整体管环氧浇注法在船上的应用

整体管环氧浇注法在船上的应用

1管环氧浇注法在传统的船舶制造过程中，螺母销的安装通常采用螺纹孔压入安装法。需要现场研磨、测量、加工和过度压力安装。施工周期超过10天，对工人的技能依赖性高，质量风险高。随着船台周期的缩短，孔压入法的弊端日益突出。一般来说，螺旋式环氧化注水法的采购成本相对较高，但施工周期只有两天，显著提高了总效率和安装速度，降低了施工风险。相比之下，施工简单方便，建设费用降低，造船厂的综合成本逐渐下降，越来越受船力的喜爱。本文介绍了这一方法的主要技术。2整体式管整体艉管环氧浇注法,是指由专业厂家提供艉轴承已经装配好的整体式艉管,插入船体结构的分段中(间隙配合),用环氧树脂浇注定位成型,如图1、图2所示。工艺具体分为安装设计、测量定位中心线、吊装整体艉管、浇注环氧树脂等4个过程。2.1安装设计安装设计就是要对艉轴承的安装做一些必要的技术准备,它包括确定所采用的安装方法、确定设计船的尾部线型和装配工艺的设计。2.1.1整体管环氧浇注法和复合材料浇注法的确定根据船东意见和船体性能,结合目前常用的几种艉轴承安装方法,如镗孔法和环氧树脂浇注法的技术参数、成本等因素的分析,确定选择安装方法为整体艉管环氧浇注法。。当选择整体艉管环氧浇注法时,需进行整体艉管和环氧树脂的选购,或提供必要的数据让厂家进行整体艉管和环氧树脂的设计。2.1.2响尾线型设计由于整体浇注法比压装法对结构尺寸要求要大,会影响尾部线型,因此在总体设计和船模实验时要考虑轴系尺寸、艉管尺寸、浇注间隙、工艺偏差、铸件尺寸以及尾部线型等数据;并且根据厂家资料进行详细设计。2.1.3浇注工艺等施工工艺主要包括整体艉管的装配、吊装和浇注工艺等。工艺设计中要将附件装配顺序、清洁要求、吊装工具、吊装工艺、浇注工具、浇注工艺、浇注注意事项等一并考虑。2.2分段制作过程中心线定位包括初步拉线定位、照光精确定位、结果分析等三个部分。分段制作过程是根据轴的中心线进行铸件的定位安装;在船台分段定位吊装时,是根据船台中心线进行定位。2.2.1目标函数的确定轴线是根据船台中心线和船体合拢进行确定的;在机舱区域主要焊接工作结束、主要设备吊装完毕后,根据船台中心线,用投影法确定船体基线所在的纵向面,然后根据船舶设计时主机安装高度,在该纵向面上确定轴线高度基准点C,在点C处固定琴钢丝的一端,另一端固定饶过C’后吊上重物拉直。该固定支架上装有纵向可调装置,调整这端钢琴丝的高度,使钢琴丝通过C点且与船体基线平行,那么,钢琴丝就是大致的轴系中心线。通过挠度计算,基本可以确定C‘、G、E、C的基本位置。2.2.2准直照光镜的安装拉线确定的轴系中心线由于挠度的关系存在计算误差,所以为了减少艉轴管铸件前端面E点的中心误差,可用照光的方法来矫正。在基准点C放置点光源,后在艉轴管铸件后端面G的内孔上装两个十字可调支架,两支架的中心放上有中心光标的长筒型准直照光望远镜。先将望远镜的中心都调到钢琴丝在这两个端面上的位置,固定两个支架不动。在艉轴管铸件前端面的中心E放一个可调光靶,通过望远镜往前看,调整前端面的可调光靶,使望远镜的中心光标、光靶及点光源在同一直线上,这三点所确定的线就是轴系中心线。2.2.3浇注厚度的确定由于船体制造精度的原因,测量确定的轴系中心线一般与船体分段艉轴管铸件本身的中心线有些偏移,可计算出要浇注的环氧树脂的厚度,然后判断是否满足厂家和船级社提供的最低厚度要求(一般厚度不得低于12mm),若满足,就可在艉轴管铸件前后端面画上检查圆,并焊装基准快用于安装时调整整体艉管的位置。2.3整体管的安装吊装整体艉管是浇注环氧树脂前的工序,也包括三个工作内容。