郝标

摘    要：本文以CROWN82散货船反作用鳍制作安装为例，介绍了船舶反作用鳍装置套在尾柱上依靠调节螺栓调整到位后，利用环形挡板将反作用鳍前后端封住，前端利用导流板过渡流畅的连接在船舶外壳上，最后将反作用鳍与尾柱形成的空腔注入环氧树脂填充结实，以减少水流对反作用鳍的影响。

关键词：散货船;反作用鳍;调节螺栓;导流板;环氧树脂

中图分类号：U671.4                              文献标识码：A

Abstract： The manufacture and installation of the reaction fin of the CROWN82 bulk carrier is introduced in this paper. The marine reaction fin device is set on the stern post of the ship and adjusted in place with the adjusting bolts， the fore and aft end of reaction fin are closed with the ring closed plates， the reaction fin fore end is connected smoothly to the outside surface of vessel by baffler， the cavity between the reaction fin and stern post is filled with epoxy resin to reduce the influence of water flow on the reaction fin.

Key words： Bulk carrier; Reaction fin; Adjusting bolt; Baffler; Epoxy resin

1     前言

隨着全球气候日益变暖，人类对环境的重视程度与日俱增，IMO等国际组织对船舶排放的规范要求也越来越严，船舶运营过程中的节能减排显得越来越迫切和必要。

为了提高螺旋桨推进效率，改善螺旋桨前水流对螺旋桨的不利影响，德国、日本相继研究了桨前导流鳍来减少舭涡和斜流造成螺旋桨推力和力矩的脉动变化。螺旋桨前导流鳍由与水流成一定攻角的鳍叶组成，通过改变水流的方向改善船舶伴流或在桨前形成一个与螺旋桨旋转方向相反的预旋流，以提高螺旋桨的效率、减小振动，可节省主机功率5%左右。

CROWN82散货船是由我司与日本三菱重工联合开发，采用了三菱重工设计的反作用鳍装置。该装置在螺旋桨旋转推进船舶前进时，在鳍板前方可产生与螺旋桨回转方向相反的回转流动，从而减少螺旋桨后方与螺旋桨回转方向相同的回转水流，减少了螺旋桨推进能量损失，提高推进效率。由于反作用鳍装置产生的回转流动是通过鳍板的安装角度控制的，鳍板的角度直接影响其应用效果，因此反作用鳍装置的制造及安装精度显得尤为重要。

2    反作用鳍装置构造简介

CROWN82散货船反作用鳍装置共由6片鳍板、鳍毂及附属的导流板组成。其中：各鳍板间夹角为45°;每片鳍板的迎角均不相同，在0°～20°之间按每5°间隔布置;上部两片鳍板长度同螺旋桨半径为3700 mm，其余鳍板长度为3 515 mm;鳍毂长2120 mm。表1为鳍板的定位参数。鳍板、鳍毂材质为铸钢，总重量约45 t;反作用鳍装置通过鳍毂内孔套于尾柱船壳上，并与船壳间形成一圈40 mm空腔用于浇注环氧树脂。具体安装流程如下：

外协铸造→总段阶段初定位→精确调节→导流板安装→密性试验→环氧浇注。

反作用鳍装置外形尺寸较大、重量也较重，为确保其最终整体精度，选择对其整体进行浇铸加工;同时，考虑到施工的便利性、安装精度及缩短船坞建造周期，鳍装置的安装选定在总组阶段安装;此外，为了便于精确安装定位，在鳍毂前端和后端圆周布置9个M64的螺栓孔，在鳍初步就位后通过螺栓调节船壳与鳍毂间的间距。反作用鳍的外形示意图，如图1所示，制造允许误差见表2。

3    安装前准备工作

3.1   运输过程保护及检验

外协厂需做好反作用鳍在吊装和运输途中的保护措施，避免和减小反作用鳍的变形。另外，外协厂还应配合提供反作用鳍的重心位置，便于船厂安全吊装;

品保部检查员对到厂的反作用鳍检查是否有损坏及变形，并出具合格检验的报告，作为船厂后期施工依据。

3.2   安装前的注意事项

（1）在安装前将鳍毂内孔表面和尾柱外圆表面用去污剂（如：丙酮）清洁，使环氧树脂结合面无锈迹、油迹、水迹、油漆和灰尘等;

（2）在环氧树脂浇注口及透气口，焊装3根内径约40 mm的钢管（注入管1根、透气管2根），管子长度不小于300 mm;再外接长度约500 mm的塑料透明管，以便于观察环氧树脂浇注及收缩情况;

（3）鳍毂有9个调整螺栓，在螺栓的头部涂上一层薄牛油;将鳍毂套入尾柱内用调整螺栓初步就位;

（4）在鳍毂和尾柱端面分别划出十字中心线作为安装的基准对合线，是由外协厂出厂时配合划出的。

4     安装工艺

4.1   封板反面垫板的安装

反作用鳍前端及后端两封板反面垫板的装焊，如图3所示。

4.2   吊装及三向定位

用2只35 t葫芦将反作用鳍（总重约45 t）按外协厂提供的重心位置缓缓吊起，并套到尾柱上：

（1）X方向的定位

利用焊装在船体外板上的吊环，用2只35 t葫芦将反作用鳍慢慢地向尾柱船首方向移动，直至移到设计位置;

