艉軸銅套換新安裝工藝探討

陳建梅

(天津新港船舶重工有限責任公司 修船廠，天津 300456)

艉軸銅套換新安裝工藝探討

陳建梅

(天津新港船舶重工有限責任公司 修船廠，天津 300456)

文章介紹了艉軸銅套換新的新型安裝工藝，論述了船舶艉軸銅套局部海損嚴重造成必須更換的情況，通過制作兩半哈弗式銅套，確保艉軸銅套的更換，也為船東節(jié)約了成本。

艉軸;兩半式銅套；安裝工藝

Abstract:Installation process of renewing tail-shaft copper sleeve is introduced here.It's expounded that the badly damaged tail-shaft copper sleeve must be changed with two-half copper sleeve,which ensures the changing and saves the cost for the owner.

Keywords：tail-shaft;two-half copper sleeve;installation process

2017年初，俄羅斯某鐵路輪渡船在我廠進行常規(guī)修理，經(jīng)過拆卸舵葉、螺旋槳，抽出艉軸進行勘驗，發(fā)現(xiàn)艉軸與艉軸管填料函處接觸的艉軸銅套磨損嚴重，大約650 mm需換新。但原船艉軸銅套為一段6 m的長套，如果全換，對于船東來講，費用太大。所以，采用新型的銅套制作及安裝解決了這個問題。

1 艉軸銅套實際勘測

船舶進廠后，根據(jù)船東要求拆卸舵及艉軸進行勘驗。

艉軸總長度約為9.2 m，銅套總長度為6 m，銅套與艉軸過盈配合，保護艉軸不被磨損及腐蝕。本船銅套磨損部位位于艉軸與艉軸管填料函接觸處，磨損長度約為650 mm。原銅套外徑標準尺寸為580 mm，銅套內(nèi)徑標準尺寸為530 mm，磨損后銅套的最小外徑為556.4 mm。按照修船標準CB3417的規(guī)定，艉軸銅套的最小極限厚度δ為：

δ=0.015d+3.5,

(1)

式中：δ為艉軸銅套的最小極限厚度，mm；d為艉軸軸徑，mm。

本船艉軸軸徑為530 mm，所以銅套的最小極限厚度為11.45 mm。而本船填料函處磨損后銅套的壁厚為13 mm左右，已經(jīng)非常接近最小極限厚度了，如果此次塢期不修理的話，下次進塢有可能會把銅套完全磨損掉，進而磨損艉軸，會造成不可估量的損失。所以船東依據(jù)本次勘驗的結(jié)果，此段銅套必須修復。

2 根據(jù)勘測結(jié)果分析銅套換新安裝的難點

原船艉軸示意圖見圖1。

圖1 艉軸及銅套示意圖

由圖1所示，磨損銅套的長度占銅套全長的比例不大，如果銅套全部更換的話，成本太大，船東也不認可。但是如果按照常規(guī)換銅套的工藝進行，也就是只換650 mm的銅套，從艉軸錐體部位裝入，與艉軸過盈配合，又不能實現(xiàn)。因為船東不打算更換650 mm以外的銅套，而這段需要更換的銅套位于靠近法蘭端，既不能從法蘭端紅裝入艉軸，又不能從錐體部位紅裝入艉軸。那么銅套全部更換與只換650 mm的銅套這2種方案均不能實現(xiàn)，解決不了銅套磨損的根本問題。

3 磨損銅套安裝難點的解決方案

由于艉軸銅套650 mm以外的部位磨損不嚴重，完全可以繼續(xù)使用，所以保留這部分銅套。而對于650 mm處的磨損部位，可上車床加工銅套外圓，把磨損不平部位光車掉。然后制作兩半式銅套，經(jīng)過焊接套在銅套加工后的部位，并通過澆灌環(huán)氧樹脂使新制銅套與艉軸上剩余的銅套黏合在一起。由于環(huán)氧樹脂在船舶上的廣泛應(yīng)用，并且它本身的粘附力強，適用于金屬之間的黏結(jié)，耐腐蝕性能優(yōu)良，所以經(jīng)與船東及船檢商議，決定采用兩半式銅套來修復磨損部位。