(1)整体艉管里面是滑油润滑的巴氏合金轴承,在尾轴运行过程中对清洁要求很高;外面与环氧树脂进行连接,为保证连接效果,必须很好清洁;所以吊装前要对整体艉管和前后承座的接触面进行有效清洁,清洁完成后,用塑料薄膜将艉轴管铸件前后断面封闭。(2)整体艉管的定位安装。艉轴的实际中心是靠艉管定位的,艉管中心线的定位必须非常精确;用葫芦和吊带将整体艉管从艉部向艏部穿入艉毂铸件,根据艉毂前后端面的检查圆来调整艉管的位置,后将整体艉管所有附件安装到位。再次根据照光所确定基准块的测量销钉到整体艉管法兰的距离来进一步调整整体艉管的中心位置,确保其中心和轴线重合。(3)浇注前的准备工作;环氧树脂的浇注效果受清洁、温度影响很大,而且必须连续浇注;所以艉管定位后,要再次检查整体艉管及其附件的完整性,复查管路,检查油管密性试验,要求工作状态下无泄漏,以及必要的清洁,用塑料薄膜将整体艉管前后端面包紧。2.4环氧树脂注射2.4.1固定密封条进行浇注时,为防止渗漏,需在艉管法兰与艉毂间垫上海绵条,并用薄板临时固定在艉毂上用作密封。用一条长为400～600mm的透明软管,一端与整体艉管法兰顶部的透气口,浇注漏斗、浇注泵连接起来,另一端接到环氧树脂浇注入口。2.4.2不同固化剂用量对硬度的影响环氧树脂的固化时间与温度和厚度有密切关系,固化剂的用量会直接影响到浇注效果和最终的硬度,要根据下图3选择相应固化剂的用量。搅拌时将搅拌桨叶装在低速电钻上(200—500RPM),浆叶必须全部埋入环氧树脂里面,以防止空气泡混入,搅拌2min～3min,目视检查达到均匀混合后,立即进行浇注,并且要进行连续搅拌和浇注。2.4.3浇注环氧树脂首先对整体艉管的后端进行浇注。打开软管阀和整体艉管顶部透气塞,将搅拌好的环氧树脂缓慢的倒入塑料漏斗内,用泵将环氧树脂缓缓的压入,同时检查底部和顶部的透气帽,直到树脂流出确保空气排净后进行闷住,继续浇注环氧树脂一直到透明塑料管内的环氧树脂液面高过承座400～600mm。这个过程关键要控制三点:(1)必须缓慢进行,不要泵入空气,在环氧树脂将要流出透气口时及时地闷住透气帽,避免气泡混入环氧树脂中;(2)整个过程必须是个连续的过程,因为一定的时间间隔将会导致环氧树脂分层,影响质量;(3)在整个浇注过程中,相关工作人员必须仔细检查各部分,一旦发现有环氧树脂漏出,立刻用橡皮泥将泄漏处严密封堵,避免泄漏处因环氧树脂流失而出现小空腔。浇注过程中要准备1块50x50x25mm试样块,并观察塑料透气管的环氧树脂液位的下降情况,及时的补充环氧树脂。依照同样的方法步骤,对整体艉管的前端进行浇注。2.4.4固化过程的安全控制环氧树脂完全固化的时间为18～48h,主要取决于环境温度。固化过程中要求在其周围严禁明火、振动等作业以保证固化过程的安全性和精确度。环氧树脂试样块的固化过程必须放置在艉管旁,以确保两者的固化环境的一致性。完全固化后的试样用于进行硬度试验及向船检报验。试样巴式硬度>35,为防水环氧树脂的外露部分需涂抹密封胶以提高水密功能。2.5传统车间轴系压装法安装法的应用整体艉管环氧浇注法是一种快捷简便的方法,与传统的镗孔定位艉轴承相比,最鲜明的优势就是大大缩短了安装时间,省掉了施工要求较高的镗孔和压装艉轴承两个工艺的复杂性,在确定轴系中心后,就可直接插入已内带艉轴承的整体艉管,用浇注环氧树脂固定,安装时间只是传统镗孔安装法的1/3～1/4,可达到同样甚至更准确的艉轴承固定效果。虽然在采购成本方面有所增加,但由于高效快捷,大大缩短了船台周期,并且大大降低了质量风险,综合成本反而降低。3具有很强的经济性与传统方法的比