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      現(xiàn)代耙吸式挖泥船疏浚設備的改進

      2018-01-29 14:46:39朱峰
      中國設備工程 2018年2期
      關鍵詞:吸式耙齒法蘭盤

      朱峰

      (中交上海航道裝備工業(yè)公司,上海 200137)

      近年來,國內的疏浚業(yè)獲得了飛速的發(fā)展,疏浚工程向外大大拓展,疏浚船由以往的基建型耙吸施工逐漸發(fā)展到吹填施工,工作水域進一步擴展。在這樣的發(fā)展形勢下,不僅要提高耙吸式挖泥船的型號,更要不斷改進其疏浚設備與技術。耙吸式挖泥船,是當前應用較多的一類挖泥船,運行原理近似于真空吸塵器,使用離心泵從海底吸泥。實踐表明,疏浚工程的質量及施工效率與疏浚設備的先進性密切相關。所以,我們應進一步提高疏浚設備的技術水平,改進其應用性能,以適應新時期復雜施工項目的需要。

      1 我國疏浚業(yè)的發(fā)展及其制約因素

      1.1 疏浚業(yè)的發(fā)展

      我國的疏浚業(yè)已有半個多世紀的發(fā)展歷史,在最初的上世紀50年代,不管是人力還是物力都有所不足,僅能對小型的進口吸鏈斗船進行仿制。但其實際應用效果并不好,后經多年研究,推出了挖泥船。盡管其最初的規(guī)模不大,技術水平也不高,但在當時的應用效果還不錯。隨著科技的發(fā)展,有關技術人員對船體進行不斷的升級改造。到了90年代,船舶制造技術中開始引入高科技技術。此時應用較多的船體有挖泥船,耙吸船以及絞吸船等。而且,這些船體的適用性比較好,技術水平更為先進,為我國疏浚業(yè)的發(fā)展提供了重要的支持。近年來,各疏浚企業(yè)進行了體制上的革新,逐漸與交通運輸業(yè)進行結合,在技術上,我國已能夠自主修建大型的疏浚設備,促進了我國疏浚業(yè)的進一步發(fā)展。

      1.2 疏浚業(yè)的制約因素

      雖然我國的疏浚業(yè)近年來獲得了高速的發(fā)展,但仍受到多個制約因素的影響。

      一是,疏浚技術的落后。國內的疏浚技術起步較晚,底子較薄,與技術先進的國家相比,如果不能盡快迎頭趕上,會影響到我國疏浚行業(yè)的整體發(fā)展。而且,國內的疏浚技術在深層次的理論研究上也有所不足,難以進行系統(tǒng)性的研究。二是,疏浚設備的落后。從當前的發(fā)展需要來看,國內的疏浚行業(yè)要想盡快發(fā)展就要加快船舶的制造力度,并結合我國的國情,有所側重的進行設計和制造。

      此外,國內僅有十幾家企業(yè)在生產中小型疏浚船舶,且清淤能力難以滿足我國疏浚行業(yè)的發(fā)展需要。而且,當前在用的疏浚設備中有很多都是超期服役,已超過了使用年限,存在著極大的安全隱患,且作業(yè)效率不高,難以進行安全高效的疏浚施工。

      2 現(xiàn)代耙吸式挖泥船疏浚設備的改進

      2.1 耙齒的改進

      對于耙齒的使用,新型與舊型疏浚船有著比較明顯的區(qū)別。其中,新型疏浚船的威龍耙頭有兩種,包括單排、雙排耙齒,數(shù)量依次為32、51。耙齒數(shù)量的增加可以有效的提高作業(yè)效率,但對備件的損耗也一樣要增加。怎樣才能在同樣的備件損耗下進一步提升設備的使用效率,值得人們去研究。

      以香港某吹填工程為例,耙吸式挖泥船在進行深海取砂作業(yè)時,由于砂質顆粒比較大,不得不采用成本較高的耐磨型耙齒。其正常使用周期在20到25天左右,耙齒底部覆蓋耐磨材料的部分損耗較小,但其未涂耐磨材料的那部分,長時間使用后變得非常薄,導致耙齒從這一位置斷裂,也就使得整個耙齒報廢。耐磨型耙齒的成本造價非常高,對于此次使用的新型威龍耙頭來說,單排有32個,兩個耙頭就要64個耙齒,這顯然在很大程度上增加了總的施工成本。

      經過實驗研究,對于耙齒磨損的應對措施如下:在耙齒高壓沖水出水孔周邊及向上5cm處添加耐磨材料,每個耙齒平均需要4根耐磨焊條,再加上施工期間的補焊,這樣就能夠有效的延長耙齒使用時間,從之前的20天延長到接近40天。如此不僅減少了材料的使用成本,而且還縮減了更換時間,有效的改善了設備的使用效率,同時加快了工程進度。

