淺述船用救生筏釋放器分類及釋放控制優(yōu)化

張中偉 廣東珠江船務集團有限公司

船用氣脹式救生筏在船舶遇難救援的過程中起著極其重要的作用。在某些突發(fā)的緊急情況下，氣脹式救生筏具備快速自動充氣、自動浮起的能力，便于乘員從遇難船舶緊急撤離并成功挽救乘員生命。氣脹式救生筏的快速釋放通常通過靜水壓力釋放器的功能來實現(xiàn)。靜水壓力釋放器是用于系附于船舶救生用自由漂浮裝置（如救生筏、救生圈、EPIRB等）并在船舶沉沒時自動釋放或其他需釋放時能通過人工手動方式釋放的裝置。目前我國行業(yè)內(nèi)常用的靜水壓力釋放器大致上分為兩種，一種是金屬制成，每年檢修一次，可重復使用（如Thanner釋放器）；另一種為工程塑料制成，為一次性使用，超過有效期自動失效更換新品（如Hammar釋放器）。

1.靜水壓力釋放器的分類及特點

1.1 金屬制靜水壓力釋放器

金屬制靜水壓力釋放器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示，由進水孔，壓縮彈簧和芯軸構(gòu)成。當船舶遇難沉沒時，海水由進水孔進入腔體，膜片隨之受海水壓力作用于壓縮彈簧使芯軸內(nèi)移。同時，由于救生筏存放筒浸水后產(chǎn)生浮力，使吊鉤受力而轉(zhuǎn)動，帶動保險鉤同時旋轉(zhuǎn)使得吊鉤脫落。救生筏存放筒便在海水浮力作用下上浮，首纜帶出直至拉動充氣鋼瓶首纜繩，救生筏也隨之充脹成型，通常當沉船下沉至1.5-4m水深處，易斷繩斷開，救生筏即與船體分離，漂浮于海面上。此外，此類釋放器也可采用人工手動方式釋放。手動拉出鏈鉤上的開口銷，將鏈鉤上的小環(huán)往上推，固定存放筒用的繩索自行脫落，將救生筏拋出舷外。

圖1 金屬制靜水壓力釋放器結(jié)構(gòu)原理圖

金屬制靜水壓力釋放器所用金屬原材料為不銹鋼，各項技術(shù)性能指標均能滿足1974年國際海上人命安全公約及其修正案的要求，是一種非常成熟的釋放裝置。金屬制靜水壓力釋放器均需經(jīng)船舶檢驗局檢驗，有船檢標記的合格產(chǎn)品或經(jīng)過認可的救生筏檢修站檢修過并有檢修合格證書，方可裝船使用。檢修站需將金屬制靜水壓力釋放器分解，取出各零部件進行檢驗。對于易斷繩、膜片芯軸上的O型密封圈，每年年檢必須強制換新。對于其他零部件，觀察金屬件是否有嚴重損傷變形、橡膠膜片是否有磨損老化、壓縮彈簧自由高度是否不小于39.5mm或壓力是否不小于74N、手動脫鉤是否靈活，如達不到要求應予以換新。在重新組裝釋放器時，需將生銹、積鹽部位進行清理，芯軸、吊鉤、保險鉤均應涂上黃油。將釋放器組裝完畢后，需進行自動脫鉤試驗以驗證釋放器自動釋放參數(shù)是否達到要求。將靜水壓力釋放器置于試驗桶內(nèi)掛好，然后將試驗桶蓋蓋好并旋緊。通過釋放桶的進氣口對桶內(nèi)充氣并觀察壓力表，當桶內(nèi)的釋放器墜落并發(fā)出撞擊聲時記錄表頭上的壓力。當壓力數(shù)值在0.02～0.04Mpa之間代表本次自動脫鉤試驗合格，當壓力數(shù)值不合格時，需要對釋放器重新拆解檢修后再進行釋放壓力試驗。若多次反復檢修后，釋放壓力試驗仍不合格的應對該釋放器作報廢處理。

1.2 工程塑料制靜水壓力釋放器

以瑞典Hammar公司生產(chǎn)的H20靜水壓力釋放器為例，如圖2所示，主要由彈簧（spring）、膜片（membrane）、刀片（knife）三部分組成。水由外部進入靜水壓力釋放器的內(nèi)部腔室，水壓逐漸增大，導致膜片變形，將彈簧頂起松開，從而將刀片釋放并切斷繩子釋放救生筏，隨后由于首纜被拉緊將啟動救生筏的充氣膨脹過程，緊接著紅色易斷環(huán)繩被拉斷，使救生筏完全脫離船體。

