遼寧艦“回娘家”,航母“大修體檢套餐”都有啥?
www.163.com 2023-11-02 09:00
出品|網(wǎng)易新聞
導(dǎo)語(yǔ):自今年2月,我國(guó)首艘航母遼寧艦重返大連造船廠的母港,“回娘家”已8個(gè)月有余,這是遼寧艦服役10年來(lái)的首次“系統(tǒng)性大修”,航母“大修體檢套餐”都有啥?
遼寧艦進(jìn)行大修升級(jí)
一、航母維護(hù)也講“歷史周期”
作為當(dāng)今最為復(fù)雜、也是最昂貴的艦船,航母的保養(yǎng)大修也是有“歷史周期”的。
1)美國(guó)航母是如何維護(hù)
以航母使用維護(hù)經(jīng)驗(yàn)最為豐富的美國(guó)為例,全壽命周期中涉及艦員基層級(jí)維護(hù)、中繼級(jí)維護(hù)和基地級(jí)三級(jí)維修體制。
美國(guó)尼米茲級(jí)航母正在入塢準(zhǔn)備大修
前兩者在海上或靠泊狀態(tài)下即可開展;基地級(jí)維修就需到有相應(yīng)維護(hù)能力的海軍基地或船廠進(jìn)行維護(hù),其亦有不少門道,強(qiáng)調(diào)“增量維修”原則——如上世紀(jì)末小鷹號(hào)常規(guī)動(dòng)力航母的使用維護(hù)周期中,會(huì)逐漸經(jīng)歷至少為期3月的基地(碼頭)選定維修、為期5.5月的塢內(nèi)有限選定維修、基地選定維修、大修并多輪循環(huán)。隨著部署活動(dòng)與裝備變化,周期間隔雖不斷調(diào)整,但大體流程仍繼承下來(lái)。
上世紀(jì)美國(guó)常規(guī)航母維修計(jì)劃
2)遼寧艦10年的3次返廠維護(hù)升級(jí)
作為我國(guó)首艘航母的遼寧艦在10年服役中,這是第3次返廠進(jìn)行計(jì)劃維修,每一次保養(yǎng)維修之后都帶來(lái)了戰(zhàn)斗力的顯著提升。
2014年4月,遼寧艦服役2年后首次入塢維修,耗時(shí)4個(gè)月
例行維護(hù)讓遼寧艦與山東艦難得“雙艦合璧”
2018年6月,遼寧艦回到母港進(jìn)行了第二次維修和升級(jí),耗時(shí)8個(gè)月。除了例行的整備維護(hù)外,升級(jí)新建航空指揮艦橋,針對(duì)艦載機(jī)配置和電子系統(tǒng)進(jìn)行了一定的改進(jìn)——但這一次是首次“系統(tǒng)性大修”,維護(hù)升級(jí)動(dòng)作恐怕要大得多。
隨著我國(guó)航母在試航和服役中不斷積累經(jīng)驗(yàn),遼寧艦的維修保障也逐漸步入正軌,我國(guó)航母的“體檢套餐”也逐漸豐富和規(guī)律起來(lái)。
二、航母“4S”:艦擇良?jí)]而“棲”
對(duì)于一艘艦船來(lái)說(shuō),在下水之后,進(jìn)船塢主要涉及的是水線以下部分的修理、維護(hù)與修改調(diào)整,也稱為塢修。
從水線下的船體結(jié)構(gòu)、軸系、舵機(jī)、海底閥箱等都屬于塢修范圍
無(wú)論是干船塢或浮動(dòng)船塢,航母維修所需的大型船塢絕對(duì)是國(guó)家船舶制造實(shí)力的體現(xiàn),諸如美國(guó)目前所有公共和私人造船廠中,共有54個(gè)海軍認(rèn)證干船塢,只有3個(gè)可以容納美國(guó)現(xiàn)有的核動(dòng)力航母;英、法等國(guó)受限船舶工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施,其船塢維護(hù)6萬(wàn)噸級(jí)以下常規(guī)動(dòng)力航母已經(jīng)是極限;而遼寧艦曾經(jīng)的姊妹艦“庫(kù)茲涅佐夫”號(hào)更是因?yàn)樨?fù)責(zé)塢修的浮船塢事故,而為整個(gè)維護(hù)計(jì)劃蒙上了陰影。
兩艘姊妹艦維護(hù)條件相差很大
