CN100594158C - 一种用于滚装船大型跳板安装的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于滚装船大型跳板安装的方法。本发明主要工艺先镗铰链支座孔再组装焊接、采用定位假轴对多个铰链支座进行定位安装，制定合理的控制焊接变形的工艺并实施，既保证了装配精度，又对焊接变形起到一定校正作用，使各个铰链之间同轴度、铰链开口与轴线垂直度等安装精度和施工质量达到了设计要求。

Description

一种用于滚装船大型跳板安装的方法

技术领域

本发明涉及滚装船大型跳板安装的方法。

背景技术

滚装船如三峡重大件设备运输滚装船跳板承载滚装货物单件重达734吨，其结构长14米，宽12米，厚0.7米，自重100吨，在跳板与船体首部间设计有7付锻钢铰链，每付铰链重4.2吨，铰链与船体首部、跳板后端采用焊接连接。川江60车位等大型滚装船跳板自重多在50吨左右，每付铰链重量在1吨左右，多为钢板焊接结构，各个铰链间的同轴度、开口与轴线垂直度要求不高，采用单个铰链分别安装。而对于铰链结构大，安装精度要求高的滚装运输船，单个安装焊接工艺不能满足要求。

发明内容

本发明的目的是要提供一种能够更好的保证跳板铰链安装的同轴度，以期提高跳板及铰链的使用寿命，满足工程设计需要的用于滚装船大型跳板安装的方法。

本发明的目的是这样实现的：一种用于滚装船大型跳板安装的方法，

铰链的定位：

1)采用厚壁无缝钢管制作定位假轴，定位假轴用拉码座连成整体，

2)制作定位假轴外圆与支座内孔间的定位卡套，定位卡套内圆与定位假轴外圆、外圆与支座内孔均为过渡配合，

3)制作与开口间隙相适应的定位楔铁，使第一铰链支座与第二铰链支座开口间隙朝向一边，

4)制作假轴定位支座，用于定位假轴的固定，

装配、焊接：

1)在船首下部搭设铰链安装工作平台，按船体交验中心和腰线，在首封板上划第一铰链支座(1)安装水平中心线、间距尺寸线和定位支架位置线，

2)按工艺尺寸在跳板封板上划第二铰链支座安装水平中心线、间距尺寸线，

3)根据工艺尺寸用碳弧气刨在船体首封板和跳板封板上开好安装孔，对焊接坡口进行修磨，

4)第一铰链支座与第二铰链支座整体配对，销轴不装，打紧定位楔铁，检验符合要求后用临时码板焊接牢固，划好安装检验线并打样冲眼，

5)整体吊装第一铰链支座与第二铰链支座于船体安装孔内，每套铰链支座下面设调节千斤顶在安装平台上支撑，

6)在船首两边转圆处设支架，用钢丝拉铰链安装理论中心线，调整假轴定位支架和铰链安装中心与理论中心重合，符合要求后做上标记，用经纬仪测量每付铰链定位尺寸并记录，然后将定位假轴两端支架定位焊接，

7)穿过定位假轴和定位卡套，将定位假轴用拉码座连成整体，用卡钳将定位卡套压入第二铰链支座内，调整两铰链支座间距，调节千斤顶始终支撑于安装平台上，

8)用经纬仪复测每付铰链定位尺寸并与原记录比较，

9)用船台小车搭设跳板安装平台，吊跳板上平台，测量、调整跳板高度与左右尺寸，使之与船体已定位的铰链对正，

10)移动船台小车平台及跳板，直至第一铰链支座全部插入跳板、符合安装要求，

11)在船首侧和跳板侧对第一铰链支座、第二铰链支座进行定位焊，然后按工艺要求进行焊接，焊后用锤击消除应力，在焊接时用经纬仪监测各部位尺寸情况，

跳板装配及安装：

采用船台小车搭设跳板安装平台进行跳板装配及安装，以方便对跳板的位置调节。

本发明提供的用于滚装船大型跳板安装的方法，采用先镗孔再组装焊接、利用假轴辅助定位的方法，保证了跳板铰链安装的同轴度，提高了跳板及铰链的使用寿命，为今后船舶大型跳板的安装提供了可靠的技术工艺保障。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明跳板铰链轴的结构示意图。

