成 紅,陸洪兵
(1.惠生(南通)重工有限公司,江蘇南通 226009;2.南通市海洋水建工程有限公司,江蘇南通 226361)
船舶木甲板[1-2]是指在船舶的主甲板鋼質(zhì)甲板上面鋪設(shè)一層較厚的木頭。對(duì)于客船來講,木甲板主要是為了隔溫、防滑和美觀。對(duì)于其他類型船舶,木甲板主要是為了貨物存放、設(shè)備維修部件的吊運(yùn)存放、綁扎方便,起到抗振和緩沖的作用,并且木質(zhì)甲板的維修也比鋼質(zhì)甲板方便。在鋼質(zhì)甲板上面鋪設(shè)一層木質(zhì)甲板,對(duì)于金屬甲板也可以起到一定的抗腐蝕保護(hù)作用。
木材的基本數(shù)據(jù)[3]包括:彎曲強(qiáng)度、耐壓強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度、硬度、氣干密度和收縮率。
木材的基本要求有:1)不允許有腐朽;2)不允許有蟲眼;3)正面板不允許有鈍棱,背面板允許有寬度少于10%的鈍棱;4)橫彎不超過長度的1%,順彎不超過長度的1.5%;5)無明顯的開裂,寬度不超過2 mm,長度不超過1 000 mm;6)不允許有大的翹曲;7)木材6面刨光去毛刺。
安裝工作應(yīng)在甲板焊接、火工校驗(yàn)、甲板油漆全部報(bào)檢合格后方可進(jìn)行。
有完整的最新有效版本的木甲板布置批準(zhǔn)圖,此圖紙作為木甲板安裝的主要技術(shù)依據(jù)。
木甲板木材加工工藝的順序?yàn)椋涸尽旨庸ぁ庸ぁ娓商幚怼簤悍栏幚怼娓商幚怼┯头懒选匀桓稍铩F(xiàn)場安裝。
原木加工成規(guī)格材的時(shí)候,每邊要留有5 mm的加工余量,尺寸控制在:(實(shí)際長度+10 mm)+(實(shí)際寬度+10 mm),實(shí)際尺寸按照木甲板布置圖。
木材6面拋光去毛刺和2邊倒角,尺寸按照木甲板布置圖中實(shí)際要求.
烘干處理有兩種,包括人工烘干和自然烘干。
1)人工烘干
將木材密封在蒸汽干燥室內(nèi),借蒸汽促進(jìn)水分蒸發(fā),使木材干燥。根據(jù)木材的大小、厚薄,烘干時(shí)間不同,干燥的程度最高使木材含水量僅有3%。但經(jīng)過高溫蒸發(fā)后的木材容易發(fā)脆失去韌性而受到損壞,所以通常原木干燥的程度應(yīng)保持在含水量25%左右。
2)自然烘干
將木材(板材、方材或圓木)分類放置在通風(fēng)處,擱置成垛,垛底離地600 mm左右,中間留有空隙,使空氣流通,帶走水分,木材逐漸干燥。自然干燥一般要經(jīng)過數(shù)年或數(shù)月,才能達(dá)到一定的干燥要求。時(shí)間很長,故通常不宜采用此類方法。
將規(guī)格材堆放整齊,并用相應(yīng)繩索捆扎綁緊,高度和寬度不超過1 000 mm。拉動(dòng)小車時(shí)應(yīng)小心謹(jǐn)慎,若發(fā)現(xiàn)故障時(shí)需要及時(shí)停車,待排除故障后方可重新拉動(dòng)。
為了保證木材的防火/防腐性能,作業(yè)前應(yīng)檢測藥液池內(nèi)藥劑的有效濃度是否達(dá)到規(guī)定要求,藥液加至液位計(jì)指示的上限位置,不允許超線。
作業(yè)前應(yīng)認(rèn)真檢查浸漬罐門蓋密封良好、密封圈表面無影響密封性的雜質(zhì)、各壓力表及真空表顯示正常值、各閥門密封良好、安全閥能正常開啟以及電氣控制系統(tǒng)正常,才能開始進(jìn)行作業(yè)。
浸漬要求為,一次浸泡量≤4 m3。浸漬壓力為0.8 MPa。浸泡溫度為常溫。工作保壓時(shí)間為1 h。浸泡液配比為:水∶浸泡劑=100∶4。
