3800DWT加油船貨油泵對中安裝及振動控制

摘 要：文章主要闡述了3800DWT加油船貨油泵在安裝階段的對中程序及船舶壓載狀態對于對中的影響；并分析了貨油泵通艙件座板在焊接過程中如何有效控制焊接變形量以減少對對中數據的影響；最后對貨油泵在動態情況下，各區域的振動數據進行了測量并進行相關分析以得出船體結構局部強度是影響設備振動的一個重要因素。

關鍵詞：貨油泵；通艙件；對中；船體結構；振動

引言

隨著航運業的運輸船舶不斷大型，中小型加油船的需求量也在逐漸增加，貨油泵作為加油船的核心裝備之一，一般安裝在獨立貨泵艙內，這類貨油泵主要有臥式螺桿貨油泵或自吸離心泵，由安裝在機艙內的電動機、柴油機或主機前端通過離合器、中間短軸、穿艙聯軸節等直接驅動；在建造過程中，如對安裝質量不進行嚴格控制，往往會出現貨油泵劇烈振動等現象。文章就一型3800DWT加油船貨油泵的軸系對中偏差和出現振動的現象進行實測與分析，查找原因，發現了船體結構局部強度是引起其振動的重要原因，并提出了解決方案。

1 貨油泵軸系安裝對中偏差分析及控制

貨油泵的驅動方式：由主機前端通過離合器、中間短軸、穿艙聯軸節等直接驅動；主要設備有：主機前端、離合器、中間短軸、穿艙聯軸節及座板和貨油泵及基座。

3800DWT加油船貨油泵典型布置圖（如圖1）。

貨油泵對中條件：（1）艉軸、中間軸、齒輪箱、主機及離合器對中結束并滿足圖紙及規范要求；（2）中間軸承、齒輪箱、主機及離合器基座環氧墊塊澆注（鋼墊塊）安裝完整；設備的地腳螺栓安裝完整。

對中程序：以離合器輸出端法蘭為基準，調整穿艙聯軸節后端法蘭與基準法蘭之間的偏移值（外圓偏差）與曲折值（平面角度偏差），以及穿艙聯軸節前端法蘭與貨油泵法蘭之間的偏移值與曲折值。

在以上對中工作完成后，穿艙聯軸節座板的焊接是影響最終對中結果的重要因素。因此，如何控制焊接變形量是需要特別考慮的事情。一是焊接程序的制定，座板的焊接應采取間斷對稱式焊接方式；二是焊接溫度的控制，不能連續長時間對座板進行施焊，應周期性地對座板進行焊接，使座板及周邊溫度不至過高；三是監控焊接過程中的對中數據，在焊接座板的過程中，應根據對中數據的變化方向，及時調整焊接位置，通過焊接收縮力來抵消或是減少之前的焊接變形量；四是采取有效的焊接反變形措施，如增加卡碼頂絲等。3800DWT加油船的穿艙聯軸節座板采用通用工藝進行焊接前后的對中數據如圖2、圖3所示。

從上面數據比較，即使在有效控制焊接過程及變形量的前提下，座板焊接前后對中數據出現了較大的偏差。經過認真分析、查找解決辦法，其原因及控制措施如下：（1）機艙前壁（FR30#）穿艙件位置的板厚不夠、加強結構不夠。通常機艙前壁的板厚為8mm，座板反面壁上下各有一塊加強板。但實際情況是，穿艙件座板的厚度為40mm，壁板厚度為8mm，并且穿艙件及座板的重量達到了1噸左右；壁厚太薄及加強不夠導致在座板焊接的過程中，機艙前壁局部區域出現了整體式的扭曲變形。當將穿艙件座板區域的壁板厚度從8mm增加到20mm，并將座板反面的加強結構做成箱體式的四邊形結構形式后，焊接前后的數據沒有出現大的偏差。（2）機艙前壁穿艙件區域的壁板平面度不理想，使對中完成后，座板與壁板之間的間隙偏大，最大的地方出現了4mm的間隙。間隙太大，焊接收縮力有了自由釋放的空間，使得對中數據出現了很大的偏差。處理措施如下，在安裝座板前，先檢查平面度，若偏差過大，要進行火工處理，使平面度小于1mm；由于機艙前壁與軸線的垂直度不夠，使得座板與壁板出現了傾斜角度，應根據傾斜角度對座板加工，座板與壁板貼合的一面加工至相同傾斜角度。經過機艙前壁的結構加強和平面度、垂直度的矯正，穿艙聯軸節座板再采用上述通用工藝進行焊接，焊接前后的對中數據如圖4、圖5所示。

最終對中數據滿足工藝標準及規范要求，主機曲臂差滿足廠家及規范要求；然后，貨油泵基座進行焊接工作。

2 貨油泵及穿艙件附件振動分析及控制

貨油泵在所有安裝程序完成后，在調試運行過程中，貨油泵及穿艙件附件出現了較為明顯的振動，并隨著貨油泵負荷的逐漸提高，振動情況也有逐漸增強，且伴隨較大的噪音。通過分析得出如下結論：（1）貨油泵基座形式錯誤。貨油泵基座為分體式的兩個獨立基座，分體基座之間沒有額外的結構，使其能相互支撐；（2）貨油泵僅采用單一的螺栓固定形式，沒有增加定位銷或是側推塊進行加固；（3）貨油泵進出口管采用剛性連接，管子法蘭與泵法蘭鎖緊時，產生對拉狀態，等同于對貨油泵及穿艙件施加了一個外力，使軸線出現扭曲從而產生振動。

為了解決振動問題，分別針對以上三點問題做出了解決方案。一是重新設計了貨油泵基座（見圖6），使其結構性更強，并將基座結構延伸至FR30#壁的前壁，使貨油泵基座與船體結構有機結合，形成一個整體；其次在用螺栓固定貨油泵外，額外增加了側推塊，防止貨油泵因正常運轉振動出現移位；最后在貨油泵進出口法蘭與管子法蘭之間分別增加了一個膨脹節，該種彈性連接方式能有效緩解管子產生的拉力。

在上述修改工作完成，貨油泵安裝工程結束后，在貨油泵正常運轉過程中，對離合器、貨油泵、穿艙件及基座等不同部位進行了振動測量，測量結果如表1所示。

根據造船標準，貨油泵運行振動要求小于8.0mm/s，DNV-GL船級社要求小于7.0mm/s，從上表數據可以判定貨油泵運行產生的振動滿足要求。

3 結束語

隨著船舶工業的不斷發展，新的船型、新的設備不斷的研發出來，船舶機械的安裝方式也層出不窮，但其根本是應注重設備安裝質量及船舶建造質量，應注意設備基座與該處的船體結構強度不足是使設備產生振動的一個重要因素；因此，應做好船舶生產設計、完善安裝圖紙、制定安裝工藝、控制安裝過程，做好避免結構產生共振、減小激振力及其傳遞，使設備安裝質量、設備運行效果都達到最好。

參考文獻

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作者簡介：王效權（1973-），男，本科生，研究方向：船舶與海洋工程輪機工程。