图2、图3是本发明跳板铰链支座的结构示意图。

图4是本发明跳板铰链安装示意图。

图5是本发明纵向垂直复板与铰链焊接时上部、下部位置两焊缝焊接顺序示意图。

图6是本发明水平加强板与铰链仰焊焊接顺序示意图。

具体实施方式

1.铰链加工、安装技术要求

跳板第一铰链支座1、跳板第二铰链支座2和跳板铰链轴3技术要求如下：

1)第一铰链支座1开口宽度272mm，第二铰链支座2插入端宽度270mm，考虑自由公差，第一铰链支座1开口宽度按272⁺³mm，第二铰链支座2插入端宽度按270_-0.5mm加工。

2)第一铰链支座1、第二铰链支座2铰链孔尺寸按φ260^+0.2mm，铰链轴尺寸按φ258_-0.2mm加工。

3)第一铰链支座1铰链孔轴线与开口加工面、第二铰链支座2铰链孔轴线与插入端加工面的垂直度均不大于0.2mm。

4)7付铰链安装同轴度不大于φ2.4mm。

5)7付铰链安装间距误差小于1mm。

2.定位假轴安装方案

每两个铰链之间中心间距为1.8米，左右舷两个边铰链之间中心距为10.8米，共7付铰链。为了达到安装精度要求，采用无缝钢管制作一根可贯通7付铰链的定位假轴4，在工艺上由三根轴通过拉码座连接成12米的通轴，铰链部位镶定位卡套，整套装置的制作精度满足铰链安装精度的要求，通过定位假轴4上定位卡套5与各付铰链内孔的紧密配合，使各付铰链内孔位于同一轴线、开口及插入端加工面垂直于轴线来保证装配精度；通过采取焊接工艺措施来控制焊接变形。在焊接时，定位假轴对焊接变形有一定的校正作用，焊后依次锤击焊缝消除内应力。专门制作的工装为：

1)制作φ215×3700、φ215×4600、φ215×3690定位假轴4三根(采用厚壁无缝钢管)，三根假轴用拉码座连成整体。

2)制作定位假轴4外圆与支座内孔间的定位卡套5十四个，定位卡套5内圆与假轴外圆、外圆与支座内孔均为过渡配合。

3)制作与开口间隙相适应的定位楔铁7七个，使第一铰链支座1与第二铰链支座2开口间隙朝向一边。

4)制作假轴定位支座6二个，用于定位假轴6的固定。

3装配、焊接

1)在船首下部搭设铰链安装工作平台，按船体交验中心和腰线，在首封板上划铰链第一铰链支座1安装水平中心线，间距尺寸线和定位支架位置线。

2)按工艺尺寸在跳板封板上划第二铰链支座2安装水平中心线，间距尺寸线。

3)根据工艺尺寸用碳弧气刨在船体首封板和跳板封板上开好安装孔(封板为夹层)，用氧割焰、磨光机修磨好焊接坡口。

4)第一铰链支座1与第二铰链支座2整体配对，销轴不装，打紧定位楔铁7，检验符合要求后用临时码板焊接牢固，划好安装检验线并打样冲眼。

5)整体吊装铰链第一铰链支座1与第二铰链支座2于船体安装孔内，每套铰链支座下面设4个调节千斤顶在安装平台上支撑。

6)在船首两边转圆处设支架，用钢丝拉铰链安装理论中心线，调整假轴定位支架和7付铰链安装中心与理论中心重合。符合要求后做上标记，用经纬仪测量每付铰链定位尺寸并记录。然后将定位假轴4两端支架6定位焊接。

