船舶通用海底门密性工装研究与使用

船舶通用海底门密性工装研究与使用

矫世一 代喜 王先进

江南造船（集团）有限责任公司 上海 201913

摘要：本文旨在研究船舶舱室密性试验方式，改变原有的焊接封板做密性试验的传统模式，设计一种应用于船舶产品海底门外板密性试验中，通用的、可重复利用的封盖型工装，可大幅度减少密性试验过程中的材料和人工浪费。

关键词 密性试验 海底门 通用型工装

1.项目研究背景

在船舶制造过程中，船体结构完成、形成完整舱室后，为保证舱室结构的密性，需要对舱室进行气（水）压试验。气压试验的试验压力为0.15bar，保持约一个小时，以达到一个稳定状态，然后，将气压降到试验气压并进行检查。其原理是：用封盖将整个舱室密封，只留一个小孔，小孔处接一个进排气管，通过进气管向舱室里充气（水），封盖上的进气口处接一个压力表，当压力达到舱室强度规定要求后，将进气管拧紧密封，再检查舱室周围是否漏气。

但涉及到有海底门的舱室时，由于该区域通常为格栅形式，很难保证舱室密闭，不具备做密性试验的条件，需保证整舱全封闭，才可以做气压/水压试验。所以，需寻找一种方法，来解决格栅形式海底门舱室的密性试验检测要求。

2.目前的现状与存在问题

目前海底门外板密性试验的通常做法是：用一块与压载舱海底门区域船体外板同材质、同厚度的钢板，将海底门用焊接形式封堵，使舱室完全封闭，密性试验结束后再用割刀拆除，切口磨平。

这种传统的做法有如下弊端：

（1）由于每个海底门封堵时都需要焊接一块钢板，密性试验后割除，且不能重复利用，造成材料的极大浪费。

（2）密性试验前、后的准备及配合工作比较繁琐，封板的焊接、拆除，船体外板的打磨工作，需装配、电焊、打磨等工种配合，浪费大量时间及人工。

（3）焊接、切割时，使相邻区域的船体外板多次受热，对机械强度造成损伤。

因此，现场作业亟需研究一种通用的、可重复利用的封盖型工装，满足密性试验使用要求，同时降低操作难度和材料成本。

3.通用型海底门密性工装研究技术方案

鉴于以上所述现有技术的缺点，主要从降低施工难度、可重复利用等角度出发，设计一种不需要焊接、可拆卸重复复利用的海底门密封工装，在保证海底门外板密性成果的前提下，节约材料与劳动力，提高生产效率与产品质量。

本工装根据船体海底门结构组成的不同，分为内嵌式和外用式两种；根据海底门形状的不同，主要分为矩形和圆形两种，密封盖尺寸规格可根据不同船的海底门大小调整，但工装的结构组成基本相同。

内嵌式的基本原理是充气后利用内部气体压力压紧密封盖，压力越大，密封盖上的橡胶与船体外板月紧密，密封效果越好。外用式的基本原理是利用密封盖内部的锁紧装置与船体外板锁住，通过外部的螺丝、螺母拧紧，保证密封盖与船体外板之间不漏气。

内嵌式密性工装，主要用于内部无舾装件的部分海底门密性试验中，其密封效果更好，但适用范围不够广。外用式海底门密性工装，主要应用于船体外板开孔周围内部有舾装件的部分海底门，内嵌式使用时与舾装件有干涉，达不到密封效果的情况下。由于外用式适用范围更广，且比内嵌式结构复杂，下面就外用式展开说明。

外用式海底门密性工装，主要由主体密封盖、密封橡胶、进排气嘴（直径20mm）、螺丝（带3个螺母）、锁紧装置、手提把手组成。主体密封盖用10mm铝合金板材制成（因为铝合金具有质量轻且强度高的特点，经计算，10mm板厚的铝合金板可承受的压强满足舱室试验3MP的要求），中间开设螺丝贯穿孔，并焊接直径40mm的围栏，内设橡胶垫片及钢垫片，以保证密性。橡胶垫圈用15mm的橡胶制成，宽度为40mm，与密封盖用胶水粘合。进除气嘴用Φ20mm铝管制成，与密封盖焊接牢固并按常规连接管螺丝直径攻丝，方便后续安装待压力表的进气嘴。锁紧装置根据密封盖大小确定数量，原则上间距为200mm，形成矩阵或圆形阵列，由卡板、螺丝、螺母、防倾肘板等组成（见附图1、图2）。螺丝的一端与卡板焊接，另一端加工成“一”字形，用于调整转向。

图1外用式密封工装密封盖正、反面视图（以圆形举例，矩形同理）

图2 外用式密封工装结构侧视图及锁紧装置详图

图中编号代表的零件说明：

1、密封板 2、橡胶垫圈

3、锁紧装置螺丝 4、螺母

5、垫片 6、密封橡胶

7、锁紧卡板 8、围栏

9、防倾肘板

4.密性工装使用步骤和实施效果

海底门密性通用工装制作完成后，需检验工装自身的水密性能，检验完好后方可在实船上使用，其使用步骤如下：

1）工装安装前，在船体外板海底门区域划好十字中心线和安装位置线，并将海底门周围50mm区域打磨干净；内部有与锁紧装置干涉的构件，也要在底板外侧划出位置线，安装时可以避开构件。

2）将主体密封板组合件由船底外侧安装在海底门上，对好十字中心线和位置线，用扳手等工具旋转工装上的“—”字螺丝，使锁紧装置内侧的卡板卡住外板。

3）调节锁紧装置外侧的螺母，使密封板上的橡胶垫圈与船体外板贴紧。

4）、常规密性试验步骤，安装压力表，向舱内充气，达到一定压力（0.3MP）后关闭阀门，注意检查密封盖四周及锁紧装置螺丝四周是否漏气，压力稳定一段时间后开始检查舱室密性。

现场使用效果如下图3、图4.

图3 外用式密封工装圆形形式使用效果图

图4 外用式密封工装矩形形式使用效果图

5.结束语

综上所述，本文研究的海底门密性工装结构简单，制作成本低廉，在实际生产过程中，节省了密性试验安装封板及试验后处理的流程，操作简单方便，省时省力。所以，本工装有效克服了现有技术中的一些实际问题，从而有很高的利用价值和使用意义，值得在同类型系列船中广泛推广。

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