1、-5 9-作 者 简 介：余 俊 峰（1 9 9 1-），男，助 理 工 程 师，船 舶 海 洋 工 程 专 业。游 云 辉（1 9 9 4-），男，助 理 工 程 师，船 舶 与 海 洋 结 构 物 设 计 制 造 专 业。范 继 银（1 9 8 2-），男，工 程 师，船 舶 与 海 洋 工 程 专 业。大 型 船 舶 海 底 门 密 试 工 装 设 计余 俊 峰 游 云 辉 范 继 银（广 船 国 际 生 产 管 理 中 心）摘 要：针对有格栅和人孔的大型船舶海底门开发设计了一种密性试验工装，格栅部分采用白铁皮逐个封装，人孔部分采用压板封装，解决了传统技术使用直接封板烧焊而造成的施工难度
2、大、周期长及易损伤船体外板等系列问题。关键词：船舶；海底门；密性试验；工装设计D O I：1 0.3 9 6 9/j.i s s n.2 0 9 5-4 5 0 6.2 0 2 3.0 1.0 1 60 前 言船 舶 在坞 内 建 造 阶段，需 要对 压 载 舱 室进 行 密性 试验，对 舱室 封 闭工 艺 的 好坏 直 接影 响 到 密性 试验 的结 果。传统 技 术采 用 封 板焊 接，密 试 完 成后 需要 气刨 切 除，容 易 造成 船 体 结构 损 坏，且 可 能产 生中 鼓。尤 其 是某 些 大型 船 舶 海底 门 的封 装 处 理，因其 海底 门 面 积或 弧 度较 大，一般 有
3、 格栅 的 地 方不 宜采用直接封板焊接，密封效果不好，施工难度较大。因 此，开 发 一 种 简便、易 于操 作 的 密 性试 验 工装，以 满 足 现场 施 工需 求 是 提升 造 船技 术 和 工艺 的重 要措 施，本文 设 计了 一 种 针对 面 积或 弧 度 较大 的船 舶海 底 门 进行 密 性试 验 的 工装，用以 替 现 有代 封板烧焊技术，优化密试方法，减少施工成本。1 现 有 技 术 及 存 在 的 问 题在 对 海底 门 做 密 性试 验 时，为 了 有 效 地保 证 舱室 的密 闭 性，常 常 采用 整 块 铁板 直 接焊 接 密 封的 方式 封闭 舱 室，即 封 板直
4、焊 法。采 用 该封 装 方 式，虽能 保证 足 够 的密 闭 性，但 密 试工 装 无法 重 复 使用，试验完成后，需要将封板气刨除掉，不仅浪费资材，增加成本，而且还有可能损伤到船体外板结构。对 于 有较 大 格 栅 和人 孔 的 海底 门，在 密封 处 常常 存在 一 定 的弧 度，且 整 个 海底 门 面积 较 大，采 用整 块封 板 直 焊的 方 式，施 工 难度 大，不 容 易 密封。且 在密 试 时，封 板 容易 产 生 中鼓 现 象，影 响 密试 质量。如图 1 和图 2 所示。2 优 化 设 计 思 路本 文 设计 了 一 种 针对 该 类 大型 船 舶 海 底门 的 密性 试
5、验 工 装。通 过 对格 栅 部 位的 海 底门 进 行 逐个 封装，人 孔 的 地方 设 计可 调 节 的压 板 封装。以 代替 用封 板直 焊 的 密封 方 法，以 期 解决 上 述问 题。船舶 海底门密试工装如图 3 和图 4 所示。该工装设计简洁、易于操作，无需烧焊，工装图 1 海底门格栅图 2 现场施工可 重复 使 用。对 于 格栅 部 分 采用 卡 西胶 粘 紧 白铁 皮进 行封 装，对于 人 孔部 分 采 用可 拆 式封 装 方 法，易于现场施工，节省成本。如图 5 所示。3 密 试 工 装 优 化 设 计3.1 封 装 格 栅 部 分 的 优 化 设 计封 装 格栅 部 分 采
