现象，可判定此部位的密封性。冲水试验具有操作简便、直观的优点，可以直观地看到渗漏部位，为下一步的维修提供方便。但是，在实施过程中，必须保证试验场地的安全，并采取一定的防水措施，以防止大面积冲洗造成船体结构的破坏，或者水浸入船内其他部位。另外，冲水试验适合于船体外板、焊缝和铆钉连接等部分，对更复杂的内部或隐藏部分的试验结果不理想，需联合其他试验方法才能综合评估。设P₁为水泵的压力，Q₁为水泵的流量，A₁喷嘴的截面积，V₁为水的流速，则有：

（五）涂煤油试验

涂煤油试验是将煤油涂于焊缝表面，利用其极强的透过性，试验焊缝有无渗漏的试验（如图1）。煤油试验在操作时，先将白垩粉水溶液涂抹到焊缝的背面，宽度不少于40mm，如果周围的环境温度在0℃以下，则使用不会冻结且不影响白垩粉洁白度的溶剂（如盐溶液或酒精）配制溶液。然后在焊缝的对面涂抹煤油，确保表面覆盖一层薄薄的煤油。通过检查涂有白垩粉水溶液的表面是否有渗漏来评估试验结果。该工艺具有劳动强度低、施工简便等特点，但其不足之处在于，试验结束后需要将白垩粉和油污进行清理，若清理不彻底，则会影响油漆附着力，而且，在进行煤油试验的船板焊接时，油漆容易脱落。另外，试验时间一般为30多分钟，船体厚度越大，等待的时间也就越长，在高温下，煤油会迅速挥发，从而影响试验结果。由于上述限制，煤油试验正逐步被其他更高效的试验手段所代替[3]。

图1：涂煤油试验

二、船体密性试验检验要点

（一）做好试验前准备工作

在进行船舶密性试验的过程中，检查员要仔细研读船体密性试验图纸，对不同类型的密性试验要有较深的了解和熟悉，并对其进行严格的技术规定和确定的合格判断标准。此环节极为关键，因为它直接影响到船只的建造品质和日后的航海安全。同时，为了确保试验工作的高效和有序进行，检验员必须对所检验船只的总体施工进度有全面的认识，并且要清楚每个舱室的密闭性试验的适当顺序及时程规划。这有助于防止因试验安排失误而延误船只的建造进程，同时也能保障试验过程的安全性与可控性。

在正式开始试验前，所选择的气密试验舱都要进行全面的清扫和清洗，以保证舱内没有杂物残留。这样做可以避免外界环境对试验结果的干扰，尤其是油漆或者其他会影响到密封效果的涂料，这些都应该在试验之前就被清除。另外，检验员也要事先做好试验的准备，对试验所需要的设备、工具进行全面的检查和验证，并对参加试验的人员进行合理的安排，确定每个人的责任和任务。在此基础上，充分考虑各方面因素，保证了船舶密性试验顺利、高效率地完成，充分保证了造船质量与航海安全。借助这些周密细致的准备措施，确保了船体密性试验能够依照既定计划顺利且高效地开展，全面地维护了船舶的建造质量和运行途中的安全性。

（二）加强对工作人员的管理

在进行船舶气密试验过程中，应加强对工作人员的管理。一方面，要保证参加试验的人都具有一定的职业素质，企业应对相关工作人员进行定期的培训与评估，以提升其职业素质。同时，要制定完善的考核责任制，使每位员工都能在试验过程中发挥自己的作用，做到各司其职、相互配合。另一方面，要加强现场监管，保证工作人员严格按规范要求做试验，避免由于操作不当而引起的安全问题及质量风险。此外，还应建立有效的奖惩机制，对工作表现优秀的人员给予表彰和奖励，对工作不负责任、违规操作的人员进行批评和处罚，以儆效尤。

（二）加强日常维护保养

船体的日常保养和维护状况，对船体密性试验的顺利开展及其结果的精确性有着至关重要的影响。因此，加强船体的日常保养和维护工作是必需的。

首先，建立完善的维护保养计划，确定维护的时间与内容，以保证船体各部分得到及时有效地维修。其次，要对船体关键部位如结构、焊缝、密封件等进行试验，及时发现和解决隐患，避免其对船体密实产生不利影响。最后，还应经常清洗、清理船体表面的铁锈，保持船体表面的光洁度和防腐性[4]。

结论：

总之，在船舶建造过程中，密性试验是保障船舶整体质量的一个重要环节，因此在开展密性试验的过程中，应加强对技术规程要求的重视，对试验条件以及各个部位采用的密性试验方法进行合理选择，从而保障相关工作的顺利开展，保障船体整体质量。

参考文献：

[1]卓美利.浅谈海船船体密性试验的方法和检验要点[J].航海技术,2023,(05):41-43.

[2]杨树棚,郭旭.船体密性试验质量监督工作要点分析[J].船舶标准化工程师,2022,55(03):70-72.

[3]李中合.船体密性试验方法与检验研究[J].珠江水运,2018,(20):74-75.

[4]高伟.船体密性试验方法与检验分析[J].山东交通科技,2011,(04):72-74.