林 隆

(上海船廠船舶有限公司，上海 202156)

修船供砂一體化的設(shè)計(jì)思路與實(shí)施

林 隆

(上海船廠船舶有限公司，上海 202156)

文章通過修船供砂一體化的設(shè)想，詳細(xì)敘述供砂一體化實(shí)施過程以及在設(shè)計(jì)制造方案中的選擇和針對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)的解決，表明了修船企業(yè)只有在進(jìn)行修船生產(chǎn)的同時(shí)加大對(duì)生產(chǎn)保障設(shè)備投入的必要性，從而才能達(dá)到縮短船期和提高質(zhì)量的目的。

供砂一體化;砂庫;振篩機(jī);單索散貨抓斗;專用平板拖車

在上海船廠船舶有限公司 (以下簡稱上海船廠)崇明修船碼頭，有3個(gè)外形呈圓筒形的鋼結(jié)構(gòu)，它們就是建造于2006年直徑為8 m、高13 m的鋼結(jié)構(gòu)，也是修船供砂一體化的主題部分——1 500 t銅礦砂庫。

2003年初，上海船廠修船分廠考慮到長遠(yuǎn)發(fā)展，開始了崇明修船基地前期準(zhǔn)備工作，年中在修船18勇士的帶領(lǐng)下，以及修船職工的努力，開始了艱苦的崇明修船創(chuàng)業(yè)歷程。在簡陋的設(shè)施條件下，利用碼頭上僅有的1部門吊，2臺(tái)輪胎吊，創(chuàng)造了二江三地 (上海浦東、浦西、崇明)同時(shí)修船的大好局面。隨著船越修越多，崇明修船基地涂裝工程，由于設(shè)備的問題，產(chǎn)生了跟不上生產(chǎn)需求的矛盾，因遠(yuǎn)離陸地，地處偏僻，交通條件有限，再遇上臺(tái)風(fēng)等惡劣天氣，運(yùn)砂、儲(chǔ)砂的問題嚴(yán)重地暴露了出來。再加上裝運(yùn)銅礦砂的人工量大，時(shí)間長，大大制約了修船周期。這一難題，嚴(yán)峻地?cái)[在了修船分廠技術(shù)質(zhì)量部面前，實(shí)現(xiàn)供砂一體化的思路由此產(chǎn)生。

1 供砂一體化設(shè)計(jì)思路的形成

1.1 早期供砂的狀況

由于處于上海船廠崇明區(qū)域大規(guī)模修船的早期，起重設(shè)備極其簡陋，噴砂用的銅礦砂只能采用袋裝砂，用船運(yùn)至崇明島，靠碼頭后，由用砂工程隊(duì)每次派出4名人員，拆包將銅礦砂倒入砂箱內(nèi)，然后用輪胎吊將砂箱吊上碼頭，用鏟車將其鏟走，耗費(fèi)了大量的人工和時(shí)間。而