摘要:缠绕机构是各类大型海洋起重机的重要组成部分,主要包括 :主钩缠绕机构、副钩缠绕机构、变幅缠绕机构,各类缠绕机构分别包括 :主钩 / 副钩 / 变幅 / 小钩吊钩滑轮支架、滑轮组、吊钩组,均属于起重机可拆卸零部件,需要进行分类,并制定质量控制计划,向船级社申请入
上海振华重工(集团)股份有限公司长兴分公司 何伟
缠绕机构是各类大型海洋起重机的重要组成部分,主要包括 :主钩缠绕机构、副钩缠绕机构、变幅缠绕机构,各类缠绕机构分别包括 :主钩 / 副钩 / 变幅 / 小钩吊钩滑轮支架、滑轮组、吊钩组,均属于起重机可拆卸零部件,需要进行分类,并制定质量控制计划,向船级社申请入级检验。
质量控制 支架制作
主钩/副钩/变幅滑轮支架连接滑轮组、吊钩组、连接轴,属于关键部件。
结构主材EH36/DH36,为控制结构重量,提高强度,钢板减薄,部分主材材质为Q690,主焊缝均为CJP焊缝或者UT焊缝。
1、结构工艺质量控制
主隔板坡口预制设定为双面坡口,坡口尺寸设定为1/3与2/3厚度,坡口角度设定为 30°~ 45°之间,坡口钝边1 ~ 2mm,结构装配尺寸预防焊接收缩余量,并提前打好工艺撑。
主要隔板加强重磅板,考虑到机加工设备的有限性,对重磅进行预制,外圈贴合面按图纸尺寸机加工预制坡口,内圈按工艺图纸机加工预制坡口。
主隔板过焊孔既是过焊孔,也作为漏水孔使用,全熔透焊接,过焊孔易堵塞,焊缝包角后与主焊缝无法保证10mm自由边,过焊孔设定大于R100。对非漏水孔的过焊孔,在焊后采用封板给予封堵。
防跳绳装置支架与挡绳板定位的质量控制 :滑轮组在安装后因产品制作的累计误差,导致防跳绳装置与挡绳装置和滑轮组干涉,首先防跳绳装置在制作时使用专用工艺模板1:1校正组装定位,将防跳绳装置与滑轮架整体配对安装,保证半圆范围内半径R的一致性,额外放置5毫米的余量,防跳绳装置焊接完工后使用1:1模板重新验收,防止焊接后产生变形导致安装干涉。挡绳板在车间划线定位时,以滑轮架孔中心为基准,在图纸半径R的范围上预防5mm余量,保障滑轮组安装后不会产生干涉。
2、焊接质量控制
船用钢板焊接严格按照WPS执行,检查焊丝,焊剂品牌和规格,焊前清理焊道,钢板按板厚预热,对预制双面坡口,角接板厚大于30mm的钢板焊接时注意焊接顺序,先双面打底,在1/3厚度坡口侧先焊接,反面清根后再焊接,焊缝NDT检测。
对预制双面坡口,角接板厚大于50mm的钢板焊接时,在焊缝填满坡口后,预先超声波检测,待焊缝合格后再焊接。
超厚板大于100mm的船用板对接焊接,坡口预制按工艺方案采用机加工设备加工斜面坡口角度,加工面不允许存在明显刀痕及损伤,严禁使用火焰切割,避免导致母材在火焰切割时损伤。焊前准备专用加热设施和设备,测量对接缝错位平整度和尺寸后,按照WPS采用二氧气体保护焊打底,仔细打磨去除焊道区域表面的氧化皮氧化渣,焊道光滑无污染物,使用埋弧自动焊焊接,采用正反面多次焊接的形式控制超厚板焊接产生的变形。
3、工艺吊耳的质量控制
工艺吊耳分为车间翻身临时吊耳和部装固定吊耳,产品吊装存在着很高的安全风险,工艺吊耳检查坡口和焊缝尺寸,工艺吊耳设计需考虑到NDT有效检测距离,NDT检测合格出具报告。
4、机加工镗孔质量控制
滑轮轴与铜套安装区域,考虑到配合公差以及安装的科学性,滑轮架多孔加工按图纸上偏差操作,采用长臂架铣削高精度设备,按产品加工基准线调整刀具,并保证同一组滑轮安装孔一次加工成型,在设备角度和加工工艺角度保证多孔的同心度,加工后测量多孔同一位置的平行度,使用产品轴预装验证多孔的加工精度。
铜套安装后在米字型范围内测量内孔公差,比较各位置多孔公差,使用专用等高块测量铜套同心度,记录数据,对比连接轴设计图纸公差值,按技术方案对铜套内径修磨,在保证同心度的同时,保障铜套公差。
滑轮组质量控制
大型起重滑轮通常有两种形式 :铸件滑轮,环锻焊接滑轮。比较常见的是环锻焊接滑轮,直径规格大、承载载荷大的滑轮多采用铸件滑轮。
1、环锻焊接滑轮
环锻焊接滑轮按图纸拼装焊接,滑轮的制作与使用保持可追溯性,每一件滑轮的轮缘侧面均按数字排序有唯一的身份证数字编码。
滑轮焊接完工后按安全载荷验证载荷试验,载荷试验后核查滑轮尺寸,必要时增加NDT检测。
2、铸件滑轮
