CROWN82散貨船反作用鰭制作安裝工藝

郝標(biāo)

摘 ? ?要：本文以CROWN82散貨船反作用鰭制作安裝為例，介紹了船舶反作用鰭裝置套在尾柱上依靠調(diào)節(jié)螺栓調(diào)整到位后，利用環(huán)形擋板將反作用鰭前后端封住，前端利用導(dǎo)流板過渡流暢的連接在船舶外殼上，最后將反作用鰭與尾柱形成的空腔注入環(huán)氧樹脂填充結(jié)實，以減少水流對反作用鰭的影響。

關(guān)鍵詞：散貨船;反作用鰭;調(diào)節(jié)螺栓;導(dǎo)流板;環(huán)氧樹脂

中圖分類號：U671.4 ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract： The manufacture and installation of the reaction fin of the CROWN82 bulk carrier is introduced in this paper. The marine reaction fin device is set on the stern post of the ship and adjusted in place with the adjusting bolts， the fore and aft end of reaction fin are closed with the ring closed plates， the reaction fin fore end is connected smoothly to the outside surface of vessel by baffler， the cavity between the reaction fin and stern post is filled with epoxy resin to reduce the influence of water flow on the reaction fin.

Key words： Bulk carrier; Reaction fin; Adjusting bolt; Baffler; Epoxy resin

1 ? ? 前言

隨著全球氣候日益變暖，人類對環(huán)境的重視程度與日俱增，IMO等國際組織對船舶排放的規(guī)范要求也越來越嚴(yán)，船舶運營過程中的節(jié)能減排顯得越來越迫切和必要。

為了提高螺旋槳推進(jìn)效率，改善螺旋槳前水流對螺旋槳的不利影響，德國、日本相繼研究了槳前導(dǎo)流鰭來減少舭渦和斜流造成螺旋槳推力和力矩的脈動變化。螺旋槳前導(dǎo)流鰭由與水流成一定攻角的鰭葉組成，通過改變水流的方向改善船舶伴流或在槳前形成一個與螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向相反的預(yù)旋流，以提高螺旋槳的效率、減小振動，可節(jié)省主機(jī)功率5%左右。

CROWN82散貨船是由我司與日本三菱重工聯(lián)合開發(fā)，采用了三菱重工設(shè)計的反作用鰭裝置。該裝置在螺旋槳旋轉(zhuǎn)推進(jìn)船舶前進(jìn)時，在鰭板前方可產(chǎn)生與螺旋槳回轉(zhuǎn)方向相反的回轉(zhuǎn)流動，從而減少螺旋槳后方與螺旋槳回轉(zhuǎn)方向相同的回轉(zhuǎn)水流，減少了螺旋槳推進(jìn)能量損失，提高推進(jìn)效率。由于反作用鰭裝置產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)流動是通過鰭板的安裝角度控制的，鰭板的角度直接影響其應(yīng)用效果，因此反作用鰭裝置的制造及安裝精度顯得尤為重要。

2 ? ?反作用鰭裝置構(gòu)造簡介

CROWN82散貨船反作用鰭裝置共由6片鰭板、鰭轂及附屬的導(dǎo)流板組成。其中：各鰭板間夾角為45°;每片鰭板的迎角均不相同，在0°～20°之間按每5°間隔布置;上部兩片鰭板長度同螺旋槳半徑為3700 mm，其余鰭板長度為3 515 mm;鰭轂長2120 mm。表1為鰭板的定位參數(shù)。鰭板、鰭轂材質(zhì)為鑄鋼，總重量約45 t;反作用鰭裝置通過鰭轂內(nèi)孔套于尾柱船殼上，并與船殼間形成一圈40 mm空腔用于澆注環(huán)氧樹脂。具體安裝流程如下：

外協(xié)鑄造→總段階段初定位→精確調(diào)節(jié)→導(dǎo)流板安裝→密性試驗→環(huán)氧澆注。

反作用鰭裝置外形尺寸較大、重量也較重，為確保其最終整體精度，選擇對其整體進(jìn)行澆鑄加工;同時，考慮到施工的便利性、安裝精度及縮短船塢建造周期，鰭裝置的安裝選定在總組階段安裝;此外，為了便于精確安裝定位，在鰭轂前端和后端圓周布置9個M64的螺栓孔，在鰭初步就位后通過螺栓調(diào)節(jié)船殼與鰭轂間的間距。反作用鰭的外形示意圖，如圖1所示，制造允許誤差見表2。