4 磨損銅套安裝工藝

根據(jù)分析結(jié)果，制定出磨損銅套制作及安裝的工藝。

1)首先艉軸上車床找正后，光車掉磨損部位的銅套，剩余直徑為550 mm，光車掉的基礎(chǔ)銅套長度為650 mm。見圖2。

圖2 銅套加工示意圖

2)為了保證新制銅套與加工后的基礎(chǔ)銅套中環(huán)氧樹脂的緊密結(jié)合，在光車后的銅套表面加工螺旋槽，螺距為16 mm，槽深為3 mm。加工螺旋槽時，槽底應(yīng)為半圓形。按圖2加工出50°的斜面。加工螺旋槽是為了保證使環(huán)氧樹脂能沿著螺旋槽在銅套表面流動，充分保證環(huán)氧樹脂在新制銅套與光車后基礎(chǔ)銅套內(nèi)部完全充滿。而加工斜面是為了與650 mm的新制銅套接口處進行接合，應(yīng)涂以貝爾佐納進行密封。

3)新制銅套見圖3，為兩半哈弗式。銅套材質(zhì)與原船銅套材質(zhì)一致。

圖3 新制銅套示意圖

4)將兩半哈弗式銅套裝到軸上，保證焊接處要相對90°，用鋼夾固定，在接口處要加入不銹鋼絲，鋼絲直徑為4 mm。加不銹鋼絲的目的是，當對銅套進行焊接時，防止溫度過高對光車后的基礎(chǔ)銅套造成熔化，從而保證不了環(huán)氧樹脂在內(nèi)部流通順暢。

5)對銅套進行焊接，采用氬弧焊接，焊絲材質(zhì)與原船銅套材質(zhì)一致，然后進行焊接。

具體實施過程中，要注意焊前應(yīng)對銅套加熱到120 ℃進行預熱，焊接示意圖如圖4所示。

圖4 焊接示意圖

焊接順序：兩處焊縫相對同時焊接，先對面焊1區(qū)，再按圖4所示順序焊接其他區(qū)域。焊好后，清理焊渣。焊接過程中，隨時監(jiān)測兩半銅套配合面的間隙值，以防出現(xiàn)較大的焊接變形。焊接過程中，要隨時進行敲擊，防止焊縫出現(xiàn)裂紋。焊后要進行保溫，緩慢冷卻，防止驟冷出現(xiàn)裂紋。

6)焊接完畢，銅套完全冷卻后，在上半部銅套的前部開M12的螺紋孔，一直開到光車后的基礎(chǔ)銅套外徑處，在下半部銅套的后部開M12的螺紋孔，一直開到光車后的基礎(chǔ)銅套外徑處。2個螺紋孔錯位180°。開這2個螺紋孔是上孔用于灌注環(huán)氧樹脂，下孔用于放氣，保證樹脂在銅套內(nèi)部能夠完全充滿，不會出現(xiàn)氣泡。

7)利用螺紋孔對銅套腔體注入丙酮，清洗，銅套內(nèi)部不得有油污。干燥30～40 min，并吹壓縮空氣，防止銅套腔體有雜質(zhì)。

注入環(huán)氧樹脂后，2個螺紋孔均用銅螺栓盲死，并且銅套要在常溫中保持48 h，以保證環(huán)氧樹脂全部干透。然后再對銅套外徑進行光車，數(shù)據(jù)要參考原船圖紙。

5 結(jié)束語

銅套外徑加工完全后，船東及俄羅斯船檢均進行了檢查，并對焊縫處進行探傷，均無異議。我廠提交了焊接裝配及焊接過程工藝、焊材及銅套的材質(zhì)證書、環(huán)氧樹脂的成分及澆注工藝、探傷報告，船東及船檢非常滿意。直至今日，該輪艉軸一直運轉(zhuǎn)良好。在俄羅斯此系列船中，我廠應(yīng)用該項技術(shù)已經(jīng)有多次，實踐證明銅套使用壽命均在10年以上。通過兩半哈弗式銅套修復艉軸，確實可以為其它船舶提供一個很好的參考。

陳建梅(1971-)，女，天津人，高級工程師，工程碩士，主要從事船舶輪機修理工作。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2017.05.004

2017-05-31