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考慮腐蝕因素的船體結(jié)構(gòu)壽命預(yù)測方法

2021-08-23 03:26牟金磊張仲良閔少松
關(guān)鍵詞:模數(shù)時(shí)變船體

牟金磊,滑 林,張仲良,吳 梵,彭 飛,閔少松

(海軍工程大學(xué) 艦船與海洋學(xué)院, 湖北 武漢 430033)

腐蝕是導(dǎo)致船體結(jié)構(gòu)失效的主要原因之一,因此腐蝕也是決定船體結(jié)構(gòu)壽命的重要因素[1-2]。要預(yù)測船體結(jié)構(gòu)的使用壽命,必須準(zhǔn)確描述船體結(jié)構(gòu)腐蝕隨時(shí)間變化情況。由于船舶結(jié)構(gòu)腐蝕成因與發(fā)展規(guī)律都非常復(fù)雜,與船舶結(jié)構(gòu)本身的材料特性,與溫度、濕度、鹽度等自然環(huán)境因素,與船舶腐蝕防護(hù)系統(tǒng)特性和維修保養(yǎng)措施等都密切相關(guān),所以建立準(zhǔn)確的腐蝕時(shí)變模型非常難,很多學(xué)者在該領(lǐng)域做了大量的理論、試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)等工作,建立了眾多的腐蝕時(shí)變模型[3-7],但是每一種模型都有自己的局限性或有特定的適用范圍。船體結(jié)構(gòu)極限承載能力通常用船體梁橫向剖面模數(shù)來表示[8],船體腐蝕會導(dǎo)致剖面模數(shù)發(fā)生變化,進(jìn)而影響船體結(jié)構(gòu)壽命。正因?yàn)楦g時(shí)變的復(fù)雜性,關(guān)于船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命的預(yù)測和評估[1]研究多基于勻速腐蝕假設(shè),從統(tǒng)計(jì)的角度來講,得到了船體結(jié)構(gòu)壽命的量化結(jié)論,但是壽命的變化趨勢顯然與實(shí)際情況有所不同。

本文在分析現(xiàn)有常用的船體結(jié)構(gòu)腐蝕損傷時(shí)變模型的基礎(chǔ)上,根據(jù)艦船維修保障實(shí)際情況建立了考慮腐蝕防護(hù)系統(tǒng)作用時(shí)間和維修時(shí)間等因素的腐蝕時(shí)變模型,并建立了考慮腐蝕因素的船體結(jié)構(gòu)壽命計(jì)算方法,該方法可以用于預(yù)測船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命,也可以反過來指導(dǎo)腐蝕防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)的選擇和船體結(jié)構(gòu)維修策略的確定。

1 船體結(jié)構(gòu)壽命定義

預(yù)測船體結(jié)構(gòu)壽命,需要首先對船體結(jié)構(gòu)的壽命進(jìn)行定義。船體結(jié)構(gòu)壽命[1]一般可以分為自然壽命、經(jīng)濟(jì)壽命和技術(shù)壽命。

船體結(jié)構(gòu)自然壽命是指船體結(jié)構(gòu)從開始投入使用起,僅考慮自然環(huán)境影響,導(dǎo)致船體產(chǎn)生耗損、破壞、直至報(bào)廢所經(jīng)過的時(shí)間。船體結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)壽命是僅考慮經(jīng)濟(jì)因素分析船體結(jié)構(gòu)的最佳使用時(shí)間。船體結(jié)構(gòu)技術(shù)壽命是指從技術(shù)角度出發(fā),船體結(jié)構(gòu)從開始投入使用直至因技術(shù)落后而淘汰所經(jīng)歷的時(shí)間。由于在艦艇服役期間結(jié)構(gòu)方面所花費(fèi)的費(fèi)用在總費(fèi)用中占的比例較小,所以經(jīng)濟(jì)因素在確定船體結(jié)構(gòu)壽命中的權(quán)重較低;船體結(jié)構(gòu)技術(shù)較為成熟,較少出現(xiàn)由于船體結(jié)構(gòu)技術(shù)落后而導(dǎo)致退役的現(xiàn)象。因此本文主要討論船體結(jié)構(gòu)的自然壽命。

