船舶特种设备基座安装精度研究

陈佳

（江南造船（集团）有限责任公司，上海 201913）

提高船舶特种设备的基座安装精度具有十分重要的意义，技术指标直接影响了安装精度的高低。当安装精度较低时，无法满足船舶系统中的装船要求，因此为了提高精度需要进行设备的拆卸以及重新返工，不仅拖慢了具体生产进度，还延长了施工的周期；当安装精度与实际要求偏差较大时，还可能会降低设备的整体功能，给设备的运行带来极大影响，控制船舶特种设备的基座安装精度不仅能提升船舶系统的稳定性，还能有效降低生产成本，缩短生产周期。近年来，特种设备基座安装精度的问题一直困扰着国内的船舶制造商，由于安装精度的问题导致在施工建造时通常无法满足装船时的技术指标要求，还会有一些额外的问题产生，比如：船厂在对某种特种设备基座进行安装时，位于基座面板的内圆在经过加工之后产生极大的变形，使得在具体安装时设备无法正常嵌入安装的基座内部。针对这些问题，在对船舶的特种设备进行安装时要及时改进相关的工艺，使安装精度逐渐满足技术指标的要求，达到缩短生产周期的目的。

1 船舶特种设备基座加工要求

本文主要针对某圆筒形基座的安装展开，圆筒形基座的加工面要求为：水平度6分，平面度0.3mm，对中精度为1mm。

2 焊接工艺及其优化

（1）焊接方式。基座的连接采用焊接方式。使用这种焊接技术更加易于控制焊接工艺和基座的生产精度，与其精确性和控制质量有着密切关系。目前在焊接工艺中使用最为广泛的有两种是手工电弧焊以及CO2气体保护电弧焊，其中，手工电弧焊主要是应用于特殊设备电弧基座的定位与维修；而CO2气体保护焊可以被应用来做为基座时的对接缝，角焊、定位电弧等。

（2）焊接材料。在对基座材料进行选用时，主要考虑了两种，即特种钢以及CCSB级板材，主要的焊接形式为四种接头的焊接：特种钢之间焊接时角接接头、对接接头、特种钢与CCSB级板材之间的角接接头均选用特种钢焊条或者钢药芯焊丝，而CCBS板与CCSB级板之间的对接接头则选用J507焊条或者JQ．YJ501-1焊丝。

（3）对焊脚H的公差要求。本文对于焊脚H的公差具体要求为：0.9Ho＜H＜1.1Ho，其中，Ho为名义上要求的焊脚高度。在焊接时需要控制T型接头的焊脚尺寸，具体的控制方式如下：如果焊接的构件之间相互连接，并且构件中较薄的板为8mm，则焊脚尺寸H选用5mm；如果是10mm、12mm，则焊脚的尺寸H选用6mm；如果为14mm，则焊脚尺寸H选用7mm；若厚度为16mm，焊脚尺寸H选用8mm；较薄板厚为20mm，焊脚尺寸H为10mm。

（4）具体焊接过程。基座在进行焊接之前，需要提前按照图样设计要求开坡口。将需要焊接区域以及焊接周围25mm范围以内的一些杂物清理干净。如果一些坡口由于某些原因没有及时完成焊接，则在再次进行焊接前也要重新清理，如果焊接时的施工现场气温过低，处于0℃以下，则需要提前对焊接的区域附近进行均匀预热，预热的具体范围应该是焊接区域的3倍。在对基座焊接时，焊缝的拐角处不能引弧操作，而应该在拐角部分连续焊接。在焊接过程中要做到连续分层施焊，只有当对所有的焊缝都进行打底焊接之后，在焊接下一层。逐层焊接时我们需要先把控好每层直接焊接的厚度，尽量把握在5mm的厚度之内，而且还要避免出现在焊接一次就能够完成的情况，在焊接时如果发现有任何缺陷处，应该首先了解到这些缺陷，在下一层进行焊接时对于每层的温度都要把控在150℃之下，在对于基座的温度进行逐层焊接时，需要选择一些专门人员来针对于面板平度做出准确的调整、监测，如果在后续焊接过程中有水平度超差现象发生，能够及时调整焊接顺序，避免后续焊接过程中水平度不合格的麻烦。对于基座面板上的焊接垫块而言，要严格地按照焊接工作由顶部启动之后开始的先后顺序来进行。