6、 用白 铁 皮 封闭 工 装，该工 装 主要由 3 个部分组成，如图 6 所示。在 封 闭有 格 栅 的 海底 门 时，对 每 一 个 格栅 进 行单独封闭。封闭方法为：在白铁皮开两个小孔，用G S I S H I P B U I L D I N G T E C H N O L O G Y 广 船 科 技 2 0 2 3 年 第 1 期(总 第 1 6 4 期)-6 0-铁 丝将 铁 皮 绑扎 在 格栅 上，采用 西 卡胶 将 小 孔处 补漏，将 白 铁 皮四 周 粘牢 密 封，保 证 密闭 性。在做 密性试验时，通过反向压力作用，使单个白铁皮受压，可有效避免整块封装发生中鼓的现象。3.2 封
7、 装 人 孔 部 分 的 优 化 设 计根据我 司 C B T 3 9 8 1-2 0 0 8 关于带 检查孔压载水 舱 人 孔 盖 的 标 准 和 C B T 2 5 7-2 0 0 1 钢 质 海 船 船体 密性 试 验 办法 的 相关 要 求，人 孔 盖部 分 需 要和 所在 的舱、柜 一起 进 行密 性 试 验，人 孔的 封 装 必须 保证有效的密闭性。对 于 海底 门 人 孔 处的 封 装 工艺，本 文 设计 了 一种 可调 距 封 闭工 装。在封 闭 人 孔时，采用 4 个 卡扣将 铁板 进 行 固定，卡扣 的 卡 孔设 计 为可 调 节 的，方便 铁板 固 定 位置，通过 铁 板
8、 压盖 密 封环 对 人 孔进 行封 闭。压 铁 板需 满 足能 够 封 闭住 人 孔，易 于 工装 使用，强 度 达 到密 试 要求。密 封环 采 用橡 胶 环，处 于压 铁 板 和 船 体 外 板 结 构 之 间，起 密 封 作 用。如 图 7所示。3.2.1 卡扣设计卡 扣 包括 连 接 螺 栓和 连 接 板，采 用 可 调节 螺 栓余 俊 峰 游 云 辉 范 继 银：大 型 船 舶 海 底 门 密 试 工 装 设 计图 3 工装设计图（外侧）图 4 工装设计图（内侧）1-船 体 结 构，2-绑 扎 铁 丝，3-白 铁 皮，4-卡 扣，5-测 压 装 置，6-压 铁 板，7-密 封 环图
9、 5 工装设计图1-船 体 外 板，2-绑 扎 铁 丝，3-白 铁 皮图 6 白铁皮封装-6 1-固 定连 接 的 结构，通过 连 接 板与 螺 栓连 接 件 固定 压铁 板，使 工 装能 根 据需 要 调 节螺 栓 固定 的 位 置，通过调节孔进行受力调整。如图 8 所示。3.2.2 测压装置测压装置包括了压力显示表，进气管，进气阀，压 力阀，底 座和 密 闭块。在 进行 密 性试 验 时，通 过进 气管 连 接 压缩 空 气瓶，打 开进 气 阀向 舱 室 里注 入压 缩空 气，当压 力 达到 测 试 气压 时，关 闭 进 气阀，待 气压 稳 定 后，打 开压 力 阀，进 行 气压 测 量
10、并读 取数据。如图 9 所示。4 现 场 密 试 工 装 使 用 效 果本 文 设计 的 船 舶 海底 门 密 性试 验 工 装 已在 我 司施 工使 用，根据 现 场施 工 情 况反 馈，该 密 性 试验 工装 使用 效 果 良好，可以 有 效 地满 足 现场 密 性 试验 要求，大 大 地 减少 了 现场 封 装 的施 工 难度 和 周 期。如图 1 0 和图 1 1 所示。（下转第 7 7 页）1-船 体 结 构，2-卡 扣，3-测 压 装 置，4-压 铁 板图 7 人孔封闭工装1-连 接 板，2-连 接 螺 栓，3-调 节 块 1-压 力 表，2-进 气 管，3-进 气 阀，4-压 力
11、 阀，5-底 座，6-密 闭 块图 8 卡扣 图 9 测 压 装 置图 1 0 白 铁 皮 密 试 封 装 现 场 图 图 1 1 压 铁 板 密 试 封 装 现 场 图G S I S H I P B U I L D I N G T E C H N O L O G Y 广 船 科 技 2 0 2 3 年 第 1 期(总 第 1 6 4 期)-7 7-另外阀块中 C V 4 单向阀油路原设计是当不 使用恒张力时，通过 C V 4 单向阀卸掉 E P 1 开关阀和 R V 1溢流阀之间的残余压力,实际上该压力可通过 C V 5、C V 7 单 向 阀 油 路 连 通 到 电 磁 阀 S V 2、S
