化學(xué)品船浸沒式貨油泵安裝控制技術(shù)研究

黃瑞昌

（揚(yáng)帆集團(tuán)股份有限公司，浙江 舟山 316100）

化學(xué)品船浸沒式貨油泵安裝控制技術(shù)研究

黃瑞昌

（揚(yáng)帆集團(tuán)股份有限公司，浙江 舟山 316100）

本文主要闡述了化學(xué)品船浸沒式貨油泵的吊裝及安裝過程中的關(guān)鍵控制技術(shù)，并對(duì)貨油泵底部、中間支撐圈及甲板座圈的安裝進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析，提出了整個(gè)過程中的質(zhì)量控制點(diǎn)和注意點(diǎn)，形成了一套為實(shí)際施工參考較為完整的貨油泵安裝技術(shù)。

貨油泵；安裝；控制技術(shù)

隨著航運(yùn)業(yè)的不斷發(fā)展，化學(xué)品船的需求量也在逐漸增加，貨油泵作為化學(xué)品船的核心裝備之一，泵組數(shù)量較多，價(jià)格也相當(dāng)不菲，其安裝的過程要求也非常高。如果安裝質(zhì)量不進(jìn)行嚴(yán)格管控，往往會(huì)出現(xiàn)貨油泵劇烈振動(dòng)、泵體開裂、泄漏等嚴(yán)重現(xiàn)象，從而使該核心設(shè)備處于無法正常使用狀態(tài)，給船東及貨主帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重的還將危及船舶的運(yùn)營安全。因此，對(duì)貨油泵的吊裝以及安裝過程中的關(guān)鍵控制點(diǎn)進(jìn)行充分的研究，掌握其安裝的關(guān)鍵技術(shù)，確保安裝能滿足使用工況與質(zhì)量要求很有現(xiàn)實(shí)意義與應(yīng)用推廣價(jià)值。本文以某系列典型化學(xué)品船貨油泵的成功安裝以及后續(xù)正常運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)來闡述有關(guān)這方面的技術(shù)研究。

1 貨油泵基本情況及設(shè)備參數(shù)

潛液液動(dòng)貨油泵，泵總長度超 過12米，數(shù)量為12組。貨油泵型式：下潛式離心泵；貨油泵驅(qū)動(dòng)：高壓液壓馬達(dá)。貨油泵排量及排出壓力：每臺(tái)最小300m2/h。貨油泵安裝：減震彈性安裝。液壓驅(qū)動(dòng)浸沒式貨油泵由三個(gè)主要部分組成：（1）頂板：貨油泵由焊接在甲板上的座圈支撐固定，一套特制的密封圈和彈性螺栓用于降低噪聲和防止貨油泄漏。（2）管柱：管柱是連接泵頭和頂板的管子束。根據(jù)貨油泵的長度不同，管柱或設(shè)一個(gè)或多個(gè)中間支撐圈支撐。（3）泵頭：泵頭通過焊接或法蘭連接到管柱上，由底部支撐圈支撐。為了最有效排空貨油艙，貨油艙必須設(shè)計(jì)有吸油井。一般吸油井須布置在貨油艙的尾部，并且貨艙艙底最好向吸油井方向傾斜。

2 根據(jù)貨油泵長度來計(jì)算和確定支撐的位置(見圖1)

泵的長度( L )和支撐相對(duì)于吸油井的位置：

貨油泵長度：L = TB + S - C；

圖1

一個(gè)中間支撐圈：高度 （mm），即A1= k1 x L；系數(shù) k1，即0.35≤k1≤0.4；

兩個(gè)中間支撐圈：高度 （mm） ，即A1= k2 x L或A2= k3 x L；系數(shù) k2、k3，即 0.25≤k2≤0.3或0.55≤k3≤0.6；

L = 泵長度（mm）；

S = 密封圈，大約2 mm（如果是SD350，大約是8 mm）；

C = 貨油泵間隙，參見尺寸圖；

P = 底部支撐圈高度 （mm），參見尺寸圖；

A1 = 中間支撐圈高度（mm）A2 = 中間支撐圈高度（mm）；

H = 甲板座圈高度（mm）*；

TB = 從吸油井底部到甲板座圈上平面的距離（mm）（不包括密封圈2mm的高度）。

3 貨油泵安裝工藝過程控制

3.1 貨油艙內(nèi)布置及朝向

浸沒式貨油泵應(yīng)安裝在每個(gè)貨油艙的尾部或貨油艙的最低點(diǎn)，并布置在左舷或右舷，以使貨艙最大限度地排空。下面的總體示意圖（圖2）表示了貨油泵朝向如何影響吸油井位置、管柱支撐位置(如果有)、貨油管路位置和液壓管路接口。

圖2

3.2 貨油泵假體

在貨油泵安裝到貨艙內(nèi)之前，必須確認(rèn)甲板座圈和艙內(nèi)支撐的支架的安裝符合安裝要求。必須檢查各種高度尺寸是否符合貨油泵尺寸圖和供貨廠家件號(hào)清單上的數(shù)據(jù)。由于貨油泵安裝重要性，廠家通常會(huì)提供貨油泵假體用于過程的校驗(yàn)。

