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船舶轮机安装工艺

安装前的准备工作

这是确保后续安装工作顺利进行和质量得到保障的基石,准备工作做得越充分,安装过程中的问题就越少。

图纸与技术准备

  • 图纸会审: 组织船厂、设计院、船东、设备商(如主机、发电机、齿轮箱厂商)对轮机相关的所有图纸进行联合审查,主要包括:
    • 总布置图: 确认机舱布局、通道、设备位置符合规范和船东要求。
    • 机舱布置图: 详细核对主机、发电机、辅机、泵、分油机、热交换器等大型设备的定位、标高和相互关系。
    • 基座图: 审核主机、辅机等设备的基座结构图纸,确保其强度、刚度和振动特性满足要求。
    • 管系原理图和布置图: 检查管路走向、阀门、仪表的布置是否合理,是否存在干涉。
    • 电缆走向图: 确保电缆与油、水管路保持安全距离,避免电磁干扰。
  • 工艺文件编制: 编制详细的《轮机安装工艺规程》、《主机吊装方案》、《管系安装焊接工艺》、《密性试验大纲》等,作为施工的指导性文件。
  • 技术交底: 向所有施工人员进行详细的技术交底,明确安装标准、质量要求、安全注意事项和检验方法。

现场场地与设备准备

  • 机舱清洁: 彻底清理机舱区域,确保无杂物、油污、积水,为安装作业提供一个干净、安全的环境。
  • 通道与脚手架: 搭建必要的、稳固的脚手架和作业平台,确保各安装层面和设备周围有足够的操作空间和安全的上下通道。
  • 起重设备准备: 根据最重设备(通常是主机)的重量和吊装位置,检查并确认船厂龙门吊、行车等起重设备的性能和状态,准备合格的吊索具。
  • 测量工具校准: 对所有将使用的测量仪器,如激光经纬仪、水准仪、水平仪、钢卷尺等进行校准,确保测量精度。

基座制造与安装

  • 基座结构安装: 按照图纸要求,在船体双层底或平台上安装主机、辅机的基座钢结构,安装时必须严格控制其位置、标高和水平度。
  • 环氧垫块施工: 这是现代船舶安装的核心技术之一。
    • 目的: 用环氧树脂砂浆填充设备底座与船体基座之间的空隙,形成一个均匀的、高强度的、具有优异减振性能的支撑层。
    • 流程:
      1. 表面处理: 清洁和打磨设备底座和船体基座的接触面,确保无油污、锈迹,并达到一定的粗糙度。
      2. 模板安装: 在基座周围安装模板,用于固定环氧树脂并形成所需的形状。
      3. 环氧树脂混合与灌注: 按照厂商要求精确配比环氧树脂和固化剂,搅拌均匀后,通过灌注孔缓慢注入,直至从排气孔溢出。
      4. 固化与养护: 在规定的温度和时间下进行养护,待环氧树脂完全固化后,拆除模板。
    • 优点: 能完美贴合设备底面,应力分布均匀,吸振降噪效果好,施工周期短。

核心设备安装(以主机为例)

主机是轮机系统的“心脏”,其安装是整个轮机安装工艺中要求最高、难度最大的环节。

船舶轮机安装工艺-图1
(图片来源网络,侵删)

主机吊装定位

  • 吊装方案: 制定周密的吊装方案,计算吊点、选择吊索、规划吊装路径,确保在吊装过程中主机不与任何结构或已安装设备发生碰撞。
  • 初步定位: 使用龙门吊或行车将主机吊运至其安装区域上方,缓慢下降,使其大致对准基座上的环氧垫块。
  • 精确定位: 这是安装的关键步骤,需要极高的精度。
    • 测量工具: 主要使用激光经纬仪精密水准仪
    • 调整方法: 通过在主机底部和环氧垫块之间放置液压千斤顶调整螺钉,对主机的位置、高度和水平度进行微调。
    • 控制参数:
      • 轴线位置: 主机输出轴的中心线与轴系(中间轴、螺旋桨轴)的理论中心线必须在同一直线上,通过测量主机法兰与中间轴法兰的轴向间隙径向间隙来校准。
      • 标高: 主机主轴承座或特定基准面的标高必须符合图纸要求。
      • 水平度: 在主机的主轴承座等关键平面上用水平仪测量,确保其在纵向和横向都达到极高的水平精度(通常以0.05mm/m为单位)。
    • 数据记录: 所有测量和调整数据必须详细记录,并提交船级社和船东检验确认。

紧固与固定

  • 当主机位置、标高和水平度全部达到精度要求后,进行最终紧固。
  • 按照规定的扭矩顺序,逐步拧紧所有地脚螺栓,将主机牢牢固定在环氧垫块上,扭矩过大可能导致环氧垫块损坏,过小则固定不牢。

辅助系统安装

主机就位后,开始安装庞大的辅助管系和系统。

管系安装

  • 原则: “先大后小,先主管后支管,先上后下”。
  • 主要管路:
    • 燃油管路: 从燃油舱柜到主机、辅机,需考虑清洁、防爆和泄漏检测。
    • 滑油管路: 包括主机循环油系统、气缸油系统等,对清洁度要求极高。
    • 冷却水管路: 包括海水系统(用于冷却淡水)和淡水系统(用于冷却主机)。
    • 压缩空气管路: 用于启动、控制和吹扫。
    • 排气管路: 连接主机/辅机与烟囱,需考虑热膨胀和支撑。
  • 安装要点:
    • 支撑: 管路必须安装合格的吊架、支架,确保固定牢固,并能吸收热膨胀应力。
    • 坡度: 管路安装必须有正确的坡度,以利于排放空气和积水。
    • 清洁: 管路安装过程中和安装后,必须进行严格的清洁(如酸洗、高压水冲洗、空气吹扫),防止杂质进入精密设备。

仪表与电气安装

  • 仪表: 安装压力表、温度计、液位计、流量计、转速表、振动监测仪等,所有仪表的安装位置应便于读数和维护,取压/取温点应能真实反映介质状态。
  • 电气: 敷设动力电缆和控制电缆,连接马达、电磁阀、传感器、PLC/集控台等,注意电缆的绑扎、固定和屏蔽,防止电磁干扰。

系统试验与调试

这是检验所有安装工作质量的最终环节。

系统密性试验

  • 目的: 检查管路、阀件、容器等是否存在泄漏。
  • 方法:
    • 液压密性试验: 对管路(如滑油、淡水系统)施加规定压力的液压油或水,保压一定时间,检查压力下降情况和焊缝、法兰连接处有无泄漏。
    • 气压密性试验: 对管路(如压缩空气、低压测量管)施加压缩空气,涂抹肥皂水检查泄漏点,此方法危险性较高,需谨慎操作。

运行与调试

  • 单机调试: 对各辅机(发电机、空压机、泵等)进行单独启动和运行测试,检查其转向、声音、振动、温度、压力等是否正常。
  • 系统联动调试: 将各系统连接起来,进行联合运行测试,启动主机,检查其滑油、冷却水、燃油系统的循环是否正常。
  • 系泊试验:
    • 船舶在码头系泊状态下进行。
    • 主机试验: 在不同负荷下(如25%,
船舶轮机安装工艺-图2
(图片来源网络,侵删)
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