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(1.浙江省海洋開發(fā)研究院，浙江 舟山316021；2.揚(yáng)帆集團(tuán)股份有限公司，浙江 舟山316100；3.浙江正和造船有限公司，浙江舟山316000)

2006年12月8日，國(guó)際海事組織第82屆海上安全委員會(huì)通過(guò)了《船舶專用海水壓載艙和散貨船雙舷側(cè)處所保護(hù)涂層性能標(biāo)準(zhǔn)》(PSPC標(biāo)準(zhǔn))。PSPC標(biāo)準(zhǔn)提出壓載艙破損面積控制在2%以下。據(jù)統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)船廠現(xiàn)在的涂層破損率為10%，由水密焊縫造成的破損面積約為涂層總破損面積的36%[1]，是導(dǎo)致涂層破損的最大一個(gè)因素。

作為滿足PSPC要求的關(guān)鍵技術(shù)，預(yù)密性試驗(yàn)的定義為把傳統(tǒng)在船塢(船臺(tái))、碼頭階段進(jìn)行的艙室密性試驗(yàn)提前到分段制作階段進(jìn)行，從而達(dá)到工序前移、減少涂裝損耗的目的。預(yù)密性試驗(yàn)方法一般有充氣試驗(yàn)，抽真空試驗(yàn)，著色試驗(yàn)和磁粉試驗(yàn) (輔助)。預(yù)密性試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)在于將艙室填充式的整體密性檢查，變?yōu)楦鳁l角焊縫、對(duì)接焊縫的密性檢查，這樣就可以把密性檢查提前到分段制作階段，最大限度減少或取消后期的密性檢查工作。對(duì)通過(guò)預(yù)密性試驗(yàn)的焊縫可以進(jìn)行沖砂油漆，有效保護(hù)全分段的油漆完整性，減少船塢(船臺(tái))補(bǔ)漆工作量。

2005年韓國(guó)有人提出通過(guò)檢驗(yàn)焊縫內(nèi)部氣道的氣密性來(lái)檢驗(yàn)密性焊縫的質(zhì)量，該思路隨后在三星重工進(jìn)行了實(shí)踐驗(yàn)證，并隨后得到了相關(guān)船級(jí)社的認(rèn)可。

在我國(guó)，早在20世紀(jì)90年代預(yù)密性所涉及的試驗(yàn)方法就有一定的理論研究和實(shí)踐基礎(chǔ)，期間這些密性試驗(yàn)方法、名稱有所差異，但與充氣試驗(yàn)，抽真空試驗(yàn)原理是一致的[2-5]。這些密性試驗(yàn)方法針對(duì)角焊縫和對(duì)接焊縫較多的船舶和產(chǎn)品采用，也只是在個(gè)別船廠局部采用，并未大面積推廣應(yīng)用。在PSPC標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)后的1～2年時(shí)間里，國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究主要針對(duì)單個(gè)預(yù)密性試驗(yàn)方法的原理、試驗(yàn)條件、試驗(yàn)范圍、試驗(yàn)要求及注意事項(xiàng)。單個(gè)預(yù)密性試驗(yàn)方法名稱也有差異，未得到統(tǒng)一[6-8]。2008年中國(guó)船舶工業(yè)行業(yè)協(xié)會(huì)組織編寫了《船體分段預(yù)密性試驗(yàn)指導(dǎo)書》，對(duì)預(yù)密性試驗(yàn)的實(shí)施起到了很好的規(guī)范指導(dǎo)作用[9-10]。

1 研究方法

1)預(yù)密性檢驗(yàn)適應(yīng)性。船體密性艙室焊縫隨部位不同,要求亦有所不同，位于船體中段附近的密性焊縫，其預(yù)密性檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方便，檢驗(yàn)操作簡(jiǎn)單、可靠；而對(duì)于艏艉端部狹小空間內(nèi)的密性焊縫，預(yù)密性檢驗(yàn)的可行性和可靠性都需要進(jìn)行深入的探討。在保證檢驗(yàn)質(zhì)量和不增加工時(shí)的前提下，盡可能擴(kuò)大預(yù)密性檢驗(yàn)的使用范圍。

2)預(yù)密性的設(shè)計(jì)和對(duì)外確認(rèn)。密性焊縫設(shè)計(jì)最早體現(xiàn)在船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)中，研究這些預(yù)密性焊縫在生產(chǎn)設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)方式；根據(jù)密性檢驗(yàn)的適應(yīng)性，設(shè)計(jì)密性焊縫及其檢驗(yàn)次序；根據(jù)船檢和船東的要求設(shè)計(jì)試驗(yàn)并提供相應(yīng)材料以得到認(rèn)可和確認(rèn)。