3 ? ?安裝前準(zhǔn)備工作

3.1 ? 運輸過程保護(hù)及檢驗

外協(xié)廠需做好反作用鰭在吊裝和運輸途中的保護(hù)措施，避免和減小反作用鰭的變形。另外，外協(xié)廠還應(yīng)配合提供反作用鰭的重心位置，便于船廠安全吊裝;

品保部檢查員對到廠的反作用鰭檢查是否有損壞及變形，并出具合格檢驗的報告，作為船廠后期施工依據(jù)。

3.2 ? 安裝前的注意事項

（1）在安裝前將鰭轂內(nèi)孔表面和尾柱外圓表面用去污劑（如：丙酮）清潔，使環(huán)氧樹脂結(jié)合面無銹跡、油跡、水跡、油漆和灰塵等;

（2）在環(huán)氧樹脂澆注口及透氣口，焊裝3根內(nèi)徑約40 mm的鋼管（注入管1根、透氣管2根），管子長度不小于300 mm;再外接長度約500 mm的塑料透明管，以便于觀察環(huán)氧樹脂澆注及收縮情況;

（3）鰭轂有9個調(diào)整螺栓，在螺栓的頭部涂上一層薄牛油;將鰭轂套入尾柱內(nèi)用調(diào)整螺栓初步就位;

（4）在鰭轂和尾柱端面分別劃出十字中心線作為安裝的基準(zhǔn)對合線，是由外協(xié)廠出廠時配合劃出的。

4 ? ? 安裝工藝

4.1 ? 封板反面墊板的安裝

反作用鰭前端及后端兩封板反面墊板的裝焊，如圖3所示。

4.2 ? 吊裝及三向定位

用2只35 t葫蘆將反作用鰭（總重約45 t）按外協(xié)廠提供的重心位置緩緩吊起，并套到尾柱上：

（1）X方向的定位

利用焊裝在船體外板上的吊環(huán)，用2只35 t葫蘆將反作用鰭慢慢地向尾柱船首方向移動，直至移到設(shè)計位置;

（2）Z方向的定位

首先將鰭轂調(diào)整到尾端面上的十字中心線與尾柱端面上的十字中心線重合;再對鰭進(jìn)行微調(diào)，借助激光經(jīng)緯儀確保No.2鰭板及No.5鰭板的水平基準(zhǔn)線與尾柱中心線重合（允許偏差為±5 mm）;

（3）Y方向的定位

方法同X方向的定位，即利用鰭中縱剖面上、下表面的基準(zhǔn)線;

（4）安裝No.1和No.6兩個較長的鰭板時，需注意鰭板保護(hù)，禁止外力撞擊鰭板;

（5）以上微調(diào)的過程都應(yīng)采用調(diào)節(jié)螺栓交叉調(diào)節(jié)的順序進(jìn)行（即上-下-左-右），并確保位置調(diào)整滿足要求，確認(rèn)定位后所有調(diào)節(jié)螺栓緊固牢靠;

（6）焊接尾鰭前后端的封板，固定尾鰭安裝位置，并記錄安裝數(shù)據(jù);

（7）對鰭與尾柱間的環(huán)氧空腔進(jìn)行充氣試驗，確保空腔密性，便于后期的環(huán)氧樹脂澆注。

4.3 ? ?導(dǎo)流板的安裝

4.3.1 焊接及安裝要求

（1）導(dǎo)流板分8塊現(xiàn)場拼接而成，與反作用鰭等鑄件的焊接程序及保溫技術(shù)等，需滿足鑄鋼件焊接工藝的要求;

（2）所有T型墊板結(jié)構(gòu)均在內(nèi)場平臺預(yù)制好，其中FR11號肋板墊板因弧度較大，應(yīng)根據(jù)船體線型制作簡易模板在模板上焊接;

