4 200 m3開體耙吸挖泥船主油缸安裝方法

何 勇

(江蘇海新船務重工有限公司，江蘇 南通 226100)

4 200 m3開體耙吸挖泥船(以下簡稱本船)是目前世界上已建成的大型對開式耙吸挖泥船之一，適用于沿海港口、航道的疏浚、吹填工程，并兼作沿海維護工程。

本船主船體部分由左右2個片體組成，2個片體通過泥艙兩端的甲板鉸鏈和主油缸連接、開合。浮動甲板室設在艉部升高甲板上，通過4個甲板室鉸鏈與左右片體的主甲板相連，保證2片體對開時，甲板室始終保持水平狀態。主油缸是船體開啟和閉合的關鍵構件，主油缸的安裝至關重要。

1 本船泥艙介紹

1)泥艙結構。本船泥艙容量為4 200 m3，滿載泥漿容重為1.40 t/m3時，可裝載泥漿約5 880 t。

船體的2個片體中部為裝載泥艙，卸泥時，2個片體沿縱中位置繞鉸鏈方向向外打開。2個片體的啟閉動作由液壓系統控制，泥艙的最大開度約為19°。

2)泥艙啟閉動作。泥艙啟閉系統有5個動作：加壓(主油缸將2個片體拉緊)、松鉤、開啟、閉合(至拉緊位置)、鎖鉤。全開時間不大于150 s，全閉時間約為300 s。泥艙啟閉和鎖鉤開合均由設置在駕駛室內駕控臺控制板上的電液遙控系統完成，自動控制的啟閉時間間隔和片體開啟角度能根據施工要求隨時調整。控制系統有可靠的聯鎖和指示裝置。

3)甲板鉸鏈。甲板主鉸鏈中心設置于船中線上，甲板主鉸鏈有2個，一個位于39#肋位，一個位于124#肋位，兩者對稱。甲板主鉸鏈示意圖見圖1。

圖1 甲板主鉸鏈示意圖

2 主油缸及液壓動力裝置

1)工作原理。泥艙左右2個片體的開啟和閉合由液壓開閉裝置來完成。開閉系統由電動液壓泵站、開閉油缸、控制閥件、操縱裝置、顯示及報警裝置、安全保護裝置和應急開閉系統等組成。本船在泥艙艏艉端的油缸艙內各設置了1只主液壓油缸。電動液壓泵站設置在機艙內，采用電機泵組為液壓系統提供動力油源，主電機泵組提供主油缸油源，副電機泵組用于保壓、鎖緊油缸動力油源。操縱及顯示、報警裝置設置在駕駛室內。電動液壓泵站的壓力油通過駕駛室電-液遙控操縱提供給主油缸，主油缸的動作活塞在壓力油的作用下實現左右移動、推動2個片體的啟閉。

2)主油缸布置。本船共有2對主油缸及絞點裝置，沿船中對稱布置，分別布置在艏部122#肋位、艉部41#肋位，主油缸布置示意圖見圖2。主油缸絞點裝置結構示意圖見圖3。

圖2 主油缸布置示意圖

圖3 主油缸絞點裝置結構示意圖

3)主油缸參數。主油缸活塞桿涂層采用高速火焰噴涂形成的鎳基金屬陶瓷涂層。主油缸的主要參數：油缸內徑約1 000 mm，活塞桿直徑約450 mm，油缸行程約3 750 mm，桿腔最大額定壓力37.5 MPa，油缸伸出速度25.0 mm/s，油缸縮回速度12.5 mm/s。

4)主油缸開啟行程。片體閉合狀態下，主油缸軸心示意圖見圖4，油缸軸心尺寸為7 350 mm。片體開啟狀態下，主油缸軸心示意圖見圖5，主油缸軸心尺寸為11 052 mm。因此，主油缸的開啟行程為3 702 mm。

