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《逐浪太平洋 25》新西兰修船记

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发表于 2022-11-15 05:30 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 新西兰

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2021年新西兰受疫情影响边境保持关闭,海友号持修船特批入境,环游南北岛后集中精力修船。这是一个技术贴,小活儿就按下不表了,主要介绍几个大项目。

一。船底打补丁
两年前在大溪地,海友号做大扫除,为了把积存在船底的过期罐头都翻出来处理掉,把舱底最深处叠成一摞的三层塑料储物箱都搬出来了。我下到舱底擦洗积存的污垢,发现了大量盐状白色粉末,赶紧叫老公下来检查。这一看发觉大事不好,舱底发生严重电解反应(Electrolysis)。

点解反应是铝船的软肋。所谓电解,就是两种不同电极电位的金属同处电解质溶液中,在正向电流作用下,金属与电解质发生氧化还原反应,做为阳极的低电极电位金属被电解,在高电位阴极金属处还原,金属电镀工艺就是用的这个原理。铝作为活跃的低电极电位金属,一旦遇上铜或镍等高电位金属,很容易发生点解。有个笑话说铝船一旦不小心掉了个硬币(镍质)到船底,日久天长蚀出了个洞。我们小心再小心,有次维修马达,一个垫圈滚落船底,生怕像笑话说的那样蚀出个洞,花了大半天的时间才把它捞上来。

造成这次电解的原因谁也没想到。2015年刚接船的时候,觉得舱板下这个半人多深的空间太大了,可以摞几层储物箱,(后悔没让船厂再多焊一个油箱)。 为了在船底斜坡处找平,放了一块横断面边长10公分见方的木头。当时手上正好有几块户外阳台用的方木,就想也没想地放进去了,六七年从没挪过窝,直到那次大扫除。实际上这块颜色发绿的方木经过防腐处理,防腐剂里有铜的成分!铝遇到铜,来点儿水通点儿电,发生电解没跑儿了!谁能想到木头能造成电解?其他铝船船主都没听说过!做个前车之鉴吧,航海就是个不断学习的过程。

回头接着说海友号,清干净白色粉末后发现舱底放木头的地方有很多小麻点,用螺丝刀一挖就是一个坑,老公用小电钻磨掉电解衍生物,发现最深的麻坑有3毫米深(铝板厚度6毫米)。这船还安全吗?赶紧找了个铝船专业人士评估一下,结论是船体不会马上穿帮,可以在麻坑处填些涂料,但从根本上解决问题宜早不宜晚。海友号就这样去了斐济,然后到了新西兰。

新西兰北岛的Whangarei有个船厂Circa,制造铝质渡轮和渔船,解决海友号这点儿问题真是小菜一碟。工人说海友号的电解程度算轻微的,他见过比这严重多的。第一天把损坏的那块船体用电锯割下来,海友号船底露出个大窟窿。细看电解麻坑,比原又有发展,最深的一个坑老公用改锥一捅就穿了。哇塞!幸亏修的及时哈。第二天两个工人带来一块稍大一点弯好了弧度的铝板,按照窟窿的形状裁好了补丁,内外焊了两次。铝焊是个技术活,因为铝熔点低,易氧化易变形,焊接时要灌注氩气。焊完后把焊缝打磨平滑,用一种红色染料加压检测是否有漏孔。补丁打得如此服帖,重新刷漆后外观根本看不出来。

二。更换舷窗
海友号(Garcia Exploration 45)是专门为高纬度航海设计的,船体全部加了绝热层,舷窗双层玻璃 ,两层玻璃之间是真空密闭空间。一两年前开始,几个舷窗密闭性逐渐丧失,下雨天气,潮气侵入两层玻璃之间,一遇冷形成水雾,挺影响视觉。我们决定更换把角和侧面位于厨房上面的五个舷窗。联系法国Garcia船厂,告知现在Exploration 45的舷窗结构已经改了,也换了供货商。海友号老式舷窗是土耳其制造的,还好土耳其制造商可以按照原有规格再造一套,由法国船厂过手寄往新西兰。疫情期间全球供应链很受影响,但最终也寄到了。