船體強(qiáng)度是船體結(jié)構(gòu)自然壽命的最重要的指標(biāo)之一。在服役過程中,船體結(jié)構(gòu)最常見的損傷形式主要有腐蝕、變形和裂紋三種類型,與變形和裂紋相比,腐蝕是導(dǎo)致金屬船體強(qiáng)度降低的最為普遍的因素。金屬船體的腐蝕又可以細(xì)分為:點(diǎn)腐蝕、局部腐蝕和均勻腐蝕。但是從對船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度影響程度分析,點(diǎn)腐蝕和局部腐蝕可以通過局部修理予以恢復(fù),對船體強(qiáng)度不會構(gòu)成致命的威脅。均勻腐蝕無法避免且難以修復(fù),會直接危及船體的總縱強(qiáng)度和局部強(qiáng)度,是船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低最重要的影響因素。因此,本文主要在均勻腐蝕條件下對船體強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算,進(jìn)而對船體結(jié)構(gòu)的自然壽命進(jìn)行分析。

2 船體結(jié)構(gòu)腐蝕損傷時(shí)變模型

2.1 現(xiàn)有腐蝕時(shí)變模型及其適用條件分析

船體腐蝕損傷時(shí)變模型是開展船體剩余使用壽命研究的基礎(chǔ),當(dāng)前常用的腐蝕損傷模型有:Melchers腐蝕模型、Guedes Soares腐蝕模型、Paik模型和秦圣平腐蝕模型。

1)Melchers腐蝕模型。20世紀(jì)90年代,學(xué)者M(jìn)elchers通過觀察金屬腐蝕產(chǎn)物隨時(shí)間的變化關(guān)系,在前人研究的基礎(chǔ)上提出了三線性腐蝕模型[3],其計(jì)算公式為:

(1)

式中,d(T)為板的腐蝕厚度,單位為mm;T為艦艇服役時(shí)間,單位為a。

Melchers模型反映了不同時(shí)期腐蝕速率的不同,與勻速腐蝕假設(shè)相比更符合實(shí)際情況,但是該模型未考慮腐蝕防護(hù)系統(tǒng)的影響,僅適用于腐蝕防護(hù)的結(jié)構(gòu),因此該模型在船體結(jié)構(gòu)腐蝕厚度預(yù)測中會有較大誤差。

2)Guedes Soares腐蝕模型。學(xué)者Guedes Soares基于板材的腐蝕損傷機(jī)理,將腐蝕損傷過程分為三個(gè)階段:①無腐蝕階段,由于腐蝕防護(hù)系統(tǒng)正常工作,Guedes Soares認(rèn)為該階段構(gòu)件沒有發(fā)生腐蝕損傷現(xiàn)象;②腐蝕系統(tǒng)失效階段,該階段腐蝕系統(tǒng)失去作用,構(gòu)件開始腐蝕且腐蝕速率最大;③腐蝕階段,Guedes Soares認(rèn)為構(gòu)件表面堆積的腐蝕物會阻止構(gòu)件進(jìn)一步腐蝕,構(gòu)件的腐蝕速率逐漸下降?;谏鲜鋈齻€(gè)腐蝕損傷階段,Guedes Soares利用微分方程,提出了構(gòu)件非線性腐蝕模型[4],對應(yīng)的計(jì)算公式為:

(2)

式中:dm為構(gòu)件的腐蝕最大允許值,單位為mm;Tst為腐蝕防護(hù)有效時(shí)間;α為腐蝕防護(hù)系統(tǒng)開始失效到徹底失效的過渡時(shí)間,其大小為α=dm/k(k為構(gòu)件開始腐蝕時(shí)刻曲線斜率)。

Guedes Soares腐蝕模型由于考慮了腐蝕防護(hù)系統(tǒng)的作用,較Melchers腐蝕模型更為合理。但由于該模型認(rèn)為腐蝕損傷防護(hù)系統(tǒng)是完全失去防護(hù)作用后構(gòu)件才開始腐蝕,這就導(dǎo)致腐蝕速率發(fā)生跳躍,這與實(shí)際過程防護(hù)系統(tǒng)逐漸失效的實(shí)際情況不符。此外,Guedes Soares在建立該模型過程中沒有考慮海水沖刷引起的涂層脫落現(xiàn)象。綜上,Guedes Soares腐蝕模型在船體結(jié)構(gòu)腐蝕計(jì)算中也會有出現(xiàn)與實(shí)際不符的情況。

