4 200 m3开体挖泥船泥舱密封装置的设计与安装

何 勇

(江苏海新船务重工有限公司，江苏 南通 226100)

我公司建造的4 200 m3开体挖泥船是世界上最大的对开式耙吸挖泥船之一，由中国船舶及海洋工程设计研究院设计，适用于沿海港口、航道的疏浚、吹填工程，并兼作沿海维护工程。

其主船体为分体式，上层建筑为整体式，通过将船体开体抛泥。开体船体之间留有380 mm的间隙，密封装置对于开体式船有着至关重要的作用，通过两密封体的精密配合来消除间隙，用甲板铰链和液压油缸伸缩作用来保证密封。

1 4 200 m3开体挖泥船简介

本船是泥舱舱容4 200 m3，为双全回转舵桨、双耙、单甲板、球鼻艏、钢质焊接流线型的开体式耙吸挖泥船。船舶主要参数如表1所示。

表1 船舶主要参数

4 200 m3开体挖泥船由左右2片独立且对称的船体组合而成。2个片体的组合由设于甲板艏部和艉部的铰链连接，底部由艏艉2套液压油缸支撑。

泥舱由纵舱壁、斜舱壁、舱口围板、甲板和带有折角型舭部的外板组成，为2个独立半体结构。抛泥作业时，泥舱通过前后两端的甲板铰链和液压油缸，将整船沿中心线打开，泥舱单边最大开度约 19°。抛泥作业时船体开体角度示意图见图1。

图1 抛泥作业时船体开体角度示意图

2 泥舱密封装置设计

2.1 泥舱密封布置

对开式泥舱的2个片体分段的长度较长、质量较大，不可能紧密地合龙在一起，2个片体间会留有一定的间隙，这也是船体开合所必须的工作间隙。本船2个片体的最大间隙为380 mm，在航行过程中会导致泥舱进水，显然不可行。为有效解决泥舱存在泄漏的现象，使用橡胶密封装置是较理想的方法。泥舱密封布置主要包括垂直段密封、转角密封和底部密封，泥舱密封布置示意图见图2。

图2 泥舱密封布置示意图

2.2 泥舱密封装置的形式

4 200 m3开体挖泥船密封装置为鼻骨橡胶挤压式密封，分为左舷密封装置与右舷密封装置，通过左舷半体的密封橡胶与右舷半体的钢鼻的配合以及舱内外压力等实现密封效果。密封装置位置示意图见图3。

图3 密封装置位置示意图

2.3 泥舱密封装置的结构

左舷密封装置由垫板、限位板、定位槽、橡胶密封及其他组合件组成，右舷密封装置由垫板、限位板、钢鼻和止动块组成。左、右舷密封装置基座结构示意图见图4，左、右舷密封装置部件结构示意图见图5。

图4 左、右舷密封装置基座结构示意图

图5 左、右舷密封装置部件结构示意图

3 泥舱密封装置安装方法

3.1 船体装配精度控制要求

垫板及结构纵壁的准确度，直接影响后期密封装置的精度。故在船体分段制作阶段不安装密封装置，待船体泥舱分段合龙完成后现场划线定位安装，并检验整体的水平度/垂直度是否满足要求。

1)密封装置组件半体合龙前，尤其在分段建造阶段要严格按照施工工艺要求装焊，以划线定位为基准，严格规范焊接顺序及焊接方式。中纵壁板分段安装后，需检查其垂直度和平面度，必要时可增加临时支撑。完工后对分段进行测量，垂直度误差≤2 mm。

2)泥舱半体分段合龙后，中纵壁板需满足平面度公差要求为≤4 mm。

3)严格控制分段的变形量，并采取相应的措施保证密封装置的安装效果。

3.2 底部密封安装

底部密封划分为10段标准密封段及2段调整密封段，泥舱底部密封布置示意图见图6。

图6 泥舱底部密封布置示意图

3.3 左、右舷密封装置分体式安装法

左、右舷密封装置分别在左舷及右舷分段制作，或者总组阶段安装。

1)左舷密封装置制作和注意点。①垫板、限位板、肘板、限位槽等零件下料，注意平整度检查及外型准确度检查；②定位槽螺栓预埋，螺栓孔位置必须准确；③在垫板上划线、打孔，注意垫板预埋孔要与定位槽钢开孔匹配； ④安装限位板、定位槽钢、加强肘板并焊接好；⑤安装密封条；⑥上紧紧固螺栓。

2)右舷密封装置制作和注意点。 ①垫板、限位板、肘板等零件，注意平整度检查及外型准确度检查；②在垫板上划线，钢鼻中心线位置必须准确； ③安装限位板、钢鼻、加强肘板并焊接好；④左、右舷密封装置必须匹配。

采用分体式安装时，下口的橡胶块及对应挡板先暂不安装，待左、右舷密封装置分别安装完毕后，在左、右船体合龙阶段再安装下口的密封条和挡板，以保证密封咬合。

同时，在左、右舷密封装置安装过程中需严格控制好安装精度，以对合线为基准线安装，每10 m要求垂直/水平度误差≤±2 mm。左、右舷密封装置分体式安装完成后，在泥舱关闭状态下，密封条与唇形压板应压紧，以保证无海水渗漏。

分体式安装法的优点：施工方便，节约材料，安装完成后密封装置和船体贴合比较好。缺点是对作业密封装置安装定位精度要求较高，如果精度控制不好，就存在左、右舷密封装置不咬合的风险。

3.4 左、右舷密封装置合体式安装法

在安装密封装置前，左、右舷密封装置需提前在场地制作完毕(与分体安装法一致)。左、右舷密封装置制作完成并校对精度后，利用工装件，在下口固定，上口采用螺栓连接。 利用上口螺栓及自身限位板，完成左、右舷密封装置合体制作。待左、右船体合龙完成后，通过吊码直接吊入，定位后拆除工装件。与外底板焊接的挡板及垫板下方橡胶块需在密封装置吊装前装配完成。

合体式安装法的优点：可整体吊出，维修方便，左、右舷密封咬合度较高，密封性得到保证。缺点是制作工装需耗费部分材料，另外在拆除工装件时因空间狭小，施工比较困难。

4 结束语

随着开体挖泥船越来越大型化，泥舱密封装置的设计和安装是至关重要的一环。在船舶设计阶段需充分考虑密封的有效性和船厂施工的便利性，施工单位需严格按照图纸和工艺要求施工，在施工过程中加强船体和密封体的精度控制。4 200 m3开体挖泥船泥舱密封装置的成功安装为类似项目的建造提供了借鉴。