船舶特種設備基座安裝精度研究

陳佳

（江南造船（集團）有限責任公司，上海 201913）

提高船舶特種設備的基座安裝精度具有十分重要的意義，技術指標直接影響了安裝精度的高低。當安裝精度較低時，無法滿足船舶系統中的裝船要求，因此為了提高精度需要進行設備的拆卸以及重新返工，不僅拖慢了具體生產進度，還延長了施工的周期；當安裝精度與實際要求偏差較大時，還可能會降低設備的整體功能，給設備的運行帶來極大影響，控制船舶特種設備的基座安裝精度不僅能提升船舶系統的穩定性，還能有效降低生產成本，縮短生產周期。近年來，特種設備基座安裝精度的問題一直困擾著國內的船舶制造商，由于安裝精度的問題導致在施工建造時通常無法滿足裝船時的技術指標要求，還會有一些額外的問題產生，比如：船廠在對某種特種設備基座進行安裝時，位于基座面板的內圓在經過加工之后產生極大的變形，使得在具體安裝時設備無法正常嵌入安裝的基座內部。針對這些問題，在對船舶的特種設備進行安裝時要及時改進相關的工藝，使安裝精度逐漸滿足技術指標的要求，達到縮短生產周期的目的。

1 船舶特種設備基座加工要求

本文主要針對某圓筒形基座的安裝展開，圓筒形基座的加工面要求為：水平度6分，平面度0.3mm，對中精度為1mm。

2 焊接工藝及其優化

（1）焊接方式。基座的連接采用焊接方式。使用這種焊接技術更加易于控制焊接工藝和基座的生產精度，與其精確性和控制質量有著密切關系。目前在焊接工藝中使用最為廣泛的有兩種是手工電弧焊以及CO2氣體保護電弧焊，其中，手工電弧焊主要是應用于特殊設備電弧基座的定位與維修；而CO2氣體保護焊可以被應用來做為基座時的對接縫，角焊、定位電弧等。

（2）焊接材料。在對基座材料進行選用時，主要考慮了兩種，即特種鋼以及CCSB級板材，主要的焊接形式為四種接頭的焊接：特種鋼之間焊接時角接接頭、對接接頭、特種鋼與CCSB級板材之間的角接接頭均選用特種鋼焊條或者鋼藥芯焊絲，而CCBS板與CCSB級板之間的對接接頭則選用J507焊條或者JQ．YJ501-1焊絲。

（3）對焊腳H的公差要求。本文對于焊腳H的公差具體要求為：0.9Ho＜H＜1.1Ho，其中，Ho為名義上要求的焊腳高度。在焊接時需要控制T型接頭的焊腳尺寸，具體的控制方式如下：如果焊接的構件之間相互連接，并且構件中較薄的板為8mm，則焊腳尺寸H選用5mm；如果是10mm、12mm，則焊腳的尺寸H選用6mm；如果為14mm，則焊腳尺寸H選用7mm；若厚度為16mm，焊腳尺寸H選用8mm；較薄板厚為20mm，焊腳尺寸H為10mm。

（4）具體焊接過程。基座在進行焊接之前，需要提前按照圖樣設計要求開坡口。將需要焊接區域以及焊接周圍25mm范圍以內的一些雜物清理干凈。如果一些坡口由于某些原因沒有及時完成焊接，則在再次進行焊接前也要重新清理，如果焊接時的施工現場氣溫過低，處于0℃以下，則需要提前對焊接的區域附近進行均勻預熱，預熱的具體范圍應該是焊接區域的3倍。在對基座焊接時，焊縫的拐角處不能引弧操作，而應該在拐角部分連續焊接。在焊接過程中要做到連續分層施焊，只有當對所有的焊縫都進行打底焊接之后，在焊接下一層。逐層焊接時我們需要先把控好每層直接焊接的厚度，盡量把握在5mm的厚度之內，而且還要避免出現在焊接一次就能夠完成的情況，在焊接時如果發現有任何缺陷處，應該首先了解到這些缺陷，在下一層進行焊接時對于每層的溫度都要把控在150℃之下，在對于基座的溫度進行逐層焊接時，需要選擇一些專門人員來針對于面板平度做出準確的調整、監測，如果在后續焊接過程中有水平度超差現象發生，能夠及時調整焊接順序，避免后續焊接過程中水平度不合格的麻煩。對于基座面板上的焊接墊塊而言，要嚴格地按照焊接工作由頂部啟動之后開始的先后順序來進行。