3) Paik腐蝕模型。Paik通過對數(shù)十艘散貨船的腐蝕損傷數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,建立了腐蝕損傷線性模型[6],即Paik雙參數(shù)腐蝕模型。其計(jì)算公式為:

d(T)=c1(T-Tst)T≥Tst

(3)

式中:c1為腐蝕速率,滿足威布爾分布。

隨后,Paik在數(shù)萬個(gè)現(xiàn)役散貨船腐蝕損傷數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,對Paik雙參數(shù)腐蝕模型進(jìn)行了修正,得到了Paik三參數(shù)腐蝕損傷模型,其計(jì)算表達(dá)式為:

d(T)=c1(T-Tst)c2T≥Tst

(4)

該模型將構(gòu)件腐蝕過程明確分為兩個(gè)階段:當(dāng)T

4) 秦圣平腐蝕模型。秦圣平、崔維成在Guedes Soares腐蝕模型和Paik腐蝕模型的基礎(chǔ)上,提出了威布爾函數(shù)形式的腐蝕損傷模型[7],其表征形式為:

(5)

式中:TL為船體結(jié)構(gòu)的使用壽命;dm為船體構(gòu)件腐蝕所能達(dá)到的極限厚度,對于船體構(gòu)件通常取板厚;α、γ為根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定的計(jì)算系數(shù)。

秦圣平腐蝕模型在描述海水全浸帶鋼材腐蝕進(jìn)程中具有良好的適應(yīng)性,腐蝕模型考慮到了腐蝕防護(hù)系統(tǒng)的作用,系統(tǒng)失效前無腐蝕現(xiàn)象發(fā)生,在腐蝕防護(hù)系統(tǒng)失效后存在加速、減速腐蝕階段。這與有腐蝕防護(hù)系統(tǒng)的腐蝕損傷實(shí)際過程吻合較好。但當(dāng)時(shí)間跨度較大時(shí),未考慮腐蝕防護(hù)系統(tǒng)維修的情況,這與艦艇維修保障實(shí)際運(yùn)行情況不符。

2.2 考慮維修因素的船體腐蝕損傷時(shí)變模型

現(xiàn)有的腐蝕時(shí)變模型在用于船體結(jié)構(gòu)腐蝕計(jì)算時(shí)都有與實(shí)際不符的方面。根據(jù)國內(nèi)外艦艇維修保障實(shí)際情況,在使用一段時(shí)間后,艦艇會進(jìn)行不同級別的修理,其中腐蝕防護(hù)系統(tǒng)的修理是一個(gè)重要方面。由于秦圣平腐蝕模型在描述海水全浸帶鋼材腐蝕進(jìn)程中具有良好的適應(yīng)性,假設(shè)在一個(gè)修理周期內(nèi),腐蝕滿足秦圣平腐蝕模型,腐蝕防護(hù)系統(tǒng)修理后則進(jìn)入下一個(gè)腐蝕周期,其腐蝕時(shí)變特點(diǎn)根據(jù)修復(fù)后的腐蝕防護(hù)系統(tǒng)指標(biāo)和上一個(gè)修理周期結(jié)構(gòu)剩余厚度確定,根據(jù)這一思路,在艦艇全壽命周期內(nèi),船體結(jié)構(gòu)腐蝕過程可以描述為分階段多次運(yùn)用秦圣平腐蝕模型的過程。在第i(i≥1)個(gè)修理周期內(nèi)的腐蝕厚度可以表示為:

(6)

則T時(shí)刻累計(jì)的腐蝕厚度d(T),應(yīng)該是此前歷次腐蝕的累加:

d(T)=∑di(T)

(7)

其中:Ti為第i次腐蝕防護(hù)系統(tǒng)修理時(shí)間,T0=0,若等間隔修理,則Ti=Ti-1+ΔT,ΔT為修理間隔;其余符號的含義均與秦圣平模型相同,這樣,本模型是一個(gè)分段函數(shù)。實(shí)際上,秦圣平腐蝕模型是該修正模型i=1 條件下的特例。