（3）墊板（T型材）安裝順序如下：FR11→CPL+60→CPL-60→CPL00→CPL +30→CPL-30;墊板安裝結(jié)束后用導(dǎo)流板樣箱檢查墊板安裝情況，如發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，確保導(dǎo)流板與墊板貼合、導(dǎo)流板前口與外板連接光順;確認(rèn)無誤后焊接墊板與外板的角焊縫;在船體外板安裝T型墊板結(jié)構(gòu)時，T型墊板腹板與外板的角度應(yīng)近似垂直于外板切線，具體的安裝角度根據(jù)放樣結(jié)果確定;

（4）導(dǎo)流板的對接焊縫背面T型墊板面板端部需用墊板（FB80*6）對接，并搭接在尾部外板，如圖4所示。

4.3.2 焊接前后形狀檢查

（1）安裝導(dǎo)流板前在現(xiàn)場用樣箱檢查其形狀，導(dǎo)流板與樣箱的貼合度應(yīng)≤3 mm;按照先上后下的對稱原則順序定位導(dǎo)流板，現(xiàn)場清潔坡口，確認(rèn)定位準(zhǔn)確后焊接導(dǎo)流板的對接焊縫;焊接后注意焊道的成型光滑及打磨處理;

（2）導(dǎo)流板塞焊孔的焊接，要保證塞焊孔不與導(dǎo)流板對接焊縫重合;焊角為12 mm，完成連續(xù)周界焊后的凹區(qū)填滿膩子，確保外表面光順;為了防止后期環(huán)氧樹脂脫落，在塞焊孔中間增加小圓鋼加以固定;

（3）焊接導(dǎo)流板正上方的焊縫;

（4）焊接導(dǎo)流板前端口與尾外板的焊道，務(wù)必確保焊接成型后的自然過渡，尾部外板與導(dǎo)流板的過渡區(qū)成型應(yīng)自然流暢;

（5）利用激光經(jīng)緯儀對鰭尾斷面的中心線、肋位定位線、中心水平線進(jìn)行焊后檢測，并記錄焊后中心線偏差數(shù)據(jù)，應(yīng)在允許公差之內(nèi)。

4.3.3 密性試驗

（1）在導(dǎo)流板與尾部外板的焊道區(qū)，焊接前預(yù)埋一根直徑40 mm的金屬管，金屬管現(xiàn)場周界焊接，確保導(dǎo)流板焊接工作結(jié)束后內(nèi)腔封閉;

（2）金屬管外端口做好保護(hù)措施，防止堵塞，避免充氣時氣道不通;

（3）充氣試驗的具體操作及試驗壓力的技術(shù)要求，見船體密性試驗圖。

5 ? ?環(huán)氧樹脂澆注

（1）在環(huán)氧樹脂攪拌和澆注過程中，周圍不得進(jìn)行打磨、電焊、氣割等明火作業(yè);

（2）在寒冷季節(jié)澆注環(huán)氧樹脂時，還要做好加熱保溫工作，在鰭轂前后端用三防布圍成兩個封閉的空間，用電加熱器或碘鎢加熱燈加熱保溫;

（3）對環(huán)氧樹脂澆注的區(qū)域密封，在現(xiàn)場配置2對25㎜厚的密封板，并滿焊在相應(yīng)的尾柱和鰭轂的前后斷面上，防止泵入環(huán)氧樹脂時密封脫落，同時又起到止擋固定的作用;反作用鰭鰭轂與尾柱之間的環(huán)氧厚度為40 ㎜（允許偏差為±20 mm）;

（4）在澆注環(huán)氧樹脂的同時，準(zhǔn)備2塊檢查試樣用作硬度和澆注質(zhì)量的檢查，待環(huán)氧樹脂固化后在檢查試樣上進(jìn)行硬度測試;

（5）待環(huán)氧樹脂固化交驗后，將調(diào)節(jié)螺栓擰掉并用砂輪機(jī)將注入管、透氣管和高出鰭轂表面的部分拆除并打磨平整，然后用環(huán)氧填充并用膠蓋面，避免環(huán)氧裸露在海水中。

6 ? ? 結(jié)語

本文通過對CROWN82反作用鰭裝置的制作和安裝工藝進(jìn)行研究，為今后類型船舶反作用鰭裝置的制作安裝提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]林安平，余培文.數(shù)種船舶節(jié)能技術(shù)性能分析[J].中外船舶科技，? ? ? 2009 （ 1 ） ： 21-23.