我國(guó)僅大連造船廠、長(zhǎng)興造船廠兩家目前可容納我國(guó)航母維修工作的即有7座船塢,另有20余座船塢也具備容納大型航母的潛力空間。當(dāng)然,考慮到航母維護(hù)不僅需要足夠船塢,還需配備有船廠維護(hù)設(shè)備,如負(fù)責(zé)吊裝動(dòng)力主機(jī)等設(shè)備的大型龍門吊或塔吊等;也要考慮配套物流能力、人員保密與彈藥安全等問(wèn)題,除大連造船廠、長(zhǎng)興造船廠外,青島、三亞也有大型干船塢有能力為航母提供維護(hù)。
外媒報(bào)道的海南三亞某干船塢
三、艦體維護(hù),舊貌換新顏
最基礎(chǔ)的塢修通常只是刮去船底的藤壺和銹跡,再重新噴涂防銹漆、防止藤壺寄生的油漆,并進(jìn)行一般維護(hù)保養(yǎng)。但有的時(shí)候因應(yīng)力、腐蝕、外力損傷等因素,船體容易產(chǎn)生各種凹坑影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。這就需要對(duì)船體部件進(jìn)行金屬探傷,并進(jìn)行替換性維護(hù)。
水線下附著大量海洋生物,需要定期進(jìn)塢清理
理論上維修“原廠件”最好,但有時(shí)船體建造伊始鋼材就是進(jìn)口材料甚至材料本身可能已停產(chǎn)多年。如此,要開展自主修復(fù)工作也在考驗(yàn)著我國(guó)冶金工業(yè)的實(shí)力。
如在2018年遼寧艦在返廠塢修中由于水線下方年限較久、銹蝕較為嚴(yán)重。為此板材修換選用我國(guó)自主投產(chǎn)的含硫更低且含鈦鋼材作為平替,相比原船材韌性與抗沖擊型更強(qiáng)。
為充分發(fā)揮國(guó)產(chǎn)替代用材力學(xué)特性,國(guó)內(nèi)在修換前專門針對(duì)替換板材的金相與力學(xué)性能進(jìn)行分析,特別是對(duì)影響到結(jié)構(gòu)性關(guān)鍵的焊接工藝與焊接接頭進(jìn)行韌性、力學(xué)性能、抗裂性和抗腐蝕性等測(cè)試,確保替換材料與原材“天衣無(wú)縫”,此輪塢修開展同類科目也自然駕輕就熟。
實(shí)施板材割換是船舶水線下維修的常見手段
大面積更換外板、等船體部件對(duì)延長(zhǎng)航母使用壽命有積極作用,但受限遼寧艦船體本身的情況,也會(huì)在塢修過(guò)程中引起船體變形進(jìn)而導(dǎo)致軸線和舵線變動(dòng),影響航母水動(dòng)力性能。為此國(guó)內(nèi)修造團(tuán)隊(duì)也結(jié)合過(guò)往艦艇維修經(jīng)驗(yàn),在船材修換工作開展同時(shí)編繪船艏、艉及舯部換板修理工藝和加強(qiáng)圖,并在塢修現(xiàn)場(chǎng)加強(qiáng)測(cè)量監(jiān)控,以將船體修理過(guò)程中的變形嚴(yán)格控制在公差范圍內(nèi),使遼寧艦依然“修舊如舊”。
遼寧艦塢內(nèi)照,可明顯看到船體分塊焊接的板材
四、甲板維護(hù),還需“面面俱到”
1)飛行甲板的維護(hù)
除了“水下”維護(hù),對(duì)于飛行甲板這一事關(guān)航母戰(zhàn)力的“面上”的維護(hù)自然也少不了。航母飛行甲板涂料通常由常由成膜樹脂、防滑粒料、溶劑和顏料等組成,除了傳統(tǒng)的防滑作用和耐磨特性外,現(xiàn)代航母甲板涂料還需要具備可降低甲板溫度、低雷達(dá)探測(cè)性、迅速凝固成型等特點(diǎn)。
在使用中面對(duì)高濕、高鹽霧惡劣環(huán)境條件,還經(jīng)常受艦載機(jī)尾焰高溫與重載荷高速?zèng)_擊及摩擦,易出現(xiàn)損壞、脫落等異常現(xiàn)象。航母涂層維護(hù)本成本高昂,如“小鷹號(hào)”在6個(gè)月的戰(zhàn)斗部署期內(nèi)的甲板防滑涂層維修費(fèi)用就高達(dá)300萬(wàn)美元;維護(hù)中如果不夠均勻全面,還會(huì)導(dǎo)致航母飛行甲板鋼結(jié)構(gòu)熱脹冷縮變形加劇,提前開裂、剝離。
遼寧艦上進(jìn)行甲板異物檢查
2)給航母飛行甲板“刷涂料”不簡(jiǎn)單