文中的腐蝕模型數(shù)據(jù)均為隨機(jī)變量,在模型建立過程中,結(jié)合秦圣平腐蝕模型,以實(shí)船典型結(jié)構(gòu)腐蝕速率均值建立的腐蝕模型。防護(hù)失效時(shí)間的確應(yīng)該是隨機(jī)變量,但在實(shí)際操作中,很難確定其統(tǒng)計(jì)特征。為此,本文基于某型艦艇實(shí)際勘驗(yàn)的腐蝕損傷數(shù)據(jù),選取了幾個(gè)數(shù)值,探討了腐蝕防護(hù)系統(tǒng)開始失效時(shí)間對船舶使用壽命的影響。初步確定腐蝕模型中的計(jì)算參數(shù),α取9.0,γ取2.0,Tst取4 a,ΔT取6 a,利用秦圣平腐蝕模型和本文建立的修正模型預(yù)測的某艦鋼板腐蝕厚度隨時(shí)間變化的曲線如圖1所示。秦圣平腐蝕模型能較好地模擬有腐蝕防護(hù)系統(tǒng)的腐蝕損傷過程,但是沒有考慮腐蝕防護(hù)系統(tǒng)修理情況;修正模型在第一次修理之前與秦圣平模型完全重合,修理后腐蝕防護(hù)系統(tǒng)發(fā)揮作用,結(jié)構(gòu)腐蝕減慢,直到腐蝕防護(hù)系統(tǒng)再次失效,結(jié)果顯示修正模型與艦船實(shí)際運(yùn)行更為相符。

圖1 不同模型預(yù)測鋼板腐蝕厚度隨時(shí)間變化Fig.1 Prediction of corrosion thickness of steel plate with time by different models

需要說明的是,模型中的幾個(gè)參數(shù)不是固定不變的,ΔT表征維修間隔,屬于維修管理問題,可根據(jù)計(jì)劃修理時(shí)間確定;Tst表示腐蝕防護(hù)系統(tǒng)的作用時(shí)間,α和γ與腐蝕速度相關(guān),可根據(jù)維修時(shí)艦船腐蝕勘驗(yàn)數(shù)據(jù)確定或修正。

3 船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命預(yù)測方法

3.1 船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命標(biāo)準(zhǔn)選取

船體結(jié)構(gòu)腐蝕達(dá)到何種程度會導(dǎo)致船體結(jié)構(gòu)無法正常使用,非常難以界定,這就需要首先確定或選擇一個(gè)船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命標(biāo)準(zhǔn)。

船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分為總強(qiáng)度和局部強(qiáng)度,兩者都與結(jié)構(gòu)尺寸有直接關(guān)系,所以船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命可以分為船體總強(qiáng)度剩余壽命和局部強(qiáng)度剩余壽命,船體結(jié)構(gòu)剩余壽命可選取兩者中的小者作為船體結(jié)構(gòu)剩余壽命。但是考慮到局部腐蝕可以通過換板修理予以恢復(fù),對于水面戰(zhàn)斗艦艇總縱強(qiáng)度是首要的,所以船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命一般只考慮船體總縱強(qiáng)度,只有當(dāng)局部強(qiáng)度無法恢復(fù)時(shí),才考慮局部強(qiáng)度的影響。因此,重點(diǎn)分析總縱強(qiáng)度的船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命。

無論是《艦船通用規(guī)范》(GJB4000-2000)還是中國船級社《鋼質(zhì)海船入級與建造規(guī)范》都沒有明確的船體總縱強(qiáng)度剩余壽命標(biāo)準(zhǔn)?,F(xiàn)參考中國船級社《現(xiàn)有船狀態(tài)評估程序(CAP)指南》(2011),當(dāng)船體梁實(shí)際的剖面模數(shù)Wact<0.9W時(shí)認(rèn)為是不可接受的狀態(tài),其中W是建造尺寸船體梁剖面模數(shù)或現(xiàn)行規(guī)范要求的船體梁剖面模數(shù)。因此,選擇船體梁剖面模數(shù)降低到0.9W時(shí)作為船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命的標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命計(jì)算

艦艇服役一段時(shí)間后,船體結(jié)構(gòu)會發(fā)生腐蝕,船體梁剖面模數(shù)會下降,為計(jì)算腐蝕后船體梁剩余剖面模數(shù),需要首先作出以下基本假設(shè):