3)預(yù)密性工裝設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)各種典型部位焊縫的通用工裝件和特殊部位焊縫的專用工裝件，在滿足密性要求的前提下，盡可能使這些工裝件便于拆卸，重復(fù)使用。

4)工藝流程設(shè)計(jì)和工藝標(biāo)準(zhǔn)。由于船體分段和總段的現(xiàn)場(chǎng)施工中要穿插預(yù)密性檢驗(yàn)和確認(rèn)環(huán)節(jié)，因此要對(duì)工藝流程作必要的調(diào)整以適當(dāng)安排密性檢驗(yàn)的時(shí)機(jī)；盡管密性焊縫檢驗(yàn)操作難度不高，仍需要編排嚴(yán)格的操作規(guī)程以保證施工和檢驗(yàn)的質(zhì)量。

確定預(yù)密性試驗(yàn)應(yīng)用研究流程和應(yīng)用實(shí)施流程，見圖1、2，進(jìn)而制定預(yù)密性試驗(yàn)大綱，研制了密性檢驗(yàn)工裝，最大限度地將密性試驗(yàn)提前。

圖1 預(yù)密性試驗(yàn)應(yīng)用研究流程

圖2 預(yù)密性試驗(yàn)應(yīng)用實(shí)施流程

2 實(shí)施

由設(shè)計(jì)部門繪制“船體分段預(yù)密性試驗(yàn)圖”，現(xiàn)場(chǎng)施工部門按照?qǐng)D紙進(jìn)行預(yù)密性試驗(yàn)。在試驗(yàn)過(guò)程中，未經(jīng)主管部門同意，不得隨意更改試驗(yàn)方法和內(nèi)容。

應(yīng)在預(yù)密性試驗(yàn)前結(jié)束船體結(jié)構(gòu)的焊接、矯正作業(yè)，對(duì)重要焊縫經(jīng)無(wú)損探傷并經(jīng)船東、船檢檢驗(yàn)并合格；需提交書面文件給船東、船檢，在取得船東、船檢認(rèn)可后方可進(jìn)行預(yù)密性試驗(yàn)；艙室內(nèi)影響密性試驗(yàn)的管路、接頭等已安裝結(jié)束；對(duì)妨礙檢視密性的附件、墩木、腳手架等應(yīng)拆除或移除。

預(yù)密性試驗(yàn)可根據(jù)船體結(jié)構(gòu)不同的位置和建造方法，采用充氣試驗(yàn)和抽真空試驗(yàn)。在船東、船檢認(rèn)可條件下，局部區(qū)域采用著色試驗(yàn)、磁粉試驗(yàn)等無(wú)損檢測(cè)試驗(yàn)來(lái)代替密性試驗(yàn)。

2.1 實(shí)施步驟

2.1.1 分段內(nèi)部焊縫預(yù)密性試驗(yàn)

分段內(nèi)部焊縫預(yù)密性試驗(yàn)采用充氣試驗(yàn)。

焊縫較長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中會(huì)產(chǎn)生銹蝕，無(wú)法做通，可在一條焊縫完工后，立刻提交，與分段提交分開進(jìn)行。

焊縫完工后進(jìn)行自檢，并進(jìn)行報(bào)檢，在未經(jīng)船東船檢復(fù)驗(yàn)前，對(duì)充氣試驗(yàn)焊縫保留24 h。

在待檢焊縫一端裝焊氣壓表，另一端裝焊充氣管。每條焊縫止流孔外側(cè)用著色試驗(yàn)輔助，彌補(bǔ)充氣試驗(yàn)的不足。

在焊縫上噴涂肥皂水溶液(在0 ℃以下應(yīng)加熱)，然后對(duì)充氣管進(jìn)行充氣，檢查氣壓表的數(shù)值是否符合允許值0.015～0.020 MPa，待靜壓15 min后，觀察肥皂水溶液有無(wú)冒泡現(xiàn)象及色漆的變化情況，即能判別焊縫的質(zhì)量。

待檢驗(yàn)24 h后，拆除氣壓表及充氣管，請(qǐng)焊工堆焊。

2.1.2 分段外部焊縫預(yù)密性試驗(yàn)

