4 200 m3開體挖泥船泥艙密封裝置的設(shè)計(jì)與安裝

何 勇

(江蘇海新船務(wù)重工有限公司，江蘇 南通 226100)

我公司建造的4 200 m3開體挖泥船是世界上最大的對開式耙吸挖泥船之一，由中國船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，適用于沿海港口、航道的疏浚、吹填工程，并兼作沿海維護(hù)工程。

其主船體為分體式，上層建筑為整體式，通過將船體開體拋泥。開體船體之間留有380 mm的間隙，密封裝置對于開體式船有著至關(guān)重要的作用，通過兩密封體的精密配合來消除間隙，用甲板鉸鏈和液壓油缸伸縮作用來保證密封。

1 4 200 m3開體挖泥船簡介

本船是泥艙艙容4 200 m3，為雙全回轉(zhuǎn)舵槳、雙耙、單甲板、球鼻艏、鋼質(zhì)焊接流線型的開體式耙吸挖泥船。船舶主要參數(shù)如表1所示。

表1 船舶主要參數(shù)

4 200 m3開體挖泥船由左右2片獨(dú)立且對稱的船體組合而成。2個片體的組合由設(shè)于甲板艏部和艉部的鉸鏈連接，底部由艏艉2套液壓油缸支撐。

泥艙由縱艙壁、斜艙壁、艙口圍板、甲板和帶有折角型舭部的外板組成，為2個獨(dú)立半體結(jié)構(gòu)。拋泥作業(yè)時，泥艙通過前后兩端的甲板鉸鏈和液壓油缸，將整船沿中心線打開，泥艙單邊最大開度約 19°。拋泥作業(yè)時船體開體角度示意圖見圖1。

圖1 拋泥作業(yè)時船體開體角度示意圖

2 泥艙密封裝置設(shè)計(jì)

2.1 泥艙密封布置

對開式泥艙的2個片體分段的長度較長、質(zhì)量較大，不可能緊密地合龍?jiān)谝黄穑?個片體間會留有一定的間隙，這也是船體開合所必須的工作間隙。本船2個片體的最大間隙為380 mm，在航行過程中會導(dǎo)致泥艙進(jìn)水，顯然不可行。為有效解決泥艙存在泄漏的現(xiàn)象，使用橡膠密封裝置是較理想的方法。泥艙密封布置主要包括垂直段密封、轉(zhuǎn)角密封和底部密封，泥艙密封布置示意圖見圖2。

圖2 泥艙密封布置示意圖

2.2 泥艙密封裝置的形式

4 200 m3開體挖泥船密封裝置為鼻骨橡膠擠壓式密封，分為左舷密封裝置與右舷密封裝置，通過左舷半體的密封橡膠與右舷半體的鋼鼻的配合以及艙內(nèi)外壓力等實(shí)現(xiàn)密封效果。密封裝置位置示意圖見圖3。

圖3 密封裝置位置示意圖

2.3 泥艙密封裝置的結(jié)構(gòu)

左舷密封裝置由墊板、限位板、定位槽、橡膠密封及其他組合件組成，右舷密封裝置由墊板、限位板、鋼鼻和止動塊組成。左、右舷密封裝置基座結(jié)構(gòu)示意圖見圖4，左、右舷密封裝置部件結(jié)構(gòu)示意圖見圖5。

圖4 左、右舷密封裝置基座結(jié)構(gòu)示意圖

圖5 左、右舷密封裝置部件結(jié)構(gòu)示意圖

3 泥艙密封裝置安裝方法

3.1 船體裝配精度控制要求

墊板及結(jié)構(gòu)縱壁的準(zhǔn)確度，直接影響后期密封裝置的精度。故在船體分段制作階段不安裝密封裝置，待船體泥艙分段合龍完成后現(xiàn)場劃線定位安裝，并檢驗(yàn)整體的水平度/垂直度是否滿足要求。