1)船體各構(gòu)件為均勻腐蝕,各構(gòu)件按一定比例關(guān)系同步變化。

2)船體的計(jì)算載荷在使用時(shí)間內(nèi)不發(fā)生改變。

3)船體結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)特性在使用時(shí)間內(nèi)不發(fā)生改變。

4)基于均勻腐蝕假設(shè),考慮到服役周期內(nèi)維修因素的存在,船體構(gòu)件不會出現(xiàn)大面積的嚴(yán)重腐蝕現(xiàn)象,因此船體剖面的中和軸位置變化比較小,為簡化理論分析,可以假設(shè)位置不變。

5)船體構(gòu)件的腐蝕量遠(yuǎn)小于船體尺寸,因此計(jì)算中構(gòu)件的重心距中和軸的位置變化較小,可以假定不因腐蝕而改變。

根據(jù)以上基本假設(shè),可以得到計(jì)算剖面處的剖面積A、靜矩S以及剖面相對于中和軸的慣性矩I隨時(shí)間變化的計(jì)算公式:

(8)

式中,bj為計(jì)算剖面處構(gòu)件j的寬度,tj為構(gòu)件j的初始厚度,hj為構(gòu)件j到參考軸之間的垂直距離。

腐蝕損傷后,計(jì)算剖面處的最小剖面模數(shù)為:

(9)

式中,S(T)為T時(shí)刻計(jì)算剖面的靜矩,A(T)為T時(shí)刻計(jì)算剖面的面積,I(T)為T時(shí)刻計(jì)算剖面相對于中和軸的慣性矩,hd、hb分別表示主甲板和船底外板到參考軸的最大距離。

綜上,艦船結(jié)構(gòu)腐蝕壽命T可以通過求解以下不等式獲得:

Wmin(T)≤0.9W

(10)

同時(shí),利用式(10)可以根據(jù)腐蝕防護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)和事先設(shè)計(jì)的維修時(shí)間來預(yù)測船體結(jié)構(gòu)的使用壽命,也可以根據(jù)需要的船體結(jié)構(gòu)使用壽命來進(jìn)行腐蝕防護(hù)系統(tǒng)指標(biāo)確定和維修時(shí)機(jī)決策。

3.3 船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命影響因素分析

根據(jù)前面建立的腐蝕損傷時(shí)變模型、船體梁剩余剖面模數(shù)計(jì)算方法和船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命計(jì)算方法可以得到船體梁剩余剖面模數(shù)隨時(shí)間變化的規(guī)律。下面重點(diǎn)分析腐蝕防護(hù)系統(tǒng)開始失效時(shí)間和維修時(shí)間兩個(gè)因素對船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命的影響。

1)腐蝕防護(hù)系統(tǒng)開始失效時(shí)間Tst?,F(xiàn)役艦船一般5~6 a進(jìn)行小修,對腐蝕防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù),因此假設(shè)6 a進(jìn)行一次腐蝕防護(hù)系統(tǒng)修理,腐蝕防護(hù)系統(tǒng)開始失效時(shí)間Tst定義為腐蝕防護(hù)系統(tǒng)完全有效的時(shí)間。圖2給出了不同Tst下船體梁剩余剖面模數(shù)隨時(shí)間變化的曲線,由于腐蝕模型是階段函數(shù),所以剩余剖面模數(shù)隨時(shí)間變化也是階段函數(shù)。從圖2中可以看出,船體結(jié)構(gòu)剩余剖面模數(shù)均隨時(shí)間逐漸減小,Tst越大,剩余剖面模數(shù)減少得越緩慢。由此可以看出,在修理時(shí)間不變的前提下,船體結(jié)構(gòu)的壽命隨Tst的變大而變大,圖3為不同Tst下船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命的變化曲線,當(dāng)Tst=3 a時(shí),船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命僅為5.8 a,當(dāng)Tst=4.5 a時(shí),船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命可以到23.6 a,當(dāng)Tst=5 a的船體結(jié)構(gòu)在50 a內(nèi)都不會腐蝕到壽命標(biāo)準(zhǔn)。

圖2 不同Tst船體梁剩余剖面模數(shù)隨時(shí)間變化Fig.2 Modulus of residual section of hull girder changes with time under different Tst