7)穿三根定位假轴4和定位卡套5，将假轴4用拉码座7连成整体，用卡钳将定位卡套压入铰链支座内。用花兰螺丝调整铰链支座间距，保证其中心间距为1800mm，偏差不大于1mm。4个调节千斤顶始终支撑于安装平台上。

8)用经纬仪复测每付铰链定位尺寸并与原记录比较。

9)用船台小车搭设跳板安装平台，吊跳板上平台，测量、调整跳板高度与左右尺寸，使之与船体已定位的铰链对正。

10)移动船台小车平台及跳板，直至第一铰链支座1全部插入跳板、符合安装要求。

11)在船首侧和跳板侧对第一铰链支座1、第二铰链支座2进行定位焊，然后按工艺要求进行焊接，焊后用锤击消除应力。在焊接时用经纬仪监测各部位尺寸情况。

4.跳板铰链支座的焊接工艺

由于跳板第一铰链支座1和第二铰链支座2的焊接为全位置连续焊缝的焊接，并且焊缝相对集中，现场施焊条件困难，施焊空间狭窄，在保证焊接质量的前提下，不能产生过大的焊接变形，并且要消除焊接残余应力，以免影响整体铰链支座的装配运转，所以要在焊接工艺上采取必要的措施，鉴于此工件焊接的现场实际情况，为保证焊缝的焊接质量，特编制如下焊接指导工艺。

4.1铰链支座与跳板、船体、加强筋间的焊缝要求

与铰链的连接焊缝为一级熔透焊缝，其它筋板之间以及筋板与船体结构、跳板结构之间的连接焊缝为一级连续焊缝。所有一级熔透焊焊缝需作UT检查，尽可能采用超声波，在不能采用超声波的情况下采用磁粉探伤；所有一级连续焊缝可采用单面连续焊或者塞焊的形式，只作焊缝的外观检查。具体各部位焊接要求为：

4.1.1铰链支座与艏封板及复板、跳板端横梁及复板环焊缝按设计图纸要求进行电焊塞满；

4.1.2纵向垂直复板与铰链按设计图纸要求进行电焊塞满；纵向垂直复板与船体或跳板结构搭接焊缝按一级连续焊缝焊接；

4.1.3横向垂直加强板与船体结构焊缝按一级连续焊缝，采用

型坡口形式，立焊焊接；

4.1.4横向垂直加强板与铰链按一级熔透焊缝焊接，采用型坡口形式，整圈焊接；

4.1.5跳板铰链两边纵向垂直加强筋与跳板结构焊接按一级连续焊缝焊接；

4.1.6水平加强板与船体结构、水平加强板与跳板结构、水平加强板与横向垂直加强板焊接采用型坡口形式，仰焊焊接，焊缝为一连续焊缝；

4.1.7水平加强板与铰链采用

型坡口形式，仰焊位置焊接，焊缝为一级熔透焊缝。

4.2部件的组装、焊接顺序和检验要求

铰链与船体和跳板结构及筋板各部件的组装和焊接顺序及检验要求为：

第一步：船首和跳板铰链定位；

第二步：安装船首和跳板铰链中心处纵向垂直复板；

第三步：纵向垂直复板与船体或跳板结构施焊；纵向垂直复板与铰链按设计图纸要求进行电焊塞满；铰链支座与艏封板及复板、铰链支座与跳板端横梁及复板环焊缝按设计图纸要求进行电焊塞满；焊缝检验；

第四步：安装船首横向垂直复板，横向垂直复板与船体结构施焊；横向垂直复板与铰链施焊；焊缝检验；

第五步：安装跳板铰链两边纵向垂直加强筋，纵向垂直加强筋与跳板结构施焊；焊缝检验；

第六步：安装船首或跳板铰链处水平加强板，水平加强板与船体结构、水平加强板与跳板结构、水平加强板与铰链单面仰焊，焊缝检验；

第七步：跳板底板封板塞焊，检验。

4.3焊接工艺要求

4.3.1、焊接方法：手工电弧焊，焊条：J426，规格：φ3.2mm、φ4.0mm

4.3.2、焊接规范：焊接电流(I)：140A-180A(平焊)；110A-150A(仰、立焊)

