某型運(yùn)輸船減搖鰭裝置安裝工藝研究

陸 洋，夏 飛，張萬里

(中國衛(wèi)星海上測控部，江蘇 江陰 214433)

某型運(yùn)輸船減搖鰭裝置安裝工藝研究

陸 洋，夏 飛，張萬里

(中國衛(wèi)星海上測控部，江蘇 江陰 214433)

減搖鰭裝置用以提高船舶海上工作能力，其安裝工藝和質(zhì)量控制直接影響設(shè)備性能及航行安全。在借鑒以往船舶建造經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，某型運(yùn)輸船進(jìn)行減搖鰭安裝工藝創(chuàng)新并成功應(yīng)用。文章對該船減搖鰭的交貨狀態(tài)、安裝準(zhǔn)備、吊裝和就位、定位和焊接及其他部件安裝等方面進(jìn)行研究，闡述如何有效地控制質(zhì)量、提高精度。

減搖鰭；運(yùn)輸船；安裝工藝；質(zhì)量控制

某型運(yùn)輸船采用前傾艏柱、球鼻、方艉、雙柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)、雙可調(diào)螺距螺旋槳、雙舵、艉橋樓船型，設(shè)置2個(gè)大開口貨艙，單舷側(cè)配置2臺全回轉(zhuǎn)重型起重吊，見圖1。

圖1 某型運(yùn)輸船整體結(jié)構(gòu)示意圖

船舶在大風(fēng)浪條件下會產(chǎn)生劇烈橫搖，減搖鰭是目前應(yīng)用最為廣泛的主動(dòng)式減搖裝置[1]。為改善耐波性、提高適航能力，本船安裝了1套收放式減搖鰭，單鰭面積約8 m2。該船建造周期緊張，決定必須根據(jù)減搖鰭交貨時(shí)間是否跟上船廠生產(chǎn)進(jìn)度而采用不同的吊裝方案。同時(shí)，為有效地提高減搖鰭的裝船質(zhì)量，延長設(shè)備壽命，應(yīng)制定并實(shí)施既有操作性又有科學(xué)性的工藝方案，如減搖鰭的十字頭箱上船裝焊前后要做好測量以控制變形。

船廠曾在客滾船上安裝過ROLLS ROYCE減搖鰭，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了本船的工藝創(chuàng)新。本文主要從減搖鰭的交貨狀態(tài)、安裝準(zhǔn)備、吊裝、定位及其它部件安裝等方面著手，研究減搖鰭安裝要點(diǎn)，為今后同類設(shè)備的設(shè)計(jì)、安裝、檢驗(yàn)提供借鑒參考。

1 減搖鰭的交貨狀態(tài)和安裝準(zhǔn)備

一對減搖鰭主要由2個(gè)單元組成：機(jī)械設(shè)備組合體和液壓機(jī)組，見表1。由于鰭角發(fā)送器、反饋裝置、電液伺服閥、手動(dòng)潤滑泵和限位開關(guān)等為精密、易損器件，故設(shè)備交貨時(shí)已被拆下并單獨(dú)裝箱。系統(tǒng)調(diào)試前，再將其重新安裝至相應(yīng)位置。減搖鰭組合體運(yùn)抵船廠后，應(yīng)水平放置以防鰭箱外板受力變形[2]。在設(shè)備裝船前，需準(zhǔn)備相關(guān)文件、工具并檢查標(biāo)記等，見表2。

表1 一對減搖鰭主要裝船部件

表2 減搖鰭安裝前準(zhǔn)備要點(diǎn)

每只鰭的鰭箱下部都有支撐肋板，若在船上焊接空間狹小，施工困難，焊接質(zhì)量難以保證且可能引起變形。吸取以往經(jīng)驗(yàn)，在船塢安裝前就將支撐肋板焊接好；焊接順序?yàn)橄绕桨謇甙濉⒑骉型肋板，并在焊接中防止損壞設(shè)備。此外，為保護(hù)設(shè)備應(yīng)保證鰭箱的傾斜角度不大于60°(橫向)。

2 減搖鰭的吊裝和就位

根據(jù)減搖鰭的交貨時(shí)間和船體分段生產(chǎn)進(jìn)度情況，設(shè)計(jì)了2種吊裝方案：如交貨及時(shí)，盡可能采用垂直吊裝；若交貨延遲，則進(jìn)行側(cè)向吊裝，即由艙內(nèi)向艙外推入安裝。第1艘船因設(shè)備交貨及時(shí)采用垂直吊裝，而第2艘船因交貨脫期選擇側(cè)向吊裝。