分段外部焊縫預(yù)密性試驗(yàn)采用抽真空試驗(yàn)。

分段外部焊縫采用自行研制的檢查裝置進(jìn)行,見圖3。

圖3 檢查裝置

焊縫檢驗(yàn)采用逐段進(jìn)行，首先在焊縫上噴涂肥皂水溶液，然后用專用檢查裝置貼附到焊縫上，進(jìn)行抽氣，檢查氣壓表的數(shù)值是否符合允許值-0.015～-0.020 MPa，觀察肥皂水溶液有無(wú)冒泡現(xiàn)象，即能判別焊縫的質(zhì)量。

2.1.3 焊縫修補(bǔ)

1)裂縫修補(bǔ)要用碳刨清除裂縫后再重新施焊。

2)對(duì)于單一的氣孔泄漏可直接焊補(bǔ)。

3)對(duì)于氣孔嚴(yán)重連續(xù)泄漏，用碳刨清除后重新焊接。

4)修補(bǔ)焊縫結(jié)束后，重新進(jìn)行充氣試驗(yàn)或抽真空試驗(yàn)，確保密性質(zhì)量。

2.2 實(shí)施工藝裝配要求

1)裝配、角焊縫間隙為0.3～0.8 cm最佳。

2)焊接熔深要1/4～1/3板厚未焊。

3)焊縫外觀質(zhì)量要自檢滿足標(biāo)準(zhǔn)。

4)充氣補(bǔ)板、氣壓表補(bǔ)板自行安裝，并在外側(cè)開止流孔。

2.3 實(shí)施范圍

1)上邊水艙水密肋板與斜板、外板、甲板角焊縫采用充氣試驗(yàn)。

2)上邊水艙斜板與甲板、外板角焊縫采用磁粉。

3)甲板與舷頂列板角焊縫采用真空試驗(yàn)。

4)上甲板橫向肋板與甲板角焊縫采用充氣試驗(yàn)，見圖4。

圖4 充氣試驗(yàn)實(shí)施范圍

5)槽形艙壁與上下邊水艙斜板角焊縫采用磁粉。

6)槽形艙壁下墩座面板與直撐板、斜撐板角焊縫采用磁粉。

7)槽形艙壁與下墩座角焊縫采用磁粉。

8)下墩座直撐板、斜撐板與內(nèi)底板角焊縫采用磁粉。

9)槽形艙壁與邊管弄、邊管弄與外板角焊縫采用充氣試驗(yàn)。

10)槽形艙壁與上墩座面板角焊縫采用磁粉，見圖5。

3 結(jié)果

1)密性焊縫的預(yù)密性實(shí)施率達(dá)80%。

圖5 磁粉試驗(yàn)實(shí)施范圍

2)一次性涂裝完工率達(dá)95%。

3)縮短單船建造周期。通過(guò)將密性焊縫檢驗(yàn)提前并在時(shí)間上靈活穿插，以及減少塢內(nèi)涂裝工作量，使大型散貨船建造周期縮短20天以上，油船等密性焊縫較多的船型可達(dá)40天以上。

4)節(jié)約成本5%。通過(guò)工藝的調(diào)整節(jié)約淡水消耗和工時(shí)消耗，使成本降低。

5)增加船舶企業(yè)產(chǎn)值10%。通過(guò)焊縫預(yù)密性試驗(yàn)技術(shù)的研究和應(yīng)用，將后期的密性檢驗(yàn)工作穿插到前期進(jìn)行，從而縮短單船造船周期，船廠年產(chǎn)值得到增加。

4 結(jié)論

從日韓等一些先進(jìn)船廠實(shí)施的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，預(yù)密性試驗(yàn)無(wú)論是對(duì)縮短建造周期，還是對(duì)質(zhì)量、安全、成本、油漆等各方面都具有重大意義。推行預(yù)密性試驗(yàn)，優(yōu)化了密性試驗(yàn)作業(yè)環(huán)境，把高空封閉作業(yè)變成平地敞開作業(yè)，且試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單可靠，極大地提高工作效率，降低密性試驗(yàn)成本。從先進(jìn)的造船理念來(lái)說(shuō)，符合工序階段前移的特點(diǎn)，降低了船臺(tái)密性試驗(yàn)的工作量，縮短船臺(tái)周期。對(duì)通過(guò)預(yù)密性試驗(yàn)的焊縫可以直接進(jìn)行沖砂、油漆作業(yè)，保證分段油漆完整性，減少船臺(tái)、船塢補(bǔ)漆工作量。該試驗(yàn)方法施工簡(jiǎn)單、安全便利、保證質(zhì)量、降低成本、縮短周期，滿足PSPC涂裝要求。

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