坞内更换挂舵臂工艺介绍

摘 要：船舶尾部在坞内合拢完成后若需要更换有严重缺陷的挂舵臂是一项非常艰难的工作，其将耗费大量的时间，延迟下水，严重影响生产节点。文章以实船为例介绍了坞内更换挂舵臂工艺，该工艺大大缩短了更换时间，解决了因坞内更换挂舵臂而影响船舶制造节点难题，具有一定的参考价值和借鉴作用。

关键词：挂舵臂；坞内更换；工艺

引言

船舶建造过程中当带有挂舵臂的总段合拢后就可以开始水下系统安装了。但是此时如需要更换挂舵臂，这不仅是一项非常艰难的工作，而且处理不当会影响船舶按期下水甚至船厂全年生产计划。某船厂在干船坞内为希腊某船东建造的11万吨油轮时因铸件存在重大缺陷需要更换挂舵臂。为不影响船厂整体计划，经反复研究和论证，决定采取实船绕挂舵臂周界一定距离掏取下一小分段（下称缺陷分段），同时借用同型船挂舵臂在车间制作与上述尺寸相同的分段（下称替换分段）涂装后重新嵌补安装的新工艺。该工艺包括缺陷分段切割及移运、替换分段制作、替换分段与主船体合拢和替换分段的焊接四个阶段。

1 缺陷分段切割及移运

如图1所示缺陷分段位于船尾部舵机平台以下，坞内门吊的吊索需穿过舵机甲板才能与缺陷分段连接。若将缺陷分段翻身侧态放置于运输车移出尾部最安全，但是舵机平台需开设非常大的孔，会增加坞内更多工作量。所以决定将缺陷分段正态搁置在运输车上移出尾部。但是带有挂舵臂的缺陷分段上大下小，其重心临近船体外板，因此除了考虑正确选取舵机平台上的工艺孔位置等外，确保缺陷分段安全系固在运输车上也是需要解决的关键问题。图1为缺陷分段更换区域示意图。

1.1 施工程序

工艺孔位置选取→切割和基准线条勘划→支撑安装及分段移运工具准备→切割→缺陷分段系固及移运。

1.2 有关方法及要求

1.2.1 确定舵机甲板上的工艺孔位置时，既要考虑缺陷分段上吊耳安装位置，还需重视吊索张角影响，以避免吊装时吊索碰刮孔边。

1.2.2 解决缺陷分段正态运出船体尾部的方法如下：在缺陷分段左右侧外板上对称安装四只眼板（重心前后）；同时在运输车敷设的钢板上划出挂舵臂下口轮廓线并在距离轮廓线约100毫米装焊好挡块。分段吊装时当挂舵臂下端完全进入挡块内并与钢板接触后在挡块和挂舵臂间用木楔塞紧。用钢索、手拉葫芦与缺陷分段和运输车自身的眼板连接好，收紧手拉葫芦，当分段系固牢靠后移去分段上的吊索。运输车驶出船尾。如图2所示为缺陷分段在运输车上的搁置及固定方法。

1.2.3 为方便替换分段合拢，尾部肋板保留部分需切割成上小下大的楔形。修整切割部位，按图纸要求开设好焊接坡口并打磨光滑。

1.2.4 为避免缺陷分段切下后尾部结构局部强度不够而产生变形，应安装强度足够的支撑。

1.2.5 考虑到分段重心偏差，吊索在贯穿工艺孔时可能会贴近孔边而使甲板变形。如出现此类情况，吊钩应停止运动并适当扩大工艺孔。

1.2.6 应保护好船坞坞底舵孔中心线的地样标识及坞内船体基线，以供替换分段定位之用。另外，因切割缺陷分段是在尖闷舱室内作业，安全措施应及时到位，确保施工安全。

2 替换分段制作

以多孔甲板为基面反态预制好甲板小段，然后将同型船的挂舵臂与其组装为替换分段。分段制作需注意如下事项：

（1） 因挂舵臂与甲板小段组装后整体重量很大，因此胎架需具有足够强度和刚性。

（2）为防止焊接后出现倾斜，挂舵臂定位后在其四周应用足够强度的支撑，并使其与地龙有效固定。

（3）替换分段完工后应测量并做好合拢基准线。另外应将该分段翻转成侧态搁置，以方便运输和涂装。

3 替换分段与主船体合拢

替换分段在运输车上系固方法及移运和与缺陷分段相同。替换分段合拢时除应保证精度外，重点是防止与主船体碰刮和预防焊接变形。

3.1 操作步骤

余量修割→移运及吊装定位→测量→临时支撑安装→待焊接。

3.2 注意事项

3.2.1 因替换分段采用嵌补方式与主船体合拢，所以合拢前应测量主船体上开口的实际尺寸，然后按此尺寸划出并修割掉替换分段上的余量。

3.2.2 替换分段吊装时上端应平正，以防与尾部结构碰刮。为方便调整可在挂舵臂下部安装好稳索。

3.2.3 替换分段初步定位后，应根据坞内基准线测量有关尺度，重点测量挂舵臂铸件孔中心线与基线的垂直度和挂舵臂下口距基线的高度值。

3.2.4 由于替换分段焊接后容易上翘，因此合拢时应采取措施。常用方法是施放适量的反变形，反变形量根据工厂实际情况确定，本船反变形量设为10mm。

3.2.5 替换分段定位后应在挂舵臂下方用支墩支撑结实。

3.2.6 替换分段吊装时也要防止吊索碰刮工艺孔边，同时施工者应按程序施工以确保质量和安全。

4 替换分段的焊接

替换分段焊接时除正确选用焊材和焊接规范，按合理的次序焊接外，还需安排人员监控铸件孔中心线的垂直度，以防变形超标影响后续水下系统安装。（1）焊接次序：首先焊接外板对接缝，第二焊接平台对接缝，第三焊接纵桁对接缝，最后焊接肋板对接缝。（2）焊接时应由两名焊工对称施焊。焊接过程中应安排有经验的员工随时检测挂舵臂舵孔中心线与坞底地样标志的重合情况并做好记录。焊接中如发现舵孔中心线与地样标识出现偏差，应及时通知焊工改变焊接次序纠偏。

5 结束语

坞内更换挂舵臂工作虽然困难，但只要采用比较先进的工艺，合理安排计划，还是能够比较顺利地完成的。某船厂在建的11吨油轮更换挂舵臂时按照该更换工艺及周密的计划进行施工，节约了大量的时间，最终该船下水仍在节点范围之内，生产周期未受到影响。另外，该工艺对嵌补分段合拢也具有一定的指导意义。

作者简介：刘涛（1968-），男，工程师，主要从事船舶建造工艺设计工作。

刘剑波（1987-），男，助理工程师，主要从事船体工艺设计工作。

陈浩（1986-），男，助理工程师，主要从事船体工艺设计工作。

苏小敏（1982-），女，助理工程师，主要从事船舶涂装设计工作。