2.1垂直吊裝

該吊裝方式是先將減搖鰭單元作為封艙件處理預(yù)定位，把液壓機(jī)組安裝在鰭箱基座上，待封艙船體分段裝焊結(jié)束后，再將減搖鰭單元移至焊接位置，最后安裝船體散裝件，見圖2。為保證安裝角度，可在吊裝鋼索上增加手拉葫蘆等。

圖2 運(yùn)輸船減搖鰭的垂直吊裝示意圖

2.2側(cè)向吊裝

側(cè)向吊裝是以內(nèi)底上的千斤頂為主調(diào)整減搖鰭單元上下移動(dòng)的方法，甲板下的葫蘆僅起保險(xiǎn)作用。先將減搖鰭單元吊到側(cè)向安裝平臺上(注意左側(cè)、右側(cè))，達(dá)到要求狀態(tài)并焊接好足夠支撐后，利用內(nèi)底上的千斤頂和葫蘆將減搖鰭單元慢慢地移至船內(nèi)的安裝位置，見圖3。以上2種吊裝方式均要求相應(yīng)總段的所有焊接工作都已結(jié)束，以達(dá)到甲板下起保險(xiǎn)作用的眼板有足夠強(qiáng)度。吊裝前，需確定每只起吊眼板處承載的負(fù)荷大小；吊裝時(shí)，在個(gè)別眼板處加手拉葫蘆以確保安裝角度(30°)和設(shè)備安全。液壓機(jī)組安裝前注意區(qū)分機(jī)組的左右型及首尾方向。整機(jī)起吊時(shí)，應(yīng)利用底座上的起重吊耳；吊裝過程中，要保護(hù)機(jī)組上的壓力表、溫度計(jì)、液位計(jì)等，并防止吊繩碰到液壓管路造成管路變形、斷裂。

3 減搖鰭的定位和焊接

3.1減搖鰭的定位

減搖鰭的鰭箱單元(執(zhí)行機(jī)構(gòu))在制造時(shí)，已標(biāo)記出定位基準(zhǔn)線(見表2)，供其在船上定位安裝使用。船體分段內(nèi)底上的標(biāo)記必須與鰭箱單元的標(biāo)記線相對應(yīng)[3]。

圖3 運(yùn)輸船減搖鰭的側(cè)向安裝示意圖

通過葫蘆、花纜螺栓、鋼絲繩、調(diào)節(jié)鰭箱使上面的定位基準(zhǔn)線與船體及減搖鰭艙內(nèi)各自定位標(biāo)記線一一對應(yīng)。在定位前，割去船殼板與鰭箱相連處余量；定位后，開坡口，同時(shí)采用“U”形馬腳固定，避免在焊縫區(qū)域點(diǎn)焊。

3.2減搖鰭與船體的焊接

為了保證減搖鰭的功能特性，在裝船焊接階段控制十字頭箱和鰭箱的變形十分必要，為此進(jìn)行測量和記錄。出廠前，設(shè)備廠已對鰭箱外板標(biāo)記點(diǎn)(如圖4所示的A、B、C、D點(diǎn))間距離進(jìn)行測量并提供記錄；在鰭箱吊上船焊接前，需要復(fù)測并核對。

測量內(nèi)容：A-B，C-D，A-C，A-D，B-C，B-D。圖4 鰭箱標(biāo)記點(diǎn)位置圖

按推薦的焊接順序(見圖5)完成鰭箱與船體結(jié)構(gòu)的焊接。焊接過程中，每隔1 h復(fù)測尺寸以調(diào)整焊接順序保證質(zhì)量；測量需在所有焊接冷卻后進(jìn)行。圖4中標(biāo)記點(diǎn)A、B、C、D間距的6個(gè)尺寸，焊接前后偏差控制在3 mm內(nèi)。如變形超過3 mm即3～5 mm之間時(shí)，需對減搖鰭做動(dòng)作試驗(yàn)，以確保其使用性能；而若超過5 mm，則割開重焊。