3.3 激光器的校準(zhǔn)

激光器在使用前，應(yīng)先檢查其精確度。激光器校準(zhǔn)步驟如下。（1）在激光器的法蘭上涂上油脂，以便激光器轉(zhuǎn)動(dòng)更容易。（2）把激光器安裝在頂板模板上，頂板模板安裝在甲板座圈上。（3）打開激光器，在激光束所照射在吸油井上形成的光斑中心作好標(biāo)記。（4）把激光器轉(zhuǎn)90度，在激光束所擊中的新位置的中心處作好標(biāo)記。（5）如此重復(fù)，直到激光器轉(zhuǎn)了一圈，每一步均要作上標(biāo)記。（6）所有的標(biāo)記需要集中在一個(gè)直徑為10mm的圓圈之內(nèi)。（7）如果不是所有標(biāo)記都集中在直徑為10mm的圓內(nèi)，用螺絲刀調(diào)節(jié)激光器上的兩個(gè)調(diào)節(jié)螺釘。（8）在調(diào)節(jié)好激光器后，按上述步驟重新檢查激光器，直到檢查結(jié)果滿足上述的精度。

3.4 貨油泵甲板座圈安裝（見圖3）

甲板座圈必須安裝在正確的高度，以確保正確的貨油泵間隙，這一點(diǎn)非常重要。如果間隙太小，可能導(dǎo)致貨油泵無法維修。間隙太大，可能導(dǎo)致卸貨后貨油殘留量過大，步驟如下。（1）標(biāo)出貨油泵中心位置。（2）切割甲板上座圈開孔。（3）如果貨油泵有中間支撐圈，模板上標(biāo)記的中心線必須平行于中間支撐圈的支架所燒焊的艙。（4）用校準(zhǔn)后的激光器調(diào)整座圈高度 - TB，TB應(yīng)按模板的下邊緣（座圈的上平面）計(jì)算。由于焊接時(shí)受熱，會(huì)造成座圈收縮，因此甲板座圈的上平面和甲板之間的距離通常會(huì)縮短3～5 mm。這個(gè)收縮量必須在定位甲板座圈時(shí)考慮進(jìn)去。（5）將甲板座圈點(diǎn)焊在甲板上，過程中要不斷檢查座圈的高度、對(duì)中等定位情況。完成后按船級(jí)社規(guī)范要求進(jìn)行焊接，整個(gè)焊接過程中也要不斷檢查座圈的定位情況。（6）貨油泵的甲板座圈安裝結(jié)束后，必須復(fù)查TB尺寸，從吸油井底部到座圈上平面的距離，TB 必須在TBmin到Tbmax之間的范圍之內(nèi)。

圖3

TBnom 表示最佳尺寸。必須用廠家提供的經(jīng)過校準(zhǔn)了的測(cè)量尺進(jìn)行復(fù)查。必須測(cè)量距吸油井中心為R的“0”、“90”、“180”、“270”度四個(gè)位置的“TB”尺寸。取四個(gè)測(cè)量值中的最小值用于下表中（見表1）描述的定位高度調(diào)整。將四個(gè)測(cè)量值中的最小值與下表進(jìn)行對(duì)比。如有需要，可按表1最后一列的描述調(diào)整后面要安裝的甲板座圈的安裝步驟，使后面的座圈TB尺寸達(dá)到最佳值TBnom。

表1

3.5 貨油泵底部支撐圈的支架安裝

必須在吸油井和貨油泵甲板座圈都已經(jīng)安裝結(jié)束后，才可以進(jìn)行底部支撐圈支架的安裝。底部支撐圈的支架的定位步驟如下。

（1）將底部支撐圈的模板裝在支架上。（2）高度調(diào)整，見圖4所示。（3）垂直度、對(duì)中調(diào)整與檢查。（4）上述工作完成后進(jìn)行焊接，焊接過程中要不斷檢查支架的對(duì)中、垂直度。焊接完成后，也必須重新檢查支架的定位高度、對(duì)中、垂直度。

圖4

3.6 貨油泵中間支撐圈支架安裝

必須在甲板座圈和底部支撐的支架都已經(jīng)安裝結(jié)束后，才可以進(jìn)行中間支撐圈支架的安裝（見圖5）。

圖5

（1）中間支撐圈的位置（高度）已經(jīng)標(biāo)記在測(cè)量尺上了。（2）貨油泵中心線必須平行于中間支撐圈的支架所燒焊的艙壁。（3）焊接完成后，必須重新檢查支架高度、對(duì)中、垂直度是否正確。