圖2 H20靜水壓力釋放器結(jié)構(gòu)原理圖

傳統(tǒng)的金屬制靜水壓力釋放器因結(jié)構(gòu)堅固可靠可長期反復使用在國內(nèi)得以廣泛應用，但不足或缺陷同樣明顯，如定期需要對其進行檢驗、定期須對其進行拆解并更換零部件、長期置于海上航行環(huán)境中易腐蝕生銹甚至堵塞進水孔導致釋放器功能失效而帶來安全隱患等，因此在人工成本高昂的發(fā)達國家和地區(qū)以及海域船舶上，船東更傾向于選用工程塑料制的靜水壓力釋放器。工程塑料制釋放器雖然市場售價較金屬制釋放器更高，但其擁有更加輕便小巧的體積，不需要年檢、不需要對其進行零部件的維修拆解組裝且不存在進水孔生銹造成堵塞帶來的安全隱患，一般安裝上船后2-3年到期自動報廢更換，使用體驗更加簡單方便，其綜合使用成本仍低于金屬制靜水壓力釋放器長年累積的檢修和維護人工費用。

2.靜水壓力釋放器遠程釋放系統(tǒng)

2.1 遠程釋放系統(tǒng)工作原理

在船舶遇險時，時間是寶貴的，為節(jié)省時間而采取的每一項措施也將增加挽救生命的可能性。目前應用于珠江水域高速新造客船上的救生圈電控式遠程釋放系統(tǒng)實現(xiàn)了遠程遙控釋放救生圈的功能。當發(fā)生人員落水情況時，可通過在駕駛臺釋放總站按下電子按鈕快速激活電控式靜水壓力釋放器以釋放救生圈，以最高效快速的方式營救落水人員。

如圖3所示，該系統(tǒng)由控制單元，安裝組件，電子釋放器單元構(gòu)成。

圖3 遠程釋放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

（1）控制單元。控制單元是遠程釋放系統(tǒng)的中樞，可對其設定好預置參數(shù)。當控制單元接收到來自開關(guān)按鈕或傳感器的輸入信號時，控制單元將處理該信號并將激活信號發(fā)送到電子釋放單元。

（2）安裝組件。安裝組件將控制單元、釋放單元和可選的輸入繼電器相互連接。安裝組件內(nèi)置于接線盒，是控制單元安裝電纜和釋放器單元電纜之間的接口。帶有電纜密封接頭的接線盒外殼殼體可保護內(nèi)部的接線端子不受外部環(huán)境的干擾。

（3）電子釋放器單元。電子釋放單元即帶電纜的工程塑料制電控釋放器。將其安裝于救生圈的綁扎裝置中，它會在接受激活信號后切斷釋放器內(nèi)的繩子以釋放指定的救生圈。

遠程釋放系統(tǒng)除了電控式以外，還可以以機械式氣控的方式來實現(xiàn)。對于機械式氣控遠程釋放系統(tǒng)，整個系統(tǒng)由金屬制成氣動管路連接，控制單元則由啟動真空泵和手拉開關(guān)構(gòu)成。通過手動拉動開關(guān)把手，觸發(fā)啟動真空泵運行，管道內(nèi)的空氣將被抽空并在管路系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生負壓，使得釋放器單元裝置內(nèi)的膜片被提起，彈簧推動刀片切斷繩子以釋放救生圈。

2.2 遠程釋放系統(tǒng)應用于救生筏

《SOLAS公約》第III部分第13.4.2條規(guī)定：每只救生筏或成組救生筏的存放，應設有滿足《LSA規(guī)則》4.1.6規(guī)定的自由漂浮裝置，以使救生筏能夠自由漂浮。對于氣脹式救生筏，當船舶遇難下沉時，每只救生筏應能自動充氣并漂浮于水面。然而實際上不少船舶在設計救生筏布置時都疏忽了此項要求中關(guān)于漂浮于水面這個因素，存在著很大的隱患。最常見的情況就是受船體設計結(jié)構(gòu)所限將救生筏安裝位置布置在上下層甲板之間，氣脹式救生筏剛好被上層甲板遮蔽，當船舶遇險沉沒時，救生筏浸入水中自動釋放后，極有可能被卡壓在雙層甲板之間的空間內(nèi)，導致其無法成功漂浮于水面。此外，還有一種特殊情況，當船舶在海上遇難導致側(cè)翻但又沒有完全沉沒的情況下，救生筏連同釋放器可能會被卡壓在船下又無法下沉至觸發(fā)自動釋放的水深而導致其最終永遠無法釋放，這將對乘客和船員的生命安全構(gòu)成威脅。