注：1、2、3、5、6、7、11、13、15、17為肋位方向焊接；4、8、9、10、12、14、16、18為首尾方向焊接。圖5 減搖鰭裝船焊接順序示意圖

左右2只減搖鰭同時(shí)定位、安裝、施焊。減搖鰭單元船殼板與船體外板的焊接采用CO2單絲半自動(dòng)焊，加襯墊，單面焊。十字頭箱、鰭箱與肋骨構(gòu)件的角焊縫也采用CO2半自動(dòng)焊。焊接前，對焊接坡口進(jìn)行清潔，清除雜質(zhì)和油污；焊接后，及時(shí)做好焊縫表面清潔和修補(bǔ)工作。待鰭單元與外板、內(nèi)底等焊接結(jié)束，裝焊相關(guān)散裝件。

為保證焊接質(zhì)量，需進(jìn)行焊縫檢查。鰭箱單元船體外板四角處射線(RT)檢查(每處2張)。與船體外板連接的4條長焊縫用超聲波(UT)抽查，抽查的焊縫每段長度不小于0.5 m。

焊接完成后做收放鰭試驗(yàn)，要求收放鰭和轉(zhuǎn)鰭壓力不高于焊接前的1.2倍，機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分無異常噪聲。

4 液壓機(jī)組、管路和電控設(shè)備等的安裝

減搖鰭的裝船部件較多，對安裝方式、安裝順序、施工節(jié)點(diǎn)等都有嚴(yán)格要求。

4.1液壓機(jī)組的安裝

為避免損壞機(jī)組上的泵、閥、反饋裝置等部件，待裝船調(diào)試時(shí)再進(jìn)行安裝，見表3。

表3 液壓機(jī)組的安裝要點(diǎn)

4.2管路連接

外接管路須待設(shè)備在裝船固定后方可進(jìn)行，見表4。外接管路及其焊接接頭須經(jīng)耐壓試驗(yàn)并清洗干凈，驗(yàn)收合格封口后方能上船最后施工連接。管路布置排列整齊，按規(guī)定夾固，便于裝拆、維修。

表4 管路的安裝要點(diǎn)

4.3電控設(shè)備安裝

減搖鰭的電控設(shè)備包括機(jī)旁啟動(dòng)箱、控制箱和控制面板等，見表5。

表5 電控設(shè)備的安裝要點(diǎn)

5 結(jié)束語

減搖鰭作為重要的船舶輔助機(jī)械，其安裝質(zhì)量關(guān)系到功能特性、使用壽命、維護(hù)成本和減搖效果。船廠在以往經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對本船進(jìn)行工藝創(chuàng)新，同時(shí)也將國外減搖鰭先進(jìn)的設(shè)計(jì)和安裝理念引入到國產(chǎn)設(shè)備上，為國產(chǎn)減搖鰭趕超世界先進(jìn)水平夯實(shí)了基礎(chǔ)。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)有如下幾方面。

1)設(shè)計(jì)側(cè)向安裝方法并得到有效應(yīng)用，避免了因設(shè)備脫期而給船體分段搭載造成不能按計(jì)劃節(jié)點(diǎn)進(jìn)行的問題，縮短了造船周期。

2)將鰭箱下部的支撐肋板在內(nèi)場焊接，既改善施工環(huán)境，降低施工難度，又有效地提高焊接質(zhì)量，減少減搖鰭的變形。

3)提出本船減搖鰭安裝的關(guān)鍵點(diǎn)，即控制點(diǎn)的船上焊接變形的最大允許變形量為3 mm，并要求科學(xué)的焊接順序，既有利于提高安裝質(zhì)量，又方便現(xiàn)場控制和提交檢驗(yàn)。

[1] 鄒寧.船舶減搖裝置及其應(yīng)用[J].船舶工程，2012，24(S2)：271-277.

[2] 徐軍，施光林.收放式減搖鰭執(zhí)行機(jī)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)[J].機(jī)電設(shè)備，2003(3)：8-10.

[3] 趙日定，宋現(xiàn)國，黃建華.減搖鰭精度安裝工藝的分析與應(yīng)用[J].船海工程，2012，41(2)：11-14.

Stabilizers are used to enhance the ability of vessels at sea,which installation technique and quality control can influence the equipment performance and the navigation safety.Based on the past experience of vessel construction,innovations are made on the installation technique of stabilizers in a carrier and are successful in the application.In the paper a research is made on the stabilizers,including the delivery status,in stallation preparations,hoisting and placement，orientation and welding,and other aspects,It also elaborates how to improve the quality control and precision.

stabilizer;carrier;installation technique;quality control

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2015.01.012

陸洋(1978-)，男，江蘇宿遷人，工程師，碩士，主要從事船舶機(jī)電工作。

2014-10-27