在2025年,捲簾門行業技術不斷演進,其中船用捲簾門尤其是大跨距捲簾門的設計成為了船舶領域中備受關注的焦點。捲簾門在船舶上的應用對於保障船舶的安全和功能發揮起著關鍵作用,特別是在客滾船這類特殊船舶上,其設計要點涵蓋多個方面,涉及規範、選型、性能等關鍵要素。
在船舶設計中,捲簾門的設置需遵循嚴格規範。《國際海上人命安全公約》(SOLAS 公約)規定,設有滾裝處所的船上,閉式滾裝處所和相鄰的開式滾裝處所或露天甲板之間應予以分隔,目的是將這些處所之間危險蒸汽和液體的通路減至最小。客滾船由於總布置特點和上建減重要求,難以做到所有滾裝處所都是全通的閉式滾裝處所,且船東常利用開式滾裝處所或露天甲板載運危險貨品。此前,英國海事與海岸警衛署曾發布替代方案,將開式滾裝處所或露天甲板上危險貨品儲存位置限制在離閉式滾裝處所入口 3m 之外,可不必強制要求物理分隔設施,該方案曾廣泛應用。但此指導文件在2017年9月4日被撤銷,這意味著之後生效的滾裝 / 客滾船,如需滿足 SOLAS 條款,都需在滾裝處所分界面上加裝物理分隔設施,而捲簾門便是滿足這一要求的重要設備。
《2025-2030年全球及中國捲簾門行業市場現狀調研及發展前景分析報告》指出,捲簾門相較於其他鋼質鉸鏈門、滑移門、摺疊門,具有重量輕、啟閉速度快、安裝和操作空間對滾裝處所甲板面積占用小等優點。其主要類型有垂直鋼質捲簾門、水平鋼質捲簾門和垂直帆布捲簾門。垂直鋼質捲簾門在安裝、操作空間上優勢突出,但自重較大,重力主要作用於頂部主軸,可能導致主軸中部彎曲變形。水平鋼質捲簾門重量主要作用在甲板底軌,可避免主軸變形問題,但其較大的側面儲存空間及兩側轉彎半徑要求會影響甲板布置。垂直帆布捲簾門自重很輕,適用於大跨距場景,不過其摺疊收儲時帆布自然下垂,在高度方向上的存儲空間要求相對較大。例如某客滾船,1 號捲簾門用於分隔閉式滾裝處所和開式滾裝處所,跨距 4.6m,因上層甲板為住艙無法做甲板凸台,故採用垂直鋼質捲簾門;2 號和 3 號捲簾門用於分隔閉式滾裝處所和露天甲板,跨距分別為 6.6m 和 15.6m,位於上層建築末端露天陽台下面,因陽台上可做凸台,所以選用了輕質的帆布捲簾門方案。
根據 SOLAS 要求,捲簾門只需減少有害蒸汽及液體的跨處所傳遞,無需完全隔絕,也無明確密性及防火等級要求。某客滾船捲簾門最終取得船級社認可,無需做到水密或者氣密。但為減少雨水對閉式滾裝處所的影響,在捲簾門外側露天甲板布置地漏,並在各縫隙處設置橡膠條。該客滾船在捲簾門兩側導軌處加裝密封膠條,門片底梁下方裝有雙層橡膠條,既能防自然風雨,又能減噪降振。
SOLAS 未明確提及滾裝處所分隔的防火等級要求,且該客滾船捲簾門所處位置為閉式滾裝處所末端開口,依據 SOLAS 相關條款,捲簾門無防火等級要求。但為保證捲簾門在火災中的完整性,採用船級社建議,在捲簾門雙面加裝水霧噴頭。
風壓等級參考船東預設的船舶目標航行區域海況條件以及穩性計算對於船舶適航海況的風壓假定。如研究的客滾船隻在相對安全海況中出港運營,穩性計算中風速假定最大值為 17m/s,超過該閾值船舶停航,且船東同意停航時捲簾門常開,門片收儲不受力。因此,該項目設定風壓為 500Pa(蒲氏風級 10 級),以控制建造成本。而對于海洋平台和航行區域海況惡劣的貨船,船級社通常要求參照上建外壁的設計風壓 2.5kPa 來進行隔離捲簾門設計,此時需對捲簾門強度進行額外校核。
捲簾門主要門片截面形式有鋼質單層 S 形、雙層 S 形、帆布雙層箱形。鋼質單層 S 形及雙層 S 形用於鋼質捲簾門,需根據截面剖面模數校核門片抗風強度。如 1 號鋼質捲簾門採用厚度 t=1mm 的 316L 不鏽鋼雙層 S 形截面門片,單個門片有效高度 H=86mm,通過公式校核其抗風強度,經計算滿足材質安全許用應力。同時應用 PATRAN 軟體對兩側門框建立精細化網格模型進行強度計算,初步設計門框採用厚度 3mm 的不銹鋼材質,考慮風力載荷作用於門片內側和外側兩個典型計算工況,風載作用於外側為惡劣工況,計算結果顯示最大應力出現在門框連接處,在安全許用應力範圍內。帆布雙層箱形由內、外帆布面及金屬中間梁組成,設計時需考慮中間橫樑的剖面模數能否抵抗相應風壓,對於設計風壓較大的情況,通常需增設底梁甲板鎖來增強帆布捲簾門的抗風壓能力。
垂直鋼質捲簾門有上部捲起和上部平鋪兩種儲存方式。儲存方案選取受可用儲存高度和上甲板反頂布置影響。儲存高度與捲簾門開口淨高、跨距相關,淨高越大、跨距越大,收儲空間需求越大。上甲板反頂布置涉及車輛艙的照明、消防、探測等設施。如 1 號鋼質捲簾門淨高要求 5m,採用上部儲存方案時,捲筒存滿時最大直徑約為 600mm,加上相關安裝部件,整個上部安裝儲存空間高度約為 1m;採用平鋪式儲存方案,整個上部安裝高度可控制在 0.7m。但因 1 號門上層甲板為住艙,有黑、灰水管及多種設施,最終採用上卷儲存。帆布捲簾門採用上部摺疊存儲,帆布自然摺疊後柔性下垂,需在理論儲存範圍四周預留約 200mm 的安全餘量,以避免影響淨高。
對於部分抗風強度要求大的捲簾門,尤其是跨距較大的捲簾門,因受風面積大,需承受較大風力,為避免門片產生塑性變形甚至斷裂,需在跨度中間增加抗風柱支撐。部分安裝在滾裝處所車道上的捲簾門,為避免固定抗風柱影響車道行車,可設計電動滑移或摺疊的抗風柱來實現抗風加強。
為增加捲簾門安全性能,通常在捲簾門上增加防護措施,如在捲軸上配置防斷鏈裝置,確保傳動鏈條意外斷裂時,捲軸仍能保持當前位置,防止突然下墜造成事故。
在2025年的捲簾門行業技術範疇內,客滾船大跨距捲簾門的設計是一個複雜且系統的工程。從規範的嚴格遵循,到不同類型捲簾門的合理選型,再到密性、防火、風壓、門片截面形式、儲存形式、抗風加強以及安全防護等多方面設計要點的精準把控,每一個環節都緊密相連,共同影響著捲簾門在客滾船上的性能與安全。只有綜合考量這些因素,才能設計出滿足船舶實際需求、保障船舶安全運營的優質捲簾門系統,推動船舶行業在相關領域的持續發展與進步 。
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