拆除旧舷窗可费了老劲了,必须说Garcia船厂原装工艺结实,七年多了窗户从没漏过水。铝窗死死地粘在船体框架上,用平头铲楔进舷窗和船体之间的胶层,既要用力又怕损坏框架。固定窗户的内六角螺丝钉几乎全部脱扣,小贴士是钉进星状改锥头,用喷火打火机加热,金属框受热膨胀,再用改锥把螺丝钉旋出来,最难缠的一颗螺丝钉花了5个小时才拧下来。老公和工人一起干了一个多星期,总算把五个舷窗全抠下来了。

装新窗相对来说容易多了,装好了用高压水龙头喷水测试防水性,结果厨房上面的那个舷窗哗哗地漏水。细查原因,窗户的焊缝上有个针尖儿大的瑕疵,唉!土耳其厂家给了我们个次品哈。我当时真的很气馁,早知这样就不换了,以前有水雾看不清楚,至少不漏水啊!这不是越修越糟糕了嘛!事到如今也没必要去跟厂家理论了,法国船厂已经跟土耳其没有生意了,也就没有了投诉的筹码,全球都在通货膨胀,这年头没地方讲理去。就算是土耳其愿意再提供一个正品,我们也等不及呀。没办法,堵漏洞吧,到现在下大雨船倾斜时这个窗户还是有点渗水,慢慢再想办法吧。

三。升级锂电池
(一)锂电池与铅酸蓄电池优缺点比较
优点有三:
1。可用电量大。铅酸电池电量从100%降到70%就得充电了,可使用电量只有30%。否则电压降低,电器没法正常使用,也会减损电池的使用寿命。而锂电池电量降到10%电压仍保持稳定,可使用电量是90%。海友号的铅酸电池蓄电量860安时,换成660安时的锂电池,蓄电量小了,但可使用电量翻了一倍多。
2。充电快。用智能手机的人都知道锂电池充电快,原因是锂电池的内部阻抗不随蓄电量而增加;而铅酸电池电量越高,内阻抗越大,充电时间越长,最后5%要花很长的时间才能充上去,(我们的经验,开发电机充电,一般充到95%就停了)。
3。体积小重量轻。

缺点有四:
1。控制系统复杂。换电池不是简单地把铅酸电池卸下来,换进锂电池就完事了,整个电路系统都得改。后面细谈。
2。有一定危险。锂电池所蓄巨大能量如果处置不当会很危险,如发热着火。
3。可靠性。电池控制系统有熔断机制,如果在海上发生熔断,将瘫痪所有电子导航系统。另外锂电池充电最低工作温度在摄氏5度,(放电可以低至-20度),高纬度航行船舶必须考虑“电池取暖”。
4。锂电池贵很多。

(二)电池系统设计
因为海友号已经有几个Victron电子部件,我们选择了两组Victron 330安时锂电池。锂电池充电靠电压、输入电流曲线来控制,每个锂电池都需要电池控制系统BMS (Battery Management System)。BMS分内含、外接两种,内含BMS控制系统完全是黑箱操作,一旦发生熔断没法调整。海友号有个功率很大的逆变器,开机一霎那有尖峰,我们担心内含BMS应对不了,就选择外接BMS,充电曲线可以程控,多一些掌控。

考虑到锂电池的缺点,我们决定留一组铅酸电池作备用(电量300安时),另外与马达、启锚器/船头推动、发电机配套的三组电池沿用原有的铅酸启动电池,因为锂电池不适于霎间大电流放电。两套电池共存,必然要有两套电池控制系统。具体电路设计我就不细谈了,有兴趣的可以看一下这张示意图,这是老公一年多反复推敲出来的结果,图也是他自己画的。

我们花在调研上的时间就海了去了,主要是老公在弄,他在电子、机械方面的兴趣比我强多了。但大方向他会跟我讨论,我给出一些直觉意见,毕竟我是学工程出身,大概的原理还拎得清。我们没有找电工,没有人比船主更了解自己的船,每条船都不一样,跟电工解释半天,他也不一定比你懂得多。最有价值的是有类似经历的人,我们认识六七个自己换电池的船友,他们的经验极其宝贵。

(三)布线安装
有了电路图,下一步要在船上找安装每个部件的位置,然后考虑如何布线。锂电池行业的大厂都在中国,疫情期间供货很受影响,将近半年才把所需设备购买停当。海友号在陆地船坞6个月后下了水,电池项目可以在水上进行,海友号挪到了游艇会,我们也从民宿搬回了船上住。