电弧电压(V)：22-28；焊接速度(cm/根)：7-9

采用直流电源，焊条接正极。

4.3.3焊接措施

①焊接环境

施焊场所的风速≥2m/sec时，应采取挡风措施；施焊场所的相对湿度＞90％时，不得施焊；施焊前应用氧乙炔火焰烘干坡口及其周边50mm的范围；施焊场所的室温＜0℃时，不在露天施焊。

②焊条、坡口及其周边的清洁

焊条在300～350℃下烘焙60min，并用保温筒装置，一次装15-20根焊条，随用随取；渣、油污、水迹等清除干净。坡口及其周边50mm范围内应严格清除油、锈、水、污，以尽量杜绝焊缝金属中的扩散氢的来源，从而保证焊缝内不出现气孔和氢致裂纹。

③预热

为减慢冷却速度，降低焊接接头的淬硬程度，防止裂纹的产生；缩小热影响区的温度差别，在较宽的范围内得到比较均匀的温度分布，减少因温度差别而造成的焊接残余应力而导致的裂纹产生。

④焊接层(道)间温度控制

焊接层(道)间温度应控制在140-200℃之间。为防止造成焊缝金属和热影响区的晶粒粗大，使得它们的韧性和塑性下降。

4.3.4焊接原则：

①焊接基本原则：采用分段、分区对称施焊，先打底焊，塞焊位置分多层多道焊，采用小规范电流焊接，每焊完一层，用小锤敲击，以消除焊接应力。

对称：第一铰链支座1和第二铰支座2两端各由2名合格焊工对称施焊；七对铰链同时施焊，在焊工数量不够的情况下至少要保证1、3、5位置的三对铰链同时施焊，然后进行2、4位置的两对铰链同时施焊。

分段：环形焊缝分段且对称施焊；

分区：同一侧的多条焊缝要分区对称跳焊。

②点焊原则：点焊牢固，定位正确，焊高不超过5mm，点焊长度在30mm-50mm范围内。

4.3.5具体部位的焊接方式

铰链支座装配牢固，定位正确的情况下进行施焊，第一铰链支座1和第二铰链支座2各安排一名焊工同时进行焊接，整船在工装位置进行焊接。

第一步：纵向垂直复板与铰链按图纸要求电焊塞满，上部、下部位置两焊缝的焊接顺序为：①→②→③→④→⑤→⑥

第二步：铰链支座与船封板及复板的焊接。

I、焊前预热：用烤枪在焊缝两侧的120mm的范围内预热；

II、第一道打底，打底焊选用直径为φ3.2mm的焊条，采用小规范电流焊接。焊接顺序：①→②→③→④；

III、按同样的方式再填焊3～4道；盖面2道方式如图5，选用直径为φ4mm的焊条，

IV、塞焊孔的焊接，采用间隔、分区对称焊接；

第三步：铰链支座与跳板端横梁及复板的焊接，第一道打底，打底焊选用直径为φ3.2mm的焊条，采用小规范电流焊接。焊接顺序：①→②→③→④；按同样的方式再填焊1道；盖面1道，选用直径为φ4mm的焊条，

第四步：横向垂直复板与船体或跳板的焊接，选用直径为φ4mm的焊条，单面连续焊接，先立焊位置焊接，由下而上对称跳焊，再进行仰焊位置的焊接，一道焊接完毕。见图2。

第五步：横向垂直复板与铰链支座的焊接。第一道打底，打底焊选用直径为φ3.2mm的焊条，采用小规范电流焊接。焊接顺序：①→②→③→④；按同样的方式盖面1道，选用直径为φ4mm的焊条，