防腐處理需要注意一系列安全操作:
1)打開真空閥,啟動(dòng)真空泵進(jìn)行真空作業(yè),當(dāng)達(dá)到設(shè)定的真空度及真空時(shí)間后,系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉真空泵,真空作業(yè)完成。打開進(jìn)液閥吸液,吸液時(shí)注意觀察液位計(jì),當(dāng)吸液過程自動(dòng)停止時(shí),打開放空閥直至真空表指示為零,然后關(guān)閉進(jìn)液閥。
2)打開加壓閥,啟動(dòng)加壓泵。當(dāng)液位計(jì)顯示藥液充滿,關(guān)閉放空閥即進(jìn)入加壓過程。當(dāng)壓力達(dá)到規(guī)定值時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)停止加壓;當(dāng)達(dá)到設(shè)定的保壓時(shí)間后鈴聲響起,關(guān)閉加壓泵,打開排液閥卸壓;當(dāng)液位計(jì)指針降到最低時(shí),關(guān)閉排液閥和管道離心泵。
3)后面真空操作與前面真空操作相同,保持0.5 h恢復(fù)大氣平衡,排出余液。
4)將浸漬木材在罐中擱置約0.5 h后再打開門蓋,拉出木材卸車。
加工好的木甲板,為了防止開裂,需要在加工好的木材表面進(jìn)行桐油處理,確保木材表面全部覆蓋,等到木材自然干燥后方可安裝。安裝時(shí)木材局部加工的地方也需要桐油處理。
木材規(guī)格大小需嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求制作,并在木材加工前實(shí)船測量下木甲板處相應(yīng)結(jié)構(gòu)框架尺寸。
木材加工成型后,寬度及厚度需要統(tǒng)一,避免出現(xiàn)大小頭狀況。
木材需經(jīng)過防腐、烘干處理,含水率不大于25%,不得有刺激性氣味。相關(guān)防腐、烘干處理必須嚴(yán)格按照工藝要求步驟和時(shí)間來完成。每一步都須有記錄,以便檢查。
成型后的木甲板不允許出現(xiàn)大的裂縫,裂縫寬度不大于2 mm,長度小于1 000 mm。
甲板木提供防腐/烘干廠家合格證明,防火液及木材合格證、檢測報(bào)告、木材出口檢驗(yàn)檢疫報(bào)告或證明等。
木甲板安裝方法分為傳統(tǒng)木甲板安裝和吊裝式木甲板安裝。
適用于木甲板端部連接處為T排結(jié)構(gòu),見圖1~圖8。
1)鋪設(shè)木甲板前提條件,需要將木甲板處 T排結(jié)構(gòu)區(qū)域焊接、打磨、涂裝工作都已經(jīng)完成,并已報(bào)驗(yàn)合格。
2)因木甲板端部連接處為 T排結(jié)構(gòu),每根木塊端部需要按照現(xiàn)場T排開擋尺寸進(jìn)行切割、開槽、倒角加工。
3)加工后的木塊需要按序單根靠緊安裝,整齊排列鋪設(shè),鋪設(shè)完畢后,木甲板上表面需要現(xiàn)場刨平,確保木甲板表面平整水平。
4)安裝時(shí)木材局部加工的地方需要進(jìn)行桐油防開裂處理。
圖1 傳統(tǒng)木甲板俯視結(jié)構(gòu)圖
圖2 圖1沿A-A剖面結(jié)構(gòu)及局部放大圖
圖3 圖1沿B-B剖面結(jié)構(gòu)圖
圖4 圖1沿C-C剖面結(jié)構(gòu)圖
圖5 圖1可拆式蓋板局部放大圖
圖6 圖5沿D-D剖面結(jié)構(gòu)圖
圖7 圖6沿D1-D1剖面結(jié)構(gòu)圖
圖8 傳統(tǒng)木甲板安裝后圖片(用于JAYA項(xiàng)目)