3 基座安裝精度控制

對于基座安裝的精度而言，如果從設計方面來看，需要考慮安裝平臺的剛性以及強度要求，而在具體的施工建造中，則需要從以下幾個方面進行：

（1）加強對特種設備的艏艉基準線標定。艏艉基準線是安裝時的重要參考基準，對于特殊設備船身的船體和基準線標定工具和時機而言，需要根據船身的中心線對其進行二次標定。兩次標定分別可以在主船體完成裝焊后以及主船體完成合攏裝焊、上層建筑船體裝焊大致完成后再繼續進行；當艏艉基準線一經標定，全船的所有特種設備都應該將其作為唯一的定位基準進行安裝；如果船舶中有部分的艙室需要進行基準定位，則要選用陀螺經緯儀來進行艙室中心線的標定，以此來確保標定的精度；位于甲板面且沒有位于中線面的特種設備，其艏艉基準線可以選擇陀螺經緯儀標定也可以選擇瞄星法。（2）安裝基準檢驗平臺。基準檢驗平臺的安裝要嚴格按照相關條件進行，在具體安裝時要進行充分考慮，對自身的應力釋放、船體的結構、具體的施工狀況、設備的安裝情況、船體中心線的標定情況等綜合考慮，以此保證基準檢驗平臺的安裝精度。（3）反變形措施的采用。對基座的平面進行加工后很容易由于船體的制造、設備的安裝等因素導致總縱彎曲變形，為了解決這一問題，可以對總縱彎曲變形的量計算后在基座加工操作時給基座一個反變形量，使船舶在正常的排水量狀態下水平精度能夠滿足裝船的技術要求。（4）基座的定位安裝以及對平面的加工。基座定位安裝時要盡量保證基座的定位安裝與平面的加工精度，充分考慮船體的施工狀態、周邊環境等因素。如果在安裝過程中有變形現象產生要及時給予糾正。其中，胎架所需要使用的模板必須要控制其水平度，基座面板的設定為以及在安裝時需要結合地樣線的輔助作用下才能進行，要先控制其基座面板的垂直度和對角線，使其垂直度小于3mm，然后再繼續進行安裝其基座的腹板與肋板，控制其垂直度之間的相位偏差，使其垂直度小于1mm。在進行基座的加固過程中要注意加固基座，減少由于吊運而產生的變形。對基座進行定位時，船體的樣桿即為定位的具體標準，通過水平管反水平、激光水平儀器校準基線的方式固定機艙位置。（5）在進行平面加工機床的選擇時，通常使用的特種設備基座平面加工儀器有兩種，分別是走削式和銑銷式。結合本文的基座加工精度要求，在加工機床選擇時，選用精度高、體積小、操作比較方便的環形平面銑床。水平檢測設備選擇高精度、高水平、高技術的數字化電子水平儀，降低由于人為因素對其精度造成的影響。數字化的電子水平儀主要組成為傳感器以及差分儀，因此其使用精度高、便于讀取數據、測量范圍較廣，適合對特種設備基座的檢測以及水平度和平行度的測量。（6）為了保證安裝方位，選用高精度電子陀螺經緯儀測量。（7）平面檢測相關設備的選擇。選擇精度較高的精光測量系統進行平面檢測，這種方式與傳統的剛性直尺相比，測量的精度高、使用比較方面、使用數字顯示等形式，在基座的平面檢測方面具有一定的優勢。（8）選用電視瞄星儀對機械的零位標定進行輔助。

4 結語

綜上所述，對于船舶特種設備基座安裝精度的研究不僅能夠對安裝精度的提高提供借鑒與思考，還能針對某些精度的要求選擇合適的儀器設備，保證生產進度，減少生產運行中產生的不必要麻煩，具有十分重要的意義。因此，在具體的實踐操作中，要對基座安裝的各個環節做好精度控制工作，運用現代化的方式和手段，把握現階段基座安裝精度控制的重點，在與監督管理相結合的基礎上促進船舶特種設備基座安裝的發展。