所有修船活计中,老公最喜欢木工活,他在舱板下安装了几个七合板面板,所有设备都妥妥地固定在面板上,关键设备有透明塑胶保护壳,任何外包电工不可能在这些细节上下那么大的功夫。在舱板下布线可费了老劲了,直径2公分的粗电缆很僵硬也很重,套上保护喉管从本来就很拥挤的舱底穿来穿去,几个喉管互相牵扯,两个人连顺带拽好不容于才到位。自己修船不仅仅是为了省银子,也有很多成就感和满足感,电池项目给我们带来很多快乐(和烦恼)。

新西兰修船特批门槛是五万新元,修船开始后发现新西兰什么东西都贵,又赶上通货膨胀,实际花销比报价高,很快就超标了。回头看修船特批实际上是一纸空文,一年多来从没有政府部门来督查修船情况,更没有官员来审计资金是否花销到位,据说比我们早一年持同样特批入境的船在申请延长签证时要申报修船进展,但从没听说哪条船被为难了。

2022年10月新西兰彻底取消防疫限制,帆船可以自由出入境了。海友号大部分修船项目都是必须的,船厂经验丰富,工人素质很高,特批入境也为我们的航海行程争取了一年的时间。

2022年11月14日于新西兰Whangarei。













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发表于 2022-11-15 07:52 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 中国内蒙古呼和浩特
电路做的真精致!
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 楼主| 发表于 2022-11-16 05:49 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 新西兰
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发表于 2022-11-16 16:16 | 显示全部楼层 来自: 中国天津
终于更新了
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发表于 2022-11-16 16:30 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江嘉兴
终于更新了,自己做虽然麻烦累,但也是个快乐的工作,而且和船有个更深入的交流、了解。另外个人建议:最后一图的库仑计(电量)的正极取电可以在那个桩柱的外面再加个螺母的,就是那四个粗的正极线都一样的螺栓固定方式,然后再把库仑计正极取电的冷压端子套到螺丝柱上,外面多加个螺母。这样那个薄的端子不承受过大的压力(比较薄在弹垫下面容易破碎)。
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 楼主| 发表于 2022-11-17 13:59 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 新西兰
安静的天空 发表于 2022-11-16 16:30
终于更新了,自己做虽然麻烦累,但也是个快乐的工作,而且和船有个更深入的交流、了解。另外个人建议:最后一图的库仑计(电量)的正极取电可以在那个桩柱的外面再加个螺母的,就是那四个粗的正极线都一样的螺栓固定方式,然后再把库仑计正极取电的冷压端子套到螺丝柱上,外面多加个螺母。这样那个薄的端子不承受过大的压力(比较薄在弹垫下面容易破碎)。

谢谢建议,图9s电路有外壳的,不能再加螺母了。另外4根阳极螺母上方有保险丝,拍照片时还没有安装上。
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发表于 2022-11-21 12:55 | 显示全部楼层 来自: 中国上海
这个电池的输出功率有多大要求啊? 我在看国内现在做了一些比较便宜的飞轮蓄电池,不知道能不用用上。
下面这个是演示产品。大功率的也有(他们现在做的主流产品都是100KW起步),但那些太大了用不上。
这个演示产品最大输出功率虽然低了些但要提高是很简单的。

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发表于 2022-11-21 16:38 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 中国上海
船体内侧也上漆会不会对防腐蚀有帮助
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 楼主| 发表于 2022-11-23 09:39 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 新西兰
begun 发表于 2022-11-21 12:55
这个电池的输出功率有多大要求啊? 我在看国内现在做了一些比较便宜的飞轮蓄电池,不知道能不用用上。
下面这个是演示产品。大功率的也有(他们现在做的主流产品都是100KW起步),但那些太大了用不上。
这个演示产品最大输出功率虽然低了些但要提高是很简单的。

功率在8.5 千瓦左右
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 楼主| 发表于 2022-11-23 09:41 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 新西兰
Moonraker 发表于 2022-11-21 16:38
船体内侧也上漆会不会对防腐蚀有帮助

绝缘漆应该有帮助
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发表于 2022-11-23 10:26 | 显示全部楼层 来自: 中国山东青岛
多增加锌块,特别是停船时,可根据腐蚀情况增加临时性的锌块。
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 楼主| 发表于 2022-11-23 11:10 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 新西兰
徐鹏 发表于 2022-11-23 10:26
多增加锌块,特别是停船时,可根据腐蚀情况增加临时性的锌块。

加了,只要进游艇会就至少加两块锌块
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