烟台5000T起重铺管船水下滑轮采用铸件滑轮,滑轮规格分别为直径2760mm和直径1340mm,考虑到受力因素,大型直径规格的滑轮均采用铸件滑轮代替环锻和全锻滑轮,具有硬度高、耐磨性能好的特点,铸件滑轮整体铸造,带连体梅花试样,按图纸技术要求对材料进行化学成分分析,机械性能试验包括抗拉、屈服、伸长率,试样表面布氏硬度,夏比V型缺口冲击功(-30 度),轮毂区域母材超声波检测,确认本体质量合格;滑轮腹板与绳槽磁粉检测,确认表面质量合格 ;检测滑轮腹板厚度,外观内径尺寸;铸件滑轮腹板厚度需要严格控制符合图纸要求,铸件表面正常存在局部粘砂、砂孔等缺陷,滑轮冒口侧表面较粗糙,表面NDT检测易返修,可以采用动力工具打磨的形式处理,严格禁止使用机加工加工腹板表面,杜绝发生腹板厚度超差的情况发生。
本项目铸件滑轮是双列轴承模式,一个滑轮内部有2件圆柱滚动轴承,并安装铜套 ;轴承与铜套的安装公差是过盈配合,在安装过程中如未能一次正确安装则会发生轴承和铜套卡死,严重则会造成轴承和铜套损坏报废的情况发生,因此需严格按照安装工艺执行,首先核对图纸复核滑轮内孔深度,R角,公差;轴承与铜套提前 12 小时冷冻,滑轮内孔预先涂抹润滑油,使用专用工装缓慢用力,不断调整后测量铜套对称位置高度,待铜套整体进入后,再一次用力安装铜套,直到铜套台阶与滑轮端面完全贴合,铜套表面螺钉务必在铜套安装到位后在滑轮端面配合钻孔 ;轴承安装前,核对轴承品牌产地,做好记录,安装时务必保证轴承品牌外露、专用工装缓慢用力,待轴承局部进入后,测量轴承外露高度完全一致时,再整体施加外力,轴承完全安装到位后,测量轴承与滑轮端面的高度,保证尺寸与图纸一致。
水下滑轮油封布置在滑轮轴承盖板之上,是保证水下滑轮在作业过程中内部油脂正常润滑出油,并起到一定的防水保护作用,因此安装时注意油封的品牌确认,表面骨架以及外模无明显损坏,内置弹簧无明显变形 ;O 形圈 - 丁腈橡胶 70度布置在滑轮封板内外侧,保障长时间的使用海水不能渗透进入轴承内部,首先核查O形圈的品牌和规格,表面无异常破损,计算周长与安装位置比对,O形圈需正常安装在圈槽中,严格禁止长度超差,否则更换重新采购。滑轮轴承盖板安装后表面螺栓涂好密封胶,采用对称初拧后,再两人同时施工对称拧紧螺栓。
吊钩组质量控制
吊钩组通常有 2 种形式, 分别是单柄吊钩组与山字钩吊钩组。随着浮吊等大型起重船设备的起重量趋向越来越大,因此吊钩组随之设计趋向于大型化。
1、烟台5000T采用的是大型三字钩与四爪吊钩,锻件吊钩分为螺母、横梁、钩头,在锻造时要求本体连体试样,进行机械性能试验与化学成分分析,锻件锻打粗加工以及精加工后分别对本体NDT检测与硬度检测,装配螺纹位置在采用测量工具复核后,安排螺母与钩头在车间装配调试,确保安装以及拆卸过程螺纹接触面无卡顿等不良现象。
2、大型吊钩的载荷质量控制
吊钩载荷试验严格按照设计和技术部门给予的试验大纲执行,质量控制需要在试验前、试验过程中、试验后分别给予重点检查。试验前根据试验载荷核查试验设备的有效载荷,收集设备有效鉴定证书,有效承载的钢丝绳和大型吊带,核查工厂最大起重载荷,试验工装设备等,大型载荷试验超过2000T,试验存在重大质量风险,可能会给吊钩组本身带来伤害,严重可能会导致无法修复失效 ;也存在着重大安全风险,试验过程中由于载荷超重可能会产生设备损伤、工装失效而造成人员伤害。因此吊钩组需严格把控螺母与横梁的连接保护工作,增加垫片扩大受力面积,螺母与钩柄涂抹润滑油脂,螺母拧紧后使用螺母压板紧固 ;横梁与吊钩连接吊带的位置增加工装轴套,并使用固定钢丝绳绑扎牢固,避免承载过程中吊带滑落产生安全事故 ;试验过程中按照试验安全规程,人员远离试验设备,通过视频远程监控,待试验结束,完全卸载后,核查吊钩组的状态,安排尺寸复核。试验后,拆卸螺母时,缓慢调整拆卸,螺母与钩柄需要保证在垂直位置,不受外力的情况下缓慢拆卸,如发现卡顿,勿强行用力,反复回转后再缓慢拆卸,直到完全拆卸完毕。拆卸后清洗润滑油,核查螺纹状态,尤其是螺纹的起始位置,核查表面是否存在严重磨损情况,核查螺纹是否存在变形情况,组织尺寸精度复测,对吊钩组本体全面磁粉或渗透检测,核查表面无裂纹等缺陷。
3、吊钩组装配质量控制
吊钩正常使用圆柱锥形端面转动轴承、圆柱平底端面转动轴承、球形平底端面转动轴承,目标是装配后吊钩在垂直自由状态下,钩头能够自由转动 ;首先核查轴承品牌、型号规格是否符合图纸,轴承滚珠以及合金支架表面是否存在异常变形及破损,做好各项记录 ;轴承底盘与横梁内孔安装后,使用塞尺测量轴承底盘与横梁底部的实际接触是否存在间隙,并立即调整保证完全接触。滚珠安装严格按指导书方向安装,核查无误后完成装配,并与轴承表面涂抹大量润滑油脂。吊钩组按部件图纸总装后,按最终要求垂直腾空在外力作用下,检测吊钩是否能够自由转动。
来源:中国船检