第六步：铰链两侧的纵向垂直加强筋与跳板结构的焊接，选用直径为φ4mm的焊条，单面连续焊接，先立焊位置焊接，由下而上对称跳焊，再进行仰焊位置的焊接，一道焊接完毕。

第七步：水平加强板与跳板或船体结构的焊接，采用单面连续仰焊，选用直径为φ4mm的焊条，一道焊接完毕。

第八步：水平加强板与铰链的仰焊，选用直径为φ3.2mm的焊条打底1道，选用直径为φ4mm的焊条盖面1道焊接完毕。焊接顺序如图6所示：

第九步：进行跳板底板的封板塞焊。

4.3.6焊缝检验

每一部焊接完毕后，对焊缝进行外观检查，焊缝的外观质量应符合相关规范的规定，外观质量合格后，需要进行UT检查的，按要求用超声波或磁粉对焊缝进行探伤检验，与铰链连接的熔透焊焊缝质量等级达到一级为合格；连续焊其外观质量达到一级为合格

5验证情况

1)采用上述方法施工经时效15天后，定位卡套用M16螺栓可轻松取出，铰链销轴可自由安装，无需千斤顶等外力顶压。

2)7付铰链安装后，经安装检验质量符合要求，跳板起降试验，铰链转动灵活。

3)在三峡右岸杨家湾码头经实船重载试验，跳板及铰链运行状况良好。工程初步验收一次合格。

Claims (1)

1、一种用于滚装船大型跳板安装的方法，其特征在于：

铰链的定位：

1)采用厚壁无缝钢管制作定位假轴(4)，定位假轴(4)用拉码座连成整体，

2)制作定位假轴(4)外圆与支座内孔间的定位卡套(5)，定位卡套(5)内圆与定位假轴(4)外圆、外圆与支座内孔均为过渡配合，

3)制作与开口间隙相适应的定位楔铁(7)，使第一铰链支座(1)与第二铰链支座(2)开口间隙朝向一边，

4)制作假轴定位支座(6)，用于定位假轴(4)的固定，

装配、焊接：

1)在船首下部搭设铰链安装工作平台，按船体校验中心和腰线，在首封板上划第一铰链支座(1)安装水平中心线、间距尺寸线和定位支架位置线，

2)按工艺尺寸在跳板封板上划第二铰链支座(2)安装水平中心线、间距尺寸线，

3)根据工艺尺寸用碳弧气刨在船体首封板和跳板封板上开好安装孔，对焊接坡口进行修磨，

4)第一铰链支座(1)与第二铰链支座(2)整体配对，销轴不装，打紧定位楔铁(7)，检验符合要求后用临时码板焊接牢固，划好安装检验线并打样冲眼，

5)整体吊装第一铰链支座(1)与第二铰链支座(2)于船体安装孔内，每套铰链支座下面设调节千斤顶在安装平台上支撑，

6)在船首两边转圆处设支架，用钢丝拉铰链安装理论中心线，调整假轴定位支架(6)和铰链安装中心与理论中心重合，符合要求后做上标记，用经纬仪测量每付铰链定位尺寸并记录，然后将定位假轴(4)两端支架(6)定位焊接，

7)穿过定位假轴(4)和定位卡套(5)，将定位假轴(4)用拉码座(7)连成整体，用卡钳将定位卡套(5)压入第二铰链支座(2)内，调整两铰链支座间距，调节千斤顶始终支撑于安装平台上，

8)用经纬仪复测每付铰链定位尺寸并与原记录比较，

9)用船台小车搭设跳板安装平台，吊跳板上平台，测量、调整跳板高度与左右尺寸，使之与船体已定位的铰链对正，

10)移动船台小车平台及跳板，直至第一铰链支座(1)全部插入跳板、符合安装要求，

11)在船首侧和跳板侧对第一铰链支座(1)、第二铰链支座(2)进行定位焊，然后按工艺要求进行焊接，焊后用锤击消除应力，在焊接时用经纬仪监测各部位尺寸情况，

跳板装配及安装：

采用船台小车搭设跳板安装平台进行跳板装配及安装，以方便对跳板的位置调节。

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