適用于木甲板端部連接處為扁鐵分隔結(jié)構(gòu),見圖9~圖20。
木甲板端部使用扁鐵分隔,將木甲板分成幾組,現(xiàn)場測量校核扁鐵分隔處結(jié)構(gòu)框架尺寸是否與圖紙符合。吊裝木甲板組件的前提條件,是將木甲板處框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接、打磨、涂裝工作都已經(jīng)完成,并已報(bào)驗(yàn)合格。
圖9 吊裝式木甲板俯視結(jié)構(gòu)圖
木甲板區(qū)域按實(shí)際大小分成若干個(gè)木塊組件,每根木板、墊木僅是現(xiàn)場鉆孔,在木板垂直下方設(shè)置墊木,設(shè)置墊木后可以使每根木板與墊木用螺栓螺母和墊圈安裝固定,多塊木板與墊木進(jìn)行固定后,就形成了塊狀木甲板。
圖10 圖9沿E-E剖面結(jié)構(gòu)及局部放大圖
圖11 圖9沿F-F剖面結(jié)構(gòu)圖
圖12 圖9沿G-G剖面結(jié)構(gòu)圖
圖13 圖9沿H-H剖面結(jié)構(gòu)圖
圖14 為吊點(diǎn)局部放大圖
圖15 圖14沿J-J剖面結(jié)構(gòu)
塊狀木甲板直接放置在水平支架上即可保持穩(wěn)定,木板無需再與水平支架連接就可形成固定,現(xiàn)場施工時(shí)可以先安裝好塊狀木甲板后再去現(xiàn)場安裝。
為保證單組木塊組件能整體吊裝到位,每組設(shè)計(jì)4個(gè)吊耳,設(shè)置如圖15所示的吊環(huán)。
安裝時(shí)木材局部加工的地方需進(jìn)行桐油防開裂處理。
每個(gè)組件吊環(huán)安裝完成后,即可以整體吊裝,由于木甲板端部使用扁鐵分隔,單邊有 10 mm間隙,保證每個(gè)木塊組件能方便快捷地整體吊裝到位。
圖16 圖14沿K-K剖面結(jié)構(gòu)圖
圖17 吊耳結(jié)構(gòu)圖
圖18 現(xiàn)場制作好的塊狀木甲板圖片
圖19 吊裝式木甲板安裝后圖片(用于EXMAR FSRU項(xiàng)目)
圖20 吊裝式木甲板安裝后圖片(用于EXMAR CFLNG項(xiàng)目)
吊裝式木甲板優(yōu)點(diǎn)有:
1)工作量小。取消木甲板部T排結(jié)構(gòu),端部僅用扁鐵分隔,節(jié)省材料,現(xiàn)場焊接量減少,且每根木板僅需現(xiàn)場鉆孔,大大減少現(xiàn)場工作量。
2)安裝快捷。將木甲板分成幾組,單組用螺栓安裝固定后整體吊裝到位,安裝簡易快捷,拆裝方便,鋼質(zhì)甲板油漆無損壞,易清潔鋼質(zhì)甲板。
3)有效控制質(zhì)量。取消 T排結(jié)構(gòu),端部僅用扁鐵分隔,精度易控制,且每根木塊端部無需加工,僅需現(xiàn)場鉆孔,能有效地控制質(zhì)量。
4)縮短建造周期。取消 T排結(jié)構(gòu),端部僅用扁鐵分隔,且每根木塊僅需現(xiàn)場鉆孔,大大減少現(xiàn)場工作量,節(jié)約施工時(shí)間,有效縮短建造周期。
完工后的木甲板需定期保養(yǎng),涂刷桐油,一般6個(gè)月進(jìn)行1次,具體視天氣情況調(diào)整。
如有腐蝕液體,需及時(shí)擦拭干凈,并補(bǔ)涂桐油。
通過以上船舶木甲板工藝設(shè)計(jì),保證了木甲板裝配和安裝要求。在生產(chǎn)實(shí)踐中,在不同項(xiàng)目中采用兩種安裝方法,均順利通過船東和船檢的驗(yàn)收,得到了船東和船檢的一致好評(píng)。本文對(duì)船舶木甲板工藝的研究,對(duì)類似船舶木甲板的工藝設(shè)計(jì)具有參考價(jià)值。