余仁偉

(中外運長航集團南京長江油運公司紫金山船廠，江蘇 儀征 211900)

?

33.6 m交通艇改造設(shè)計與改造方案

余仁偉

(中外運長航集團南京長江油運公司紫金山船廠，江蘇 儀征 211900)

在將原守島供水船改造成內(nèi)河交通艇的過程中，針對原船的缺點制定了詳細的改造設(shè)計，通過周密的設(shè)計工作，明確了改造工程內(nèi)容；在改造工程展開的前期做好詳細的可操作性的施工計劃及工藝方案，讓整個改造施工過程工期可控、質(zhì)量可控，效益達到預(yù)期目標。

交通艇；船舶改裝；改造設(shè)計；改建實施方案

0 引言

南京港邊防檢查站邊檢3207艇改造項目主要目的是將原沿海“守島供水船”改建成33.6 m內(nèi)河交通艇。該艇改造成功后主要用于巡查長江南京段水域，并有集中會議室，可指揮其他船舶圍堵救災(zāi)工作等。該艇改造面臨的主要難度是原艇動力弱，船頭線型不合理，船舶艏部傾斜嚴重等。針對原船這些難題，需要重新設(shè)計船艏部線型，改變船舶重量和船舶重心。通過實船測量以及相關(guān)方案的優(yōu)化，最終明確改建的主要內(nèi)容是改善船舶艏部線型，重新制作船舶艏部；原供水艙改為船員房間，原船員房間改造成集中會議室；將船舶上層建筑改為鋁合金材質(zhì)，降低船舶重心，增加船舶穩(wěn)性。

1 交通艇改建設(shè)計要點

1.1 改造設(shè)計圖紙文件編制及改造依據(jù)

《內(nèi)河船舶法定檢驗技術(shù)規(guī)則》(2011)、《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》(2009)及2012修改通報、中國造船質(zhì)量標準CSQS(2006)。

1.2 船體設(shè)計要點

1.2.1 改建船舶主要要素對比

改建船舶主要要素對比見表1，改建船舶總布置圖如圖1所示。

圖1 總布置圖

表1 改建前后船舶主要要素對比表

1.2.2 穩(wěn)性

根據(jù)《內(nèi)河船舶法定檢驗技術(shù)規(guī)則》(2011)校核穩(wěn)性。

1.2.3 救生消防

根據(jù)《內(nèi)河船舶法定檢驗技術(shù)規(guī)則》(2011)配備救生消防設(shè)備。

1.2.4 艙室

1.2.4.1 隔熱

所有陽光照射到有內(nèi)裝要求的部位的鋼質(zhì)外圍壁及甲板內(nèi)壁敷50 mm自熄泡沫板。

1.2.4.2 敷料及地面

主甲板餐廳、廚房、廚房內(nèi)儲藏室、衛(wèi)生間鋼絲網(wǎng)水泥底層填料地面找平后鋪薄型防滑地磚；駕駛甲板駕駛室、內(nèi)走道上鋪地板；艙底船員室、內(nèi)走道鋪地板；空調(diào)機室地板為防滑甲板漆。

1.2.4.3 天花板及圍壁

(1)主甲板上艙室天花板凈高為1 800 mm，下沉區(qū)域天花板凈高為 2 200 mm，駕駛甲板室天 花板凈高為2 000 mm。

(2)會議室、餐廳、廚房、居住艙室及內(nèi)走道的圍壁及天花襯板選用阻燃防火板，其構(gòu)架與其產(chǎn)品配制組裝。

(3)廚房、衛(wèi)生間的墻面圍壁采用輕型不銹鋼復(fù)合圍壁板。

1.3 船舶輪機設(shè)計要點

輪機系統(tǒng)改造為局部調(diào)整。機艙內(nèi)部主要設(shè)備不變動，軸系也不改動；壓載管路、生活管路、透氣管需要調(diào)整；主甲板上增加1臺中央空調(diào)等。

1.3.1 拆除項目

(1)拆除原船上CO2滅火系統(tǒng)，包括機艙內(nèi)的CO2噴頭。

(2)拆除對外供水系統(tǒng)，包括機艙內(nèi)的對外消防泵、對外消防泵啟動器以及一些管道。

(3)拆除機艙以外的取暖管道以及一些附件。

(4)拆裝駕駛室內(nèi)主機、齒輪箱、舵機等操縱儀表及連接管線，待駕駛室改建好后重新布置安裝。

(5)拆裝船首儲藏艙內(nèi)的通風機，等船首儲藏艙改建好后,如風機完好繼續(xù)安裝使用。

1.3.2 增加項目

(1)在甲板上增加1間中央空調(diào)室。中央空調(diào)服務(wù)于駕駛室、會議室、餐廳和船員室，根據(jù)房間總面積92.57 m2，選用ML(R)35I模塊式冷(熱)水機組空調(diào)，其制冷量約35 kW,制熱量約38.5 kW，壓縮機功率約11 kW。