3.7 貨油泵的組裝和試壓

泵長小于20m的貨油泵，可以在水平位置組裝好后吊上船安裝。貨油泵的每一段至少要有兩點(diǎn)支撐。而且特別要注意，貨油泵不允許和碳鋼直接接觸。組裝貨油泵前，必須通過在頂板和葉輪渦殼上的編號(hào)來檢查貨油泵的每一段上的泵的編號(hào)是否一致。所有的管子在連接前都必須檢查管理中是否有異物，任何異物都可能造成貨油泵的嚴(yán)重?fù)p壞。必須檢查所有密封元件，密封承壓環(huán)、密封槽和密封面，特別要注意特氟隆密封環(huán)，要確認(rèn)沒有變形也沒有徑向劃傷。所有的螺栓和螺母都要按指定的力矩裝配。作為整體發(fā)貨的貨油泵在出廠前已做過壓試驗(yàn)。分體式貨油泵（兩段或更多段）必須在組裝完成后做壓力試驗(yàn)。

3.8 貨油泵的船上安裝

只有在貨艙內(nèi)的焊接、噴砂和打磨工作都已經(jīng)全部結(jié)束，而且貨艙也已很好地清潔過之后，才可能將地貨油泵安裝后貨艙內(nèi)。如果貨艙為碳鋼材料，則貨油泵在安裝前所有的涂裝工作都必須也已經(jīng)完成。如果貨油泵在存放期間暴露在含鐵末的灰塵中或在表面局部發(fā)現(xiàn)腐蝕，在貨油泵上船安裝前必須按要求進(jìn)行鈍化處理。在將貨油泵與船上的系統(tǒng)管路連接之前，貨油泵頂板上的盲板法蘭和密封要一直保留在上面，泵吸口的盲板或保護(hù)罩和泵軸上的保護(hù)條，必須在接受貨艙清潔后移除。

（1）底部支撐圈/中間支撐圈的安裝。要安裝貨油泵之前，應(yīng)將支撐圈安裝到支撐圈的支架上。先安裝上螺母，擰緊力矩190Nm,用190Nm的力矩再擰緊一次所有螺母，安裝鎖緊螺母，力矩為190Nm。（2）甲板座圈的安裝。拿掉貨油泵甲板座圈上的法蘭保護(hù)罩，檢查座圈法蘭的密封面，要求表面粗糙度為Ra1.6微米，如刮傷損壞，必須拋光修復(fù)。

3.9 貨油泵的起吊與落座

將吊環(huán)安裝在貨油泵頂板上。必須用兩臺(tái)吊車起吊貨油泵或一段貨油泵，一臺(tái)用于往上吊貨油泵，另一臺(tái)用于貨油泵下端吊離地面。在整個(gè)起吊過程中，泵體絕對(duì)不允許拖地。

所有長度大于12米的貨油泵，建議其下半部分都要用扣繩滑輪，然后用吊車起吊?？劾K滑輪的扣繩長度至少應(yīng)為貨油泵下半部分長度的兩倍。

為了將頂板準(zhǔn)確定位在座圈的正確位置上，必須使用導(dǎo)向銷，不同型號(hào)的泵，導(dǎo)向銷有不同的形式。

把吊環(huán)安裝在貨油泵頂板上，將泵吊到船上，起吊至座臺(tái)正上方后，緩緩放下，直至泵頂板坐落到座臺(tái)上。在導(dǎo)向銷進(jìn)入甲板座圈或頂板的孔內(nèi)時(shí)，應(yīng)特別當(dāng)心。在座圈法蘭下安裝橡皮襯套和六角螺栓，螺栓要涂上Loctite膠水。對(duì)角均勻地?cái)Q緊螺栓，擰緊力矩為45Nm。取下兩個(gè)導(dǎo)向銷，安裝剩余的兩個(gè)橡皮襯套和六角螺栓。

3.10 安裝結(jié)束后間隙檢查

貨油泵安裝好之后，檢查貨油泵間隙 “C” 是否符合下表（表2）。

表2

間隙C（見圖6），應(yīng)分別在泵的吸口下“ 0”、“ 90”、“180”和“270”度的四個(gè)方位測(cè)量。

圖6

4 結(jié)語

縱觀整個(gè)安裝與吊起吊落座過程，需要注意安裝的特殊技術(shù)要求，再按步驟進(jìn)行安裝，關(guān)注幾個(gè)比較重要的數(shù)據(jù)和注意事項(xiàng)，這樣才能保證貨油泵的正常安裝。貨油泵安裝是一項(xiàng)較為繁瑣的工作，每個(gè)環(huán)節(jié)都必須控制好，這樣才能保證貨油泵一次性安裝到位并且確保貨油泵的正常使用及壽命。

[1]鄭華頓，黃啟仁.Marflex貨油泵中間支架安裝工藝改進(jìn)[J]. 廣船科技, 2015, 35(2):38-40.

[2]謝木森，李賀.基于ARM的貨油泵透平控制裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 中國航海, 2016, 39(2):31-34.

[3]吳震宇，丁元亮等.貨油泵真空裝置及系統(tǒng)分析[J]. 船舶, 2012, 23(1):55-57.

[4]孟存銀.超大型油輪油泵和壓載泵的應(yīng)用[J].江蘇船舶，2011（1）.

TP273

A

1671-0711（2017）05（上）-0114-04