1)密封裝置組件半體合龍前，尤其在分段建造階段要嚴(yán)格按照施工工藝要求裝焊，以劃線定位為基準(zhǔn)，嚴(yán)格規(guī)范焊接順序及焊接方式。中縱壁板分段安裝后，需檢查其垂直度和平面度，必要時可增加臨時支撐。完工后對分段進(jìn)行測量，垂直度誤差≤2 mm。

2)泥艙半體分段合龍后，中縱壁板需滿足平面度公差要求為≤4 mm。

3)嚴(yán)格控制分段的變形量，并采取相應(yīng)的措施保證密封裝置的安裝效果。

3.2 底部密封安裝

底部密封劃分為10段標(biāo)準(zhǔn)密封段及2段調(diào)整密封段，泥艙底部密封布置示意圖見圖6。

圖6 泥艙底部密封布置示意圖

3.3 左、右舷密封裝置分體式安裝法

左、右舷密封裝置分別在左舷及右舷分段制作，或者總組階段安裝。

1)左舷密封裝置制作和注意點(diǎn)。①墊板、限位板、肘板、限位槽等零件下料，注意平整度檢查及外型準(zhǔn)確度檢查；②定位槽螺栓預(yù)埋，螺栓孔位置必須準(zhǔn)確；③在墊板上劃線、打孔，注意墊板預(yù)埋孔要與定位槽鋼開孔匹配； ④安裝限位板、定位槽鋼、加強(qiáng)肘板并焊接好；⑤安裝密封條；⑥上緊緊固螺栓。

2)右舷密封裝置制作和注意點(diǎn)。 ①墊板、限位板、肘板等零件，注意平整度檢查及外型準(zhǔn)確度檢查；②在墊板上劃線，鋼鼻中心線位置必須準(zhǔn)確； ③安裝限位板、鋼鼻、加強(qiáng)肘板并焊接好；④左、右舷密封裝置必須匹配。

采用分體式安裝時，下口的橡膠塊及對應(yīng)擋板先暫不安裝，待左、右舷密封裝置分別安裝完畢后，在左、右船體合龍階段再安裝下口的密封條和擋板，以保證密封咬合。

同時，在左、右舷密封裝置安裝過程中需嚴(yán)格控制好安裝精度，以對合線為基準(zhǔn)線安裝，每10 m要求垂直/水平度誤差≤±2 mm。左、右舷密封裝置分體式安裝完成后，在泥艙關(guān)閉狀態(tài)下，密封條與唇形壓板應(yīng)壓緊，以保證無海水滲漏。

分體式安裝法的優(yōu)點(diǎn)：施工方便，節(jié)約材料，安裝完成后密封裝置和船體貼合比較好。缺點(diǎn)是對作業(yè)密封裝置安裝定位精度要求較高，如果精度控制不好，就存在左、右舷密封裝置不咬合的風(fēng)險。

3.4 左、右舷密封裝置合體式安裝法

在安裝密封裝置前，左、右舷密封裝置需提前在場地制作完畢(與分體安裝法一致)。左、右舷密封裝置制作完成并校對精度后，利用工裝件，在下口固定，上口采用螺栓連接。 利用上口螺栓及自身限位板，完成左、右舷密封裝置合體制作。待左、右船體合龍完成后，通過吊碼直接吊入，定位后拆除工裝件。與外底板焊接的擋板及墊板下方橡膠塊需在密封裝置吊裝前裝配完成。

合體式安裝法的優(yōu)點(diǎn)：可整體吊出，維修方便，左、右舷密封咬合度較高，密封性得到保證。缺點(diǎn)是制作工裝需耗費(fèi)部分材料，另外在拆除工裝件時因空間狹小，施工比較困難。

4 結(jié)束語

隨著開體挖泥船越來越大型化，泥艙密封裝置的設(shè)計(jì)和安裝是至關(guān)重要的一環(huán)。在船舶設(shè)計(jì)階段需充分考慮密封的有效性和船廠施工的便利性，施工單位需嚴(yán)格按照圖紙和工藝要求施工，在施工過程中加強(qiáng)船體和密封體的精度控制。4 200 m3開體挖泥船泥艙密封裝置的成功安裝為類似項(xiàng)目的建造提供了借鑒。