(2)在機艙增加1臺空調(diào)冷卻水泵,型號為40CBZ-30。

1.3.3 局部改變項目

(1)由于衛(wèi)生間和廚房位置調(diào)整，所以生活用水管系重新需要布置。

(2)由于本船艙室重新調(diào)整，艙底及消防管系需重新布置，原有的艙底消防壓載總用泵不變。

(3)本船艙室重新調(diào)整，注入、測深系統(tǒng)需重新布置。

1.4 電氣設(shè)計要點

本船電氣系統(tǒng)根據(jù)船體改建總布置圖和船東改建委托書的要求，對照內(nèi)河的規(guī)范和法規(guī)進行改建，增加AIS等。

1.4.1 拆除項目

(1)可以拆除原有的火災(zāi)報警系統(tǒng)。

(2)因為中央空調(diào)取代了原有的分體式空調(diào)，原有的空調(diào)取消。此外取消為原有空調(diào)供電的空調(diào)分電箱。

1.4.2 增加項目

(1)根據(jù)船體總布置圖，相應(yīng)增加底部艙室的照明。

(2)根據(jù)輪機增加的空調(diào)設(shè)備和水泵等設(shè)備，在配電板或電力分電箱上增加供電分路。

(3)因為總布置圖的變化，電力布置、照明布置、通信和報警設(shè)備布置、無線電航行設(shè)備布置均需重新調(diào)整。此外主干電纜的走向也重新調(diào)整。

(4)根據(jù)內(nèi)河法規(guī)，增加AIS系統(tǒng)。

2 組織施工

組織施工是項目工作的重要部分。合理高效的施工組織能夠縮短項目建造時間，提高項目利潤。組織施工時，應(yīng)通過細致列項，找出改建工程主要內(nèi)容；通過分析改建工作主要內(nèi)容編制改建計劃。改建計劃應(yīng)該包括施工的總體方案、大節(jié)點計劃、勞動力組織策劃、質(zhì)量控制以及關(guān)鍵部位施工工藝要求。

2.1 改建項目施工總體方案

改造項目施工總體方案如圖2所示。

圖2 改造項目施工總體方案

2.2 改建項目施工大節(jié)點計劃

改建項目施工大節(jié)點計劃見表2。

表2 33.6 m交通艇施工大節(jié)點計劃

2.3 勞動力組織策劃

(1)原船上層建筑割除、原首部分段割除、新船部首部分段制作安裝等工作需要鋼結(jié)構(gòu)施工人員約9人。

(2)鋁合金上層建筑分段制作安裝，需要專業(yè)鋁合金施工人員5人。

(3)上層建筑內(nèi)飾裝修需要專業(yè)內(nèi)裝施工人員10人。

(4)需要噴砂施工人員8人。

(5)需要油漆施工人員5人。

(6)需要專業(yè)電氣施工人員4人。

(7)需要現(xiàn)場船體、輪機、電氣、內(nèi)裝、涂裝工程師2人。

2.4 改建項目施工主要工藝

2.4.1 船首分段制作工藝

船首分段制作采用分段正造法制作。以55號肋位面為基面上胎架制作，焊接按照焊接規(guī)格表的要求施工，分段脫胎前進行分段結(jié)構(gòu)報檢，合格后分段整體進入噴砂房噴砂涂裝油漆。

2.4.2 鋁合金上層建筑分段制作工藝

分段制作采用分段正造法制作。以主甲板平面為基面上胎架制作，焊接采用MIG及TIG焊接法，焊接根據(jù)焊接規(guī)格表要求施工，分段脫胎前進行分段結(jié)構(gòu)報檢。