若將遠程釋放系統(tǒng)應用于救生筏的釋放裝置中，在滿足救生筏靜水壓力釋放器人工手動和自動釋放的基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離控制船上不同位置多個救生筏的快速釋放，當船舶遇難沉入水面之前，即可在第一時間在駕駛臺或釋放總站按下釋放按鈕完成船舶甲板上或舷外所有救生筏的釋放，有效規(guī)避因救生筏布置缺陷或船舶不沉沒的情況下側(cè)翻導致救生筏被卡壓或釋放失敗的情況，將船員的工作量和風險將至更低，最大限度保障全體乘員的生命安全。

3.靜水壓力釋放器遠程控制系統(tǒng)的優(yōu)勢

3.1 安全可靠性

傳統(tǒng)的救生筏釋放裝置的釋放機制非常成熟具有較高的可靠性，但仍舊存在一定的局限性。對于人工手動釋放的情況，需要專業(yè)人員操作或指導，普通乘客無法獨立完成；而對于自動釋放的情形，沉船下沉需要一定的時間和深度才能觸發(fā)靜水壓力釋放器，這個過程可能會浪費寶貴的自救與救援時間，也有可能因為布置缺陷或側(cè)翻極端情況導致救生筏連同釋放器被卡在船下而永遠不會被釋放。對救生筏釋放裝置加裝遠程釋放系統(tǒng)能夠在駕駛臺或其他固定的遙控釋放臺遠程釋放安裝在船體各個位置的救生筏，更迅速更安全可靠也為在船舶遇險時救生筏能成功釋放加多了一層保險。

3.2 功能自動化

電控式遠程控制系統(tǒng)除了可以實現(xiàn)在控制臺一鍵釋放的功能，也可在控制單元輸入端加裝相關(guān)傳感器，當滿足某種特定條件時即可自動觸發(fā)遠程釋放系統(tǒng)的運作。根據(jù)實際所遇到的缺陷或需求，設計不同的功能輸入，能夠使釋放過程變得更具針對性和功能性。以船舶遇難時側(cè)翻不沉沒的情況為例，可以在遠程控制系統(tǒng)上設計一個橫側(cè)傾角檢測裝置傳感器，對其設置特定的參數(shù)，當船舶橫向?qū)⒁獋?cè)翻時即可觸發(fā)傳感器輸入信號到控制單元，激活遠程釋放系統(tǒng)，從而能夠以最快的速度完成釋放器單元的釋放，使得救生筏在船舶側(cè)翻之前成功漂浮于水面。

3.3 經(jīng)濟性

機械式氣控遠程釋放系統(tǒng)造價成本較低，結(jié)構(gòu)更為簡單，通常單個控制單元只能對應控制一個釋放器單元，更適用于裝有少量救生筏的小型船舶使用。電控式遠程釋放系統(tǒng)單個控制單元可實現(xiàn)控制多個釋放器單元的釋放，因此更適合應用于裝有大數(shù)量救生筏的大型船舶。在大型船舶上安裝電控式遠程釋放系統(tǒng)，在布置救生筏安裝位置時可將更多的救生筏安裝在舷外的支架上，這樣不僅可以給甲板表面騰出更多的空間供擺放行李貨物或船員另作它用以提高盈利空間，還可以降低這種救生筏布置方案下船員需要爬到舷外手動釋放多個救生筏所帶來的安全風險。遠程釋放系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)簡單易于操作且維護成本較低，配合工程塑料制成釋放器使用，長遠來看可以最大限度的減少人員和培訓的成本。

4.結(jié)語

本文簡要介紹珠江水域新造船上普遍使用在救生圈釋放裝置中的遠程釋放系統(tǒng)，若將其配合工程塑料制成的電控式釋放器廣泛應用于船舶救生筏釋放裝置之中，將能明顯提高我國船舶遇險時的成功釋放救生筏的及時性和有效性。該系統(tǒng)設計簡潔易于維護，使用成本較低，適合在船舶氣脹式救生筏等救生設備中推廣應用。