12、 V 1 卸 掉，并且该 C V 4 单向阀油路连通马达起升高压 口，也不能到达使 E P 1 开关阀和 R V 1 溢流阀之间的 压力卸掉，所以该 C V 4 油路没有实际作用，并且多了泄漏和故障风险。综上分析，取消起升油路 连接到电磁阀的 C V 3和 C V 4 这两条油路，使马达起升油路只连接到阀块的开关 阀 E P 1，此阀 为锥阀芯（额定压力下 泄漏量最大为 0.7 m L/m i n），不易磨损，耐油液污染，从而提 高了 阀 块 的可 靠 性，从 设 计层 面 彻底 消 除 了马 达起 升油 路 从 恒张 力 阀块 泄 漏 的可 能 性。优 化 升级 后的恒张力阀块原理如图 3
13、所示。（2）调高油泵的待命压力将油泵待命压 力调高到 2.3 M P a（经验值），以提高系统的起压响应。2.2 验 证 情 况一 是 在厂 内 将 原 恒张 力 阀 块装 在 试 验 用绞 车 进行负载半空慢速起升试验时，也出现了下溜的情况，而 更换 新 的 恒张 力 阀块 后 进 行相 同 操作 未 出 现下 溜情 况。二 是 实船 起 重机 更 换 恒张 力 阀块，调 高油 泵待 命压 力 后，经 过 多次 码 头 和海 上 试验 验 证，半 空起 吊模 拟 艇 时未 再 出 现溜 车 现 象。三 是经 过 1 年 多的实船高频度使用，未再发生类似问题。3 结 束 语一 是 通过 故 障
14、 树 分析 质 量 问题，能 够 较为 全 面细 致地 找 到 引发 质 量问 题 的 根本 原 因，对 于 处理 其他 质量 问 题 具有 一 定的 借 鉴 意义。二是 在 该 起重 机关 键部 件 平 衡阀 块 的设 计 中，存 在 经验 不 足、考 虑不 周的 问 题，是 导 致该 质 量 问题 发 生的 根 本 原因，要 进一 步 提 升设 计 能力，确 保产 品 设计 质 量。三 是编 制的 维 护 使用 说 明书 不 够 详细，缺少 对 待 命压 力检 查和 调 整 的相 关 说明，是 发生 此 次问 题 的 次要 因素，因 此，在产 品 设计 中，要重 视 维护 使 用 说明 书
15、的编制质量，确保用户能够正确使用和维护产品。投 稿 日 期：2 0 2 3-1-4（上接第 6 1 页）5 结 束 语本文所 设计的工 装解决了 某些大型 船舶海底 门因其面 积或弧度 太大而难于 进行密性试 验的问题。该工装 不用封板 烧焊，不损 伤船体结构，可重复 使用，减 少了施工 成本和周期。使用灵便、轻巧，方便工人 密试和压 力数据的读 取，具有一 定的实用 性和创新 性，已在 现场实施，密试效果良 好，可供 施工参考。参 考 文 献：1 Q/G S I J 0 2 0 7 0 0 3 2 0 1 2.海 底 门 格 栅 S.广 州:广 船 国 际 有 限公 司.2 C B T 2
16、5 7-2 0 0 1.钢 质 海 船 船 体 密 性 试 验 方 法 S.广 州:广 船 国际 有 限 公 司.3 C B T 3 9 8 1-2 0 0 8.带 检 查 孔 压 载 水 舱 人 孔 盖 S.广 州:广 船 国 际有 限 公 司.4 Q G S I J 0 7 0 6 0 0 2-2 0 1 6(2 0 1 9).分 段 预 密 性 试 验 S.广 州:广 船国 际 有 限 公 司.投 稿 日 期：2 0 2 0-1 2-1 9G S I S H I P B U I L D I N G T E C H N O L O G Y 广 船 科 技 2 0 2 3 年 第 1 期(总 第 1 6 4 期)
