焊接式全回转舵桨安装要点介绍

作者:未知

  摘  要:焊接式舵桨,通常在舵桨安装位置上方没有吊装舱口,因此需要将舵桨自下而上进行安装,这种安装方式将增加舵桨吊装及安装前存放的难度,但此类舵桨优势在于设备将由厂家完成组装,船厂可直接进行安装焊接,从而提高安装效率。焊接式全回转舵桨以其特有的结构型式,决定了在安装过程中需要充分考虑影响因素,合理规划施工工序,才能保证舵桨顺利安装。该文将以某船焊接式舵桨安装为例,对此类舵桨安装过程的注意事项进行简要介绍,为类似工程提供参考。
  关键词:焊接式全回转舵桨  拉线定位  精度控制
  中图分类号:U671                                   文献标识码:A                        文章编号:1672-3791(2019)04(b)-0070-02
  全回转舵桨在拖轮建造中通常有两种型式可供选择,一是法兰固定式舵桨,即通过设备底座法兰与船体结构底座法兰配对固定的舵桨;二是焊接式舵桨,即需要将设备本体底座直接焊接于船体舵桨座围板结构内的舵桨。
  两种舵桨安装特点各不相同,其中法兰固定式舵桨对船体结构底座法兰精度要求较高,但其通过舵桨舱甲板平置式舱口自上而下的安装方式,降低了吊装难度。焊接式舵桨,通常在舵桨安装位置上方没有吊装舱口,这种安装方式将增加舵桨吊装及安装前存放的难度,但此类舵桨优势在于设备将由厂家完成组装,从而提高安装效率。
  该文将以某4000马力全回转拖轮所采用的焊接式舵桨为例,对焊接式舵桨安装要点进行简要介绍,为后续类似工程提供参考。
  1  舵桨安装方案确定
  舵桨导流罩直径约为2.7m,垂直高度约为5m,舵桨重约20t。
  由于舵桨座围板最低点距离基线不足2.8m,同时综合考虑船舶型线特点与坞墩、钢性支撑强度,确定基线位于地面以上1m,即实际地面距离舵桨座围板最低点的高度约为3.8m,小于舵桨的垂直高度,因此无法在尾部分段合拢后,将舵桨运送到舵桨座围板下方。
  根据以上情况,经讨论最终确定将舵桨提前放置于船体安装位置下方的方案,具体要求如下:一是合理做好场地规划,提前确定船体合拢区域,并在舵桨安装位置处进行了低于地面一定深度的土建工程,用于提前将舵桨放置于安装位置下方。二是制作由工字钢和圆管组成的工装用于支撑舵桨,其中圆管用于底部支撑和纵向支撑,工字钢主要用于工装上平面与舵桨本体肘板接触部位,保证舵桨垂直放置,便于后期吊装。
  2  舵桨座围板制作的相关要求
  由于舵桨本体底座直径为2800mm,为保证舵桨能够顺利吊装进舵桨座围板内,确定围板结构内径理论净尺寸为2808mm。
  为保证舵桨座围板结构的椭圆度及内径尺寸,在制作过程中应采取如下方式控制精度。
  一是核对组成舵桨座围板的4块数控下料钢板尺寸是否准确,确认无误后,就可以分别对4块钢板零件滚弯加工。
  二是舵桨座围板必须在固定的刚性平台制作,并在平台勘划出检验线,便于组对及控制焊接变形。
  三是在组对过程中,在直径方向加入2mm的焊接收缩量,并在围板结构内部上下口处做两道环形的加强结构,用于控制焊接变形。
  四是围板结构要保证制作后的内径最终偏差为1~3mm的正偏差,椭圆度偏差不大于3mm。
  3  拉线定位及舵桨座围板安装精度控制
  为保证舵桨座围板安装精度,通常采用拉线法对围板结构进行安装定位及检验,拉线法是根据《主机、轴系、舵桨拉线工艺要求》和《轴系布置图》等资料,通过在船舱内水平拉线与纵向拉線构成的十字交叉点,用于确定舵桨座围板安装处的中心位置。由于拉线是通过0.7mm细钢丝将各定位点相连接构成的,因此定位点的准确性将直接影响舵桨安装精度,因此为提高精度控制,应保证如下基本工作。