圖4 片體閉合狀態下，主油缸軸心示意圖

圖5 片體開啟狀態下，主油缸軸心示意圖

3 主油缸安裝

1)主油缸眼板和銷軸的材料要求。主油缸眼板是本船的受力核心部件，采用鍛鋼件合金鋼，其化學成分和材料力學性能應滿足CCS《材料與焊接規范》要求，并取得CCS證書。

主油缸銷軸的材料為42CrMo。其加工要求需滿足熱處理：淬火(油，850 ℃)，回火(水、油，560 ℃)。主油缸銷軸表面電鍍總厚度為0.046～0.056 mm，其中銅層為0.030～0.035 mm，鎳層為0.015～0.020 mm，鉻層為0.008～0.012 mm。主油缸銷軸的化學成分和力學性能應符合GB/T 3077-2015《合金結構鋼》要求。

2)主油缸眼板的安裝及精度要求。主油缸為保證左右片體的開啟效果，必須保證泥艙前后主油缸軸線為2條平行的直線，并且左右兩側必須在同一軸心線，因此需控制好主油缸眼板的安裝精度。主油缸眼板示意圖見圖6。

圖6 主油缸眼板示意圖

主油缸眼板在分段階段完成裝配工作，分段焊接時需控制好焊接變形量，眼板變形最大允許值為±2 mm。

主油缸眼板的定位至關重要，根據圖紙要求，利用經緯儀、全站儀等精控儀器，進行找點劃線，再次確認定位尺寸符合要求后，將眼板支座移動到位置，點焊焊接，并調整其橫向、縱向的水平，直到符合施工要求后焊接。具體的焊接順序及方式要按照焊接工藝規程施工，必要時可增加相應的臨時加強支撐防止其變形等情況。裝焊完工后對其再次進行測量，直到符合尺寸定位要求。

左右片體主油缸艙內眼板支座精準定位安裝完工后需檢驗是否在同一軸線上，左右片體的耳板偏差控制在±1 mm內且不得偏向。

主油缸眼板支座在前后方向上也需精準定位安裝，要求在同一軸線上。主油缸安裝后，其橫向最大允許偏差為±5 mm。

3)焊接要求。為確保焊接質量并控制結構變形，船廠需編制焊接工藝規程，還需進行焊接工藝認可試驗。焊接材料的熔敷金屬和焊接接頭的力學性能不得低于母材的規定值，手工電弧焊應采用低氫焊條。

焊縫應平順光潔，沒有氣孔、夾渣、裂紋等缺陷。焊后48 h，焊縫應進行100%無損探傷。超聲波檢測達到CB/T 3559-2011《船舶鋼焊縫超聲波檢測工藝和質量分級》標準的I級要求，磁粉檢測達到CB/T 3958-2004《船舶鋼焊縫磁粉檢測、滲透檢測工藝和質量分級》標準的I級要求。抽查10%～20%進行射線探傷，射線檢測達到CB/T 3558-2011《船舶鋼焊縫射線檢測工藝和質量分級》標準的I級要求。

4)主油缸眼板鏜孔。左右2個片體合龍到位后，拉線檢驗前后主油缸眼板和左右油缸眼板的精度要求在允許的范圍之內。

精度檢驗合格后，對主油缸眼板進行鏜孔。由于本船主油缸銷軸的長度大于主油缸艙的空間，因此需在主油缸艙相應的結構上開臨時工藝孔，以便架設鏜孔用的鏜排。

5)主油缸吊裝。主油缸眼板鏜孔完成并檢驗合格后，進行主油缸吊裝。主油缸吊裝到位后，根據廠家的圖紙要求或在廠方的指導下進行安裝固定，并將相應的管子連接好。

6)施工注意點。

(1)艏艉主油缸眼板在左右片體間的間距必須保證一致。

(2)艏艉主油缸眼板在左右片體的對線校準工作需同時進行。

(3)在眼板發生不可避免但在允許值內的變形時，必須保證左右片體和艏艉油缸眼板變形的同向，即艏艉油缸眼板在左右片體間的連線永遠為平行線。

(4)艏艉主油缸眼板要保證同軸同心。

4 結束語

主油缸的安裝是決定開體船2個片體能否開啟和閉合的關鍵工程。在船舶設計階段，需要充分考慮主油缸安裝的空間要求和精度要求，施工單位需嚴格按照圖紙和工藝施工。在施工過程中，需加強船體和密封體的精度控制。由于前期準備很充分，嚴格按照要求執行了精度控制，4 200 m3開體耙吸挖泥船的主油缸在吊裝時一次性安裝到位，未出現需要修割或開刀的現象，為類似項目的建造積累了經驗。