圖3 船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命隨Tst變化曲線Fig.3 Corrosion life curve of hull structure with Tst

由此可以看出,腐蝕防護(hù)系統(tǒng)完全防護(hù)時(shí)間對船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命影響非常大,提高腐蝕防護(hù)系統(tǒng)的有效時(shí)間對提高船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命有重要意義。

2)修理間隔ΔT。在惡劣的海洋環(huán)境里,腐蝕防護(hù)系統(tǒng)的完全有效防護(hù)時(shí)間是有限的,因此在實(shí)際情況下往往通過艦船等級修理對腐蝕防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行維修,恢復(fù)防護(hù)效果。為分析修理時(shí)間對船體結(jié)構(gòu)剩余剖面模數(shù)、船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命的影響,假設(shè)腐蝕防護(hù)系統(tǒng)的完全防護(hù)時(shí)間為4 a,為簡化計(jì)算假設(shè)采用等間隔修理,不同修理間隔ΔT情況下船體梁剖面模數(shù)隨時(shí)間的變化如圖4所示。從圖4中可以看出ΔT越大,船體梁剖面模數(shù)損失越快,船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命隨ΔT的變化如圖5所示,ΔT=5 a時(shí),船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命約為45 a,當(dāng)ΔT=7 a時(shí),船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命只能維持到7 a左右。

圖4 不同ΔT船體梁剩余剖面模數(shù)隨時(shí)間變化Fig.4 Modulus of residual section of hull girder changes with time under different ΔT

圖5 船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命隨ΔT變化曲線Fig.5 Corrosion life curve of hull structure with ΔT

由此可見,在腐蝕防護(hù)系統(tǒng)防護(hù)時(shí)間不變的情況下,縮短修理間隔能夠大大提高船體結(jié)構(gòu)的壽命,這與常識也是相符的。當(dāng)然,船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命應(yīng)與艦船壽命相匹配,太短的修理間隔不利于艦船的在航率,經(jīng)濟(jì)性也較差,因此可以根據(jù)腐蝕防護(hù)系統(tǒng)的防護(hù)時(shí)間和艦船服役需求選擇恰當(dāng)?shù)男蘩頃r(shí)間間隔。

需要指出的是,為簡化計(jì)算本文僅僅分析了等間隔修理情況,本方法和結(jié)論對于非等間隔修理仍然適用。

4 結(jié)論

為分析腐蝕情況下船體結(jié)構(gòu)的壽命,在現(xiàn)有腐蝕模型的基礎(chǔ)上,根據(jù)艦船維修保障實(shí)際建立了船體結(jié)構(gòu)腐蝕損傷時(shí)變模型,然后根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范選擇了船體結(jié)構(gòu)的壽命標(biāo)準(zhǔn),建立了考慮均勻腐蝕因素的船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命計(jì)算方法,具有一定的工程實(shí)用性,并且簡便易行,研究過程可以得到初步結(jié)論如下:

1)本文建立的腐蝕時(shí)變模型,綜合考慮了腐蝕防護(hù)系統(tǒng)的作用時(shí)間、維修時(shí)間等多個(gè)因素,與艦船船體結(jié)構(gòu)的維修保障實(shí)際相符。

2)船體結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)系統(tǒng)的開始失效時(shí)間、修理時(shí)間與船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命密切相關(guān),在已知這兩個(gè)參數(shù)的前提下可以利用本文建立的方法進(jìn)行船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命預(yù)測。

3)本文建立的方法也可以在船體結(jié)構(gòu)腐蝕壽命需求一定情況下對腐蝕防護(hù)系統(tǒng)的選擇和修理時(shí)間的制定提供計(jì)算方法。

4)由于研究限于均勻腐蝕情況,因此本文建立模型適用于預(yù)報(bào)均勻腐蝕條件下船體結(jié)構(gòu)壽命。

該方法主要是基于船體在均勻腐蝕條件下開展剩余剖面模數(shù)計(jì)算,未考慮不同位置結(jié)構(gòu)腐蝕模型參數(shù)不一致的情形,對于該情況可以對不同位置構(gòu)件細(xì)化不同的腐蝕時(shí)變模型進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算復(fù)雜性增加,但是思路一致。

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