3800DWT加油船货油泵对中安装及振动控制

摘 要：文章主要阐述了3800DWT加油船货油泵在安装阶段的对中程序及船舶压载状态对于对中的影响；并分析了货油泵通舱件座板在焊接过程中如何有效控制焊接变形量以减少对对中数据的影响；最后对货油泵在动态情况下，各区域的振动数据进行了测量并进行相关分析以得出船体结构局部强度是影响设备振动的一个重要因素。

关键词：货油泵；通舱件；对中；船体结构；振动

引言

随着航运业的运输船舶不断大型，中小型加油船的需求量也在逐渐增加，货油泵作为加油船的核心装备之一，一般安装在独立货泵舱内，这类货油泵主要有卧式螺杆货油泵或自吸离心泵，由安装在机舱内的电动机、柴油机或主机前端通过离合器、中间短轴、穿舱联轴节等直接驱动；在建造过程中，如对安装质量不进行严格控制，往往会出现货油泵剧烈振动等现象。文章就一型3800DWT加油船货油泵的轴系对中偏差和出现振动的现象进行实测与分析，查找原因，发现了船体结构局部强度是引起其振动的重要原因，并提出了解决方案。

1 货油泵轴系安装对中偏差分析及控制

货油泵的驱动方式：由主机前端通过离合器、中间短轴、穿舱联轴节等直接驱动；主要设备有：主机前端、离合器、中间短轴、穿舱联轴节及座板和货油泵及基座。

3800DWT加油船货油泵典型布置图（如图1）。

货油泵对中条件：（1）艉轴、中间轴、齿轮箱、主机及离合器对中结束并满足图纸及规范要求；（2）中间轴承、齿轮箱、主机及离合器基座环氧垫块浇注（钢垫块）安装完整；设备的地脚螺栓安装完整。

对中程序：以离合器输出端法兰为基准，调整穿舱联轴节后端法兰与基准法兰之间的偏移值（外圆偏差）与曲折值（平面角度偏差），以及穿舱联轴节前端法兰与货油泵法兰之间的偏移值与曲折值。

在以上对中工作完成后，穿舱联轴节座板的焊接是影响最终对中结果的重要因素。因此，如何控制焊接变形量是需要特别考虑的事情。一是焊接程序的制定，座板的焊接应采取间断对称式焊接方式；二是焊接温度的控制，不能连续长时间对座板进行施焊，应周期性地对座板进行焊接，使座板及周边温度不至过高；三是监控焊接过程中的对中数据，在焊接座板的过程中，应根据对中数据的变化方向，及时调整焊接位置，通过焊接收缩力来抵消或是减少之前的焊接变形量；四是采取有效的焊接反变形措施，如增加卡码顶丝等。3800DWT加油船的穿舱联轴节座板采用通用工艺进行焊接前后的对中数据如图2、图3所示。

从上面数据比较，即使在有效控制焊接过程及变形量的前提下，座板焊接前后对中数据出现了较大的偏差。经过认真分析、查找解决办法，其原因及控制措施如下：（1）机舱前壁（FR30#）穿舱件位置的板厚不够、加强结构不够。通常机舱前壁的板厚为8mm，座板反面壁上下各有一块加强板。但实际情况是，穿舱件座板的厚度为40mm，壁板厚度为8mm，并且穿舱件及座板的重量达到了1吨左右；壁厚太薄及加强不够导致在座板焊接的过程中，机舱前壁局部区域出现了整体式的扭曲变形。当将穿舱件座板区域的壁板厚度从8mm增加到20mm，并将座板反面的加强结构做成箱体式的四边形结构形式后，焊接前后的数据没有出现大的偏差。（2）机舱前壁穿舱件区域的壁板平面度不理想，使对中完成后，座板与壁板之间的间隙偏大，最大的地方出现了4mm的间隙。间隙太大，焊接收缩力有了自由释放的空间，使得对中数据出现了很大的偏差。处理措施如下，在安装座板前，先检查平面度，若偏差过大，要进行火工处理，使平面度小于1mm；由于机舱前壁与轴线的垂直度不够，使得座板与壁板出现了倾斜角度，应根据倾斜角度对座板加工，座板与壁板贴合的一面加工至相同倾斜角度。经过机舱前壁的结构加强和平面度、垂直度的矫正，穿舱联轴节座板再采用上述通用工艺进行焊接，焊接前后的对中数据如图4、图5所示。

最终对中数据满足工艺标准及规范要求，主机曲臂差满足厂家及规范要求；然后，货油泵基座进行焊接工作。

2 货油泵及穿舱件附件振动分析及控制

货油泵在所有安装程序完成后，在调试运行过程中，货油泵及穿舱件附件出现了较为明显的振动，并随着货油泵负荷的逐渐提高，振动情况也有逐渐增强，且伴随较大的噪音。通过分析得出如下结论：（1）货油泵基座形式错误。货油泵基座为分体式的两个独立基座，分体基座之间没有额外的结构，使其能相互支撑；（2）货油泵仅采用单一的螺栓固定形式，没有增加定位销或是侧推块进行加固；（3）货油泵进出口管采用刚性连接，管子法兰与泵法兰锁紧时，产生对拉状态，等同于对货油泵及穿舱件施加了一个外力，使轴线出现扭曲从而产生振动。

为了解决振动问题，分别针对以上三点问题做出了解决方案。一是重新设计了货油泵基座（见图6），使其结构性更强，并将基座结构延伸至FR30#壁的前壁，使货油泵基座与船体结构有机结合，形成一个整体；其次在用螺栓固定货油泵外，额外增加了侧推块，防止货油泵因正常运转振动出现移位；最后在货油泵进出口法兰与管子法兰之间分别增加了一个膨胀节，该种弹性连接方式能有效缓解管子产生的拉力。

在上述修改工作完成，货油泵安装工程结束后，在货油泵正常运转过程中，对离合器、货油泵、穿舱件及基座等不同部位进行了振动测量，测量结果如表1所示。

根据造船标准，货油泵运行振动要求小于8.0mm/s，DNV-GL船级社要求小于7.0mm/s，从上表数据可以判定货油泵运行产生的振动满足要求。

3 结束语

随着船舶工业的不断发展，新的船型、新的设备不断的研发出来，船舶机械的安装方式也层出不穷，但其根本是应注重设备安装质量及船舶建造质量，应注意设备基座与该处的船体结构强度不足是使设备产生振动的一个重要因素；因此，应做好船舶生产设计、完善安装图纸、制定安装工艺、控制安装过程，做好避免结构产生共振、减小激振力及其传递，使设备安装质量、设备运行效果都达到最好。

参考文献

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作者简介：王效权（1973-），男，本科生，研究方向：船舶与海洋工程轮機工程。