為此遼寧艦等我國(guó)航母的維護(hù)時(shí),甲板涂料的涂裝操作工藝必須嚴(yán)格對(duì)照國(guó)標(biāo)要求來(lái)完成:涂裝開工首先得選“良辰吉日”,要求鋼板溫度在5~40℃之間、高于露點(diǎn)溫度3℃以上,相對(duì)濕度不大于85%,還要避開陰、雨、雪等不宜施工天氣。
損壞涂層需根據(jù)破壞面大小選擇相應(yīng)面積機(jī)械鏟具予以鏟除以露出飛行甲板底材;還得用手工及動(dòng)力工具以敲、鏟、刮、磨、刷等方式除去一切浮銹并打光,作噴砂處理進(jìn)行防腐。緊接著要在6小時(shí)內(nèi)開始給光亮的甲板用刷涂、輥涂、高壓無(wú)氣噴涂等方式涂上底漆;為避免薄涂、漏涂或超厚涂,還需借助干膜測(cè)厚儀/濕膜測(cè)厚儀測(cè)量來(lái)控制涂層膜厚。
而直到底漆實(shí)干,方可進(jìn)行最后一道——劃塊涂裝防滑涂料,并用專用的輥筒設(shè)施進(jìn)行拉毛施工,使防滑涂料形成脊、谷相間的平行條狀紋理,以滿足防滑涂層外觀、平均紋理深度、漆膜的附著力、靜摩擦系數(shù)等要求。
正在驗(yàn)收中的遼寧艦甲板防滑涂層
五、動(dòng)力維護(hù),航母的“心臟檢修升級(jí)”
鍋爐,作為航母這種大型艦艇動(dòng)力推進(jìn)裝置的心臟是維修的重點(diǎn)。
不同于一般鍋爐,遼寧艦搭載的增壓鍋爐爐膛壓力可以達(dá)0.2—0.3MPa,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)鍋爐;爐膛內(nèi)部燃燒強(qiáng)度大、火焰溫度高達(dá)2000℃以上。加之每天和水、重油、高壓力、海上鹽霧打交道,不可避免會(huì)產(chǎn)生銹蝕、積碳、松動(dòng)等。得益于遼寧艦的動(dòng)力系統(tǒng)的平時(shí)日常保養(yǎng)到位,加之遠(yuǎn)未到整個(gè)換修時(shí)間,預(yù)測(cè)此次遼寧艦的動(dòng)力系統(tǒng)更主要的還是對(duì)主鍋爐及管道、閥門等附件進(jìn)行串聯(lián)吹洗、更換緊固件、管束清刷。
兩艘姐妹艦鍋爐艙日常維護(hù)對(duì)比明顯
而另一方面,遼寧艦搭載的鍋爐既要保證爐內(nèi)穩(wěn)定高溫來(lái)保證輪機(jī)的效率,又要讓爐內(nèi)高溫不往外蔓延造成鍋爐壁的破壞,爐膛往往鋪設(shè)有耐火磚。盡管國(guó)產(chǎn)材料在同類產(chǎn)品中已屬翹楚,設(shè)計(jì)使用壽命約4000小時(shí),但其使用條件惡劣,要承受高溫火焰及煙氣的沖刷,還要承受火焰脈動(dòng)、船體振動(dòng)等帶來(lái)的沖擊,耐火磚襯實(shí)際壽命也會(huì)打折扣,磚襯破損對(duì)鍋爐而言屬于常見故障。
艦載增壓鍋爐與耐火磚結(jié)構(gòu)示意圖
國(guó)內(nèi)在對(duì)鍋爐爐膛維修會(huì)首先使用紅外溫度場(chǎng)分析技術(shù)精準(zhǔn)鎖定耐火磚襯故障點(diǎn),然后按照嚴(yán)格技術(shù)狀態(tài)控制與質(zhì)量監(jiān)督維護(hù)施工,確保內(nèi)襯垂直度、平面度、間隙要求均能達(dá)到質(zhì)量要求,這樣遼寧艦的鍋爐在高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)下才能“身心舒暢”。
結(jié)語(yǔ):
未來(lái)隨著國(guó)產(chǎn)航母的不斷下水列裝,維護(hù)保養(yǎng)成為向海圖強(qiáng)的重要環(huán)節(jié),我國(guó)海軍在航母使用、維護(hù)等方面不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),正在逐漸摸索出了一套屬于中國(guó)航母自己的標(biāo)準(zhǔn)化操作維護(hù)機(jī)制,讓我們靜待遼寧艦的全面維護(hù)升級(jí)完成,一定會(huì)有更多驚喜亮點(diǎn),以全新戰(zhàn)斗力復(fù)出深藍(lán),捍衛(wèi)國(guó)家主權(quán)。
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