      2.2 泥艙高壓沖水噴嘴的改進

      近年來,隨著吹填工程項目的增加,疏浚設備在吹填技術方面的研究應加大力度,怎樣才能長期、有效地保證疏浚設備的正常使用非常重要。在以往的某些吹填項目中,存在著疏浚設備使用性能不完善的問題,導致作業(yè)效率比較低,維護時間及維護成本較高。在某些挖拋疏浚項目中,泥艙高壓沖水噴嘴足夠使用,可以滿足工程需要,但對于吹填項目來說存在一定的不足。因為小泥門距離泥艙壁邊緣有著大約4m的距離,而高壓沖水噴嘴缺乏泥艙壁向小泥門方向的設計,使得每次進行抽艙作業(yè)時有些泥艙壁出現(xiàn)泥漿的殘留,依照完成吹填土方量計算,影響到了最終的作業(yè)效率,進而導致一定的效益損失。對于這一問題,可以在接近泥門泥艙板壁的位置,從泥門兩端沖水管路各向前拓展增添一個噴嘴,這樣就能有效的解決上面提到的土方殘留問題。

      2.3 法蘭盤的改進

      法蘭盤,是挖泥船上較為常用的設備之一,但也是最為容易被忽略的設備之一。新型疏浚船法蘭盤的某些螺栓在安裝完成后發(fā)生敲擊扳手難以放入的現(xiàn)象,這給后續(xù)的維修、維護工作造成了非常大的麻煩,而且也有著一定的安全隱患。螺栓的牢固性、受力情況都會對設備的使用安全造成影響。當疏浚船深入到水下三、四十米時,螺栓所受到的壓力、扭力極大,假如螺栓受力不均、安裝不牢固,就會出現(xiàn)斷裂情況。

      以香港某吹填工程為例,“新海鳳”輪常常出現(xiàn)法蘭盤螺栓的斷裂問題。這就需要持續(xù)的換裝螺栓,在法蘭盤面添加加強筋,才能改善螺絲的吃力情況。這樣必然會影響到整個耙臂相應配件的安全系數(shù),有可能引發(fā)安全事故。近年來,疏浚船不斷向更深海域拓展,所面對的作業(yè)環(huán)境愈加復雜,因此,在以后的新型疏浚船的生產過程中應對法蘭盤進行工藝上的改進,降低因設備問題而引發(fā)事故的可能。

      2.4 耙唇密封條的改進

      耙唇密封條,又被稱為耙唇橡皮墊,是耙唇在耙頭本體連接處起到一定的密封作用,確保耙唇內真空壓力的一種設備。在工程實踐中發(fā)現(xiàn),因為材料的問題,新添加的耙唇密封條應用兩個月時間后,就會由于橡皮的老化而報廢,起不到應有的密封效果。

      以香港某吹填工程為例,“新海鳳”的最大深度接近45m,這就要求耙唇具有較高的密封性能。在取砂階段,因為泥漿的濃度較低,持續(xù)時間較長,對于施工進度造成了非常大的影響。研究表明,可以通過發(fā)揮設備各個配件的效能來增強泥泵真空度。耙唇與耙頭本體連接處大概有3~4cm的高度,“新海鳳”的耙頭寬470cm左右,耙唇內的空間并不小。假如能夠有效的利用密封條最初的設計性能,就可以在不影響設備運行的情況下確保泥泵真空,發(fā)揮其應有的效果。原先的耙唇密封條厚度為1cm,寬度為20cm,韌性不佳,材質較差,予以更換大概需要50只螺絲,所需時間較長,在項目施工階段,盡可能的削減設備的修理時間,才能有效的保證施工工期。所以說,將原先的耙唇密封條替換為材質更好、韌性更強的橡皮材料,厚度及寬度也適當?shù)倪M行調整,使得密封條與耙唇接觸良好,以防止耙唇的翻動而導致密封條的斷裂。

      3 結語

      總的來說,隨著我國疏浚行業(yè)的高速發(fā)展,對于挖泥船疏浚設備的技術改進越來越迫切,疏浚工程的質量及施工效率與疏浚設備的先進性密切相關,同時,要結合施工工程的實際需要來進行分析應用,合理選用疏浚設備,不斷提高作業(yè)效率。本文通過分析我國疏浚業(yè)的發(fā)展及其制約因素,以及疏浚技術的發(fā)展現(xiàn)狀,重點討論了耙齒、泥艙高壓沖水噴嘴、法蘭盤、耙唇密封條等設備的改進技術,希望能夠有效的改善其應用性能。

      [1]夏有志, 聞長生. 某耙吸式挖泥船疏浚設備對施工效率的影響淺析[J]. 工業(yè)b, 2015,(8):245-246.

      [2]聶文龍. 淺析耙吸式挖泥船溢流施工在東南亞河口航道疏浚中的應用[J]. 中國水運月刊, 2015, 15(4):224-225.

      [3]蔣欣, 常留紅, 鐘志生. 國際新一代耙吸式挖泥船發(fā)展趨勢[J].中國水運月刊, 2015, 15(11):85.

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