（2）Z方向的定位

首先将鳍毂调整到尾端面上的十字中心线与尾柱端面上的十字中心线重合;再对鳍进行微调，借助激光经纬仪确保No.2鳍板及No.5鳍板的水平基准线与尾柱中心线重合（允许偏差为±5 mm）;

（3）Y方向的定位

方法同X方向的定位，即利用鳍中纵剖面上、下表面的基准线;

（4）安装No.1和No.6两个较长的鳍板时，需注意鳍板保护，禁止外力撞击鳍板;

（5）以上微调的过程都应采用调节螺栓交叉调节的顺序进行（即上-下-左-右），并确保位置调整满足要求，确认定位后所有调节螺栓紧固牢靠;

（6）焊接尾鳍前后端的封板，固定尾鳍安装位置，并记录安装数据;

（7）对鳍与尾柱间的环氧空腔进行充气试验，确保空腔密性，便于后期的环氧树脂浇注。

4.3    导流板的安装

4.3.1 焊接及安装要求

（1）导流板分8块现场拼接而成，与反作用鳍等铸件的焊接程序及保温技术等，需满足铸钢件焊接工艺的要求;

（2）所有T型垫板结构均在内场平台预制好，其中FR11号肋板垫板因弧度较大，应根据船体线型制作简易模板在模板上焊接;

（3）垫板（T型材）安装顺序如下：FR11→CPL+60→CPL-60→CPL00→CPL +30→CPL-30;垫板安装结束后用导流板样箱检查垫板安装情况，如发现问题应进行调整，确保导流板与垫板贴合、导流板前口与外板连接光顺;确认无误后焊接垫板与外板的角焊缝;在船体外板安装T型垫板结构时，T型垫板腹板与外板的角度应近似垂直于外板切线，具体的安装角度根据放样结果确定;

（4）导流板的对接焊缝背面T型垫板面板端部需用垫板（FB80*6）对接，并搭接在尾部外板，如图4所示。

4.3.2 焊接前后形状检查

（1）安装导流板前在现场用样箱检查其形状，导流板与样箱的贴合度应≤3 mm;按照先上后下的对称原则顺序定位导流板，现场清洁坡口，确认定位准确后焊接导流板的对接焊缝;焊接后注意焊道的成型光滑及打磨处理;

（2）导流板塞焊孔的焊接，要保证塞焊孔不与导流板对接焊缝重合;焊角为12 mm，完成连续周界焊后的凹区填满腻子，确保外表面光顺;为了防止后期环氧树脂脱落，在塞焊孔中间增加小圆钢加以固定;

（3）焊接导流板正上方的焊缝;

（4）焊接导流板前端口与尾外板的焊道，务必确保焊接成型后的自然过渡，尾部外板与导流板的过渡区成型应自然流畅;

（5）利用激光经纬仪对鳍尾断面的中心线、肋位定位线、中心水平线进行焊后检测，并记录焊后中心线偏差数据，应在允许公差之内。

4.3.3 密性试验

（1）在导流板与尾部外板的焊道区，焊接前预埋一根直径40 mm的金属管，金属管现场周界焊接，确保导流板焊接工作结束后内腔封闭;

（2）金属管外端口做好保护措施，防止堵塞，避免充气时气道不通;

（3）充气试验的具体操作及试验压力的技术要求，见船体密性试验图。

5    环氧树脂浇注

（1）在环氧树脂搅拌和浇注过程中，周围不得进行打磨、电焊、气割等明火作业;

（2）在寒冷季节浇注环氧树脂时，还要做好加热保温工作，在鳍毂前后端用三防布围成两个封闭的空间，用电加热器或碘钨加热灯加热保温;

（3）对环氧树脂浇注的区域密封，在现场配置2对25㎜厚的密封板，并满焊在相应的尾柱和鳍毂的前后断面上，防止泵入环氧树脂时密封脱落，同时又起到止挡固定的作用;反作用鳍鳍毂与尾柱之间的环氧厚度为40 ㎜（允许偏差为±20 mm）;

（4）在浇注环氧树脂的同时，准备2块检查试样用作硬度和浇注质量的检查，待环氧树脂固化后在检查试样上进行硬度测试;

（5）待环氧树脂固化交验后，将调节螺栓拧掉并用砂轮机将注入管、透气管和高出鳍毂表面的部分拆除并打磨平整，然后用环氧填充并用胶盖面，避免环氧裸露在海水中。

6     结语

本文通过对CROWN82反作用鰭装置的制作和安装工艺进行研究，为今后类型船舶反作用鳍装置的制作安装提供参考。

参考文献

[1]林安平，余培文.数种船舶节能技术性能分析[J].中外船舶科技，      2009 （ 1 ） ： 21-23.