3 基座安装精度控制

对于基座安装的精度而言，如果从设计方面来看，需要考虑安装平台的刚性以及强度要求，而在具体的施工建造中，则需要从以下几个方面进行：

（1）加强对特种设备的艏艉基准线标定。艏艉基准线是安装时的重要参考基准，对于特殊设备船身的船体和基准线标定工具和时机而言，需要根据船身的中心线对其进行二次标定。两次标定分别可以在主船体完成装焊后以及主船体完成合拢装焊、上层建筑船体装焊大致完成后再继续进行；当艏艉基准线一经标定，全船的所有特种设备都应该将其作为唯一的定位基准进行安装；如果船舶中有部分的舱室需要进行基准定位，则要选用陀螺经纬仪来进行舱室中心线的标定，以此来确保标定的精度；位于甲板面且没有位于中线面的特种设备，其艏艉基准线可以选择陀螺经纬仪标定也可以选择瞄星法。（2）安装基准检验平台。基准检验平台的安装要严格按照相关条件进行，在具体安装时要进行充分考虑，对自身的应力释放、船体的结构、具体的施工状况、设备的安装情况、船体中心线的标定情况等综合考虑，以此保证基准检验平台的安装精度。（3）反变形措施的采用。对基座的平面进行加工后很容易由于船体的制造、设备的安装等因素导致总纵弯曲变形，为了解决这一问题，可以对总纵弯曲变形的量计算后在基座加工操作时给基座一个反变形量，使船舶在正常的排水量状态下水平精度能够满足装船的技术要求。（4）基座的定位安装以及对平面的加工。基座定位安装时要尽量保证基座的定位安装与平面的加工精度，充分考虑船体的施工状态、周边环境等因素。如果在安装过程中有变形现象产生要及时给予纠正。其中，胎架所需要使用的模板必须要控制其水平度，基座面板的设定为以及在安装时需要结合地样线的辅助作用下才能进行，要先控制其基座面板的垂直度和对角线，使其垂直度小于3mm，然后再继续进行安装其基座的腹板与肋板，控制其垂直度之间的相位偏差，使其垂直度小于1mm。在进行基座的加固过程中要注意加固基座，减少由于吊运而产生的变形。对基座进行定位时，船体的样杆即为定位的具体标准，通过水平管反水平、激光水平仪器校准基线的方式固定机舱位置。（5）在进行平面加工机床的选择时，通常使用的特种设备基座平面加工仪器有两种，分别是走削式和铣销式。结合本文的基座加工精度要求，在加工机床选择时，选用精度高、体积小、操作比较方便的环形平面铣床。水平检测设备选择高精度、高水平、高技术的数字化电子水平仪，降低由于人为因素对其精度造成的影响。数字化的电子水平仪主要组成为传感器以及差分仪，因此其使用精度高、便于读取数据、测量范围较广，适合对特种设备基座的检测以及水平度和平行度的测量。（6）为了保证安装方位，选用高精度电子陀螺经纬仪测量。（7）平面检测相关设备的选择。选择精度较高的精光测量系统进行平面检测，这种方式与传统的刚性直尺相比，测量的精度高、使用比较方面、使用数字显示等形式，在基座的平面检测方面具有一定的优势。（8）选用电视瞄星仪对机械的零位标定进行辅助。

4 结语

综上所述，对于船舶特种设备基座安装精度的研究不仅能够对安装精度的提高提供借鉴与思考，还能针对某些精度的要求选择合适的仪器设备，保证生产进度，减少生产运行中产生的不必要麻烦，具有十分重要的意义。因此，在具体的实践操作中，要对基座安装的各个环节做好精度控制工作，运用现代化的方式和手段，把握现阶段基座安装精度控制的重点，在与监督管理相结合的基础上促进船舶特种设备基座安装的发展。