  一是最大程度保证船舶完整性,减少后期船舶重量增加对轴线的影响。在拉线前应至少保证如下要求:主船体及艏楼合拢、装配、焊接结束;全船焊缝检验完成、射线探伤及缺陷修复报验合格;机舱前舱壁往尾部的舱室水密试验要尽可能完成;各类设备机座、系泊设备等铁舾装件底座安装完成(主机座、中间轴承座及舵桨座围板等不需要安装);主机进舱工艺孔已开孔的需要做适当的结构加强;管系安装率应达到60%以上;同时停止各类较大的振动作业。
  二是在轴系拉线前,需要对船体是否处于纵横水平进行检查。船体纵横方向未处于水平状态将直接影响拉线过程中定位点的高度测量,从而对轴系拉线的准确度造成影响。如果确实存在纵横方向已出现水平偏差,就需要在定位点的测量中,通过计算加入修正量,以提高定位的准确性。
  三是在上述要求均已符合的前提下,即可通过拉线定位,确定舵桨座围板的安装位置,并在焊接过程中,至少保证2人对称连续焊接,同时对舵桨座围板实时测量,从而保证底座安装精度。
  4  船体换墩与轴系复线
  由于换墩作业是将坞墩上方的刚性支撑分批次更换为木质柔性支撑,船体在换墩完成后会根据重量情况,发生一定的偏移或下沉,因此必须将舵桨座围板、中间轴承座、主机座等设备基座焊接完成并检验合格,再进行换墩作业。换墩的主要目的在于使船体更接近于下水后的状态,从而保证轴线精度。
  换墩完成后,即可对轴系进行复线,通过复线后的结果确定舵桨安装的最终尺寸。
  5  舵桨吊装定位   一是根据复线的实际结果,提前在舵桨座围板内壁固定好定位块,保证吊装人员能够确定吊装的最终位置,从而提高定位效率。
  二是提前准备好足够强度的马板,保证在舵桨预定位后先将舵桨固定,防止舵桨坠落,并继续精调舵桨至最终位置,最后使用马板将舵桨上平面与舵桨座围板周边的主结构全部固定。
  6  舵桨焊接过程中的精度控制
  在舵桨焊接过程中,要注意按照对称焊接的方式参照规定的顺序进行焊接,从而保证焊接过程中的精度控制。
  具体焊接顺序如下:舵桨本体上平板与舵桨座围板焊接环形焊缝→舵桨本体肘板与舵桨座围板焊接→舵桨底部封板与舵桨肘板焊接(其中应留下一块封板,且该封板应布置在舵桨肘板之间,便于焊接内部结构以及封板安装后的焊接工程)→舵桨底部封板与舵桨座围板焊接→最后剩余一块封板焊接。
  在舵槳本体上平板焊接过程中,应将其划分16等份,保证2名焊工按区域对称焊接,并控制每个焊接区域内的角度不能超过±3°,在二氧化碳气体保护焊丝选择上,应采用2~2.5mm直径的焊丝为宜。最后在焊接过程中,要注意测量舵桨传动机构与底座上平板之间的缝隙数据并做好记录,其中本舵桨标准值为2.5mm,要求偏差不得超过±0.25mm,防止焊接过程中上平板变形,从而影响到舵桨本体的运行。
  7  密性试验及后续工程
  通过舵桨本体底座上气密检验孔,即可对由舵桨本体、舵桨座围板、舵桨底部补板所形成的封闭空间进行气密试验,待试验合格后,就完成了舵桨本体安装工程。
  另外在舵桨安装完成后,还需将存放舵桨的地坑填平,铺设钢板,增加地面强度,并在合适的位置继续增加船体尾部支撑,保证船体结构稳定。
  通过以上的介绍,能够发现此类舵桨在定位安装以前的工作量确实较为繁琐,同时又需要将舵桨提前放置于船体合拢区内,增加了设备的保护工作。但通过此方式安装的舵桨确实节省了施工工期,并且有利于船舶后期使用保养。因此确定要使用此类型式舵桨时,就需要在施工方案中多加细化,从而确保舵桨能够顺利安装。
  参考文献
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  [2] 钱银辉,林泽雨.浅谈全回转舵桨装置轴系安装工艺[J].黑龙江科技信息,2017(18):123.
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  ①作者简介:王勇(1985,7—),男,汉族,黑龙江哈尔滨人,本科,工程师,研究方向:船舶建造。
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