2.4.2.1 鋁合金焊接工藝

2.4.2.1.1 焊接前準備

(1)除去油、脂、水、污物，對重污染的情況可采用化學清洗的方法。

(2)焊前可用不銹鋼絲刷、氧化鋁砂紙打磨。

(3)焊接區(qū)域外表面可適當予以保護(防飛濺)。

(4)焊接施工區(qū)域應(yīng)遮風擋雨。

(5)輸氣管道可考慮加熱裝置。

(6)低溫情況下要考慮預(yù)熱。

2.4.2.1.2 鋁合金的焊接襯墊

(1)盡量避免使用永久性襯墊。

(2)當使用永久性襯墊時，襯墊本身也應(yīng)與結(jié)構(gòu)一樣清潔。

(3)要盡可能在背面用角焊縫封底，以防潮濕積聚引起腐蝕。

(4)當采用臨時襯墊時，最好采用不銹鋼材質(zhì)，不排除鋁、陶瓷、普通鋼材作為臨時襯墊。

(5)避免使用銅墊。

2.4.2.1.3 鋁合金的裝配與固定

(1)避免強力安裝，保證裝配精度，減少間隙。

(2)以中心面對準或以某一面對準，避免錯位。

(3)根據(jù)具體情況采用合適的工夾具、點固焊和定位板。

(4)定位焊的質(zhì)量應(yīng)與結(jié)構(gòu)焊接相同。

(5)點固焊的數(shù)量應(yīng)適當，并有一定的長度。

(6)應(yīng)盡量減少定位板的使用。

(7)使用定位板宜有一定的方向變化。

(8)去除定位板不能用錘擊法強力打掉(宜采用切割打磨的方法)。

2.4.2.1.4 鋁合金焊接順序

(1)密集性多條焊縫：從中心逐漸向四周。

(2)先焊船體內(nèi)側(cè)，再焊外側(cè)，以中心到兩邊。

(3)盡量少留坡口間隙。

(4)盡量減少焊縫的焊道數(shù)量。

(5)采用高密度能量、快速焊接的方法。

(6)長焊縫采用分中對稱焊或分步退焊法。

2.4.2.1.5 鋁合金焊接注意點

(1)焊接預(yù)熱一般是不需要的，以避免產(chǎn)生熱裂紋。

(2)道間溫度不超過60 ℃。

(3)采用引弧板和熄弧板，即使中斷后再焊接也可考慮在焊縫上用引、熄弧板。

(4)采用間斷焊時要注意填滿弧坑。

(5)挖孔焊時，要注意孔開得大些，以免保護不到位，產(chǎn)生缺陷。

(6)若鎂合金含量小于3%，對熱處理后的焊縫產(chǎn)生腐蝕裂紋的敏感性較大。

2.4.2.1.6 焊后檢查

(1)外觀檢查可借助3至5倍的放大鏡。

(2)不允許裂紋、夾鎢、未填滿、表面氣孔、過燒、焊瘤等存在。

(3)表面形狀和焊腳尺寸滿足要求。

(4)咬邊的長度不得小于3 mm，若長度大于3 mm，則咬邊的深度不大于0.5 mm。咬邊連續(xù)長度不超過100 mm。

(5)無損檢測的方法需要事先得到接受。

(6)對接焊用超聲波或射線檢查。

(7)角接縫用滲透檢查。

2.4.2.2 鋁合金與鋼板連接要求

鋁合金與鋼板之間采用鋁鋼過度接頭進行焊接，過度接頭焊接要求根據(jù)廠家要求施工。鋼鋁爆炸成形接頭的典型應(yīng)用如圖3所示。

圖3 鋼鋁爆炸成形接頭的典型應(yīng)用

鋼鋁轉(zhuǎn)換接頭焊接時注意事項：

(1)接合部(SS/Ag界面)應(yīng)避免200 ℃×30 min以上的加熱。

(2)應(yīng)采取先焊熔點低的鋁側(cè)，再焊不銹鋼側(cè)的焊接順序。因為鋁導熱性好，先焊鋁側(cè)，可使整個過渡接頭焊接時散熱加快，降低臨界溫度。

(3)必要時鋁側(cè)要進行焊前預(yù)熱。一般情況下，焊接鋁時要進行200 ℃預(yù)熱。為避免200 ℃×30 min以上的加熱，最好進行80 ℃預(yù)熱。

(4)為了避免接合部(SS/Ag)200 ℃×30 min以上的加熱，層間溫度要控制在80 ℃，焊接電流不能過大，且在焊接過程中不斷向包裹在接頭部位的濕棉布澆水，降低接頭部位的溫度。

(5)貼在鋼鋁轉(zhuǎn)換接頭外圍的溫度標簽，焊接完成前絕不能除去。

(6)焊接后，對溫度標簽的色變進行確認。

3 結(jié)語

33.6 m交通艇改造過程中發(fā)現(xiàn)鋁合金船體制作難度比鋼質(zhì)船體要大，鋁合金焊接比較容易變形，控制焊接變形是鋁合金船體制作的要點。同時鋁合金與鋼質(zhì)船體之間的焊接通過鋼鋁爆炸成形接頭是比較成功的方案，焊接質(zhì)量較高，焊接難度小。

33.6 m交通艇通過降低船重，改變船首線型，改正原供水船的不足。經(jīng)實船試驗證明，試航性能良好，達到改建要求。

[1] 中國船級社.內(nèi)河船舶法定檢驗技術(shù)規(guī)則[M].北京: 人民交通出版社,2011.

[2] 中國船級社.鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范[M].北京:人民交通出版社,2009.

[3] 國防科學技術(shù)工業(yè)委員會.中國造船質(zhì)量標準[M].北京: 國防科學技術(shù)工業(yè)委員會出版社,2005.

[4] 李敬勇，李標峰.鋁合金焊接船及其發(fā)展[J].材料開發(fā)與應(yīng)用，1994(3)：33-38.

[5] 邱鐵男，楊貴臣.鋁合金船焊接變形的控制[J].船舶工程，1997(3)：24-26.

[6] 笈川研一，霍金林.鋁合金船舶的焊接[J].輕合金加工技術(shù)，1992(10)：35-39.

[7] 王承權(quán)，夏炳仁.鋁合金上層建筑與鋼主船體的新型焊接過渡接頭[J].船舶工程, 1999(4)：26-28，34.

[8] 毛秋水.艦船用鋁-鋁-鋼復(fù)合材料焊接性能研究[D].鎮(zhèn)江：江蘇科技大學, 2010.

2016-04-23

余仁偉(1981—)，男，工程師，從事船舶建造及船舶維修工作。

U672.6

A