1、-59-作者简介：余俊峰（1991-），男，助理工程师，船舶海洋工程专业。游云辉（1994-），男，助理工程师，船舶与海洋结构物设计制造专业。范继银（1982-），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DOI：10.3969/j.issn.2095-4506.2023.0
2、1.0160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
3、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
4、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GSI SHIPBUILDING TECHNOLOGY广船科技2023 年第 1 期(总第 164 期)-60-铁丝将铁皮绑扎在格栅上，采用西卡胶将小孔处
5、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封装人孔部分的优化设计根据我司CBT3981-2008关于带检查孔压载水舱人孔盖的标准和CBT257-2001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
6、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 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-61-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
7、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 10 和图 11 所示。（下转第 77 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-压力阀，5-底座，6-密闭块图 8卡扣图 9
8、测压装置图 10白铁皮密试封装现场图图 11压铁板密试封装现场图GSI SHIPBUILDING TECHNOLOGY广船科技2023 年第 1 期(总第 164 期)-77-另外阀块中 CV4 单向阀油路原设计是当不使用恒张力时，通过 CV4 单向阀卸掉 EP1 开关阀和 RV1溢流阀之间的残余压力,实际上该压力可通过 CV5、CV7 单向阀油路连通到电磁阀 SV2、SV1 卸掉，并且该 CV4 单向阀油路连通马达起升高压口，也不能到达使 EP1 开关阀和 RV1 溢流阀之间的压力卸掉，所以该 CV4 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 CV3和
9、CV4 这两条油路，使马达起升油路只连接到阀块的开关阀 EP 1，此阀为锥阀芯（额定压力下泄漏量最大为 0.7mL/min），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 所示。（2）调高油泵的待命压力将油泵待命压力调高到 2.3MPa（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
10、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的编制质量，确保用户能够正确使用和维护产品。投稿日期：2023-1-4（上接第 61 页）5结束语本文所设计的工装解决了
11、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/GSIJ 02070032012.海底门格栅S.广州:广船国际有限公司.2 CBT257-2001.钢质海船船体密性试验方法S.广州:广船国际有限公司.3 CBT3981-2008.带检查孔压载水舱人孔盖S.广州:广船国际有限公司.4 QGSIJ0706002-2016(2019).分段预密性试验S.广州:广船国际有限公司.投稿日期：2020-12-19GSI SHIPBUILDING TECHNOLOGY广船科技2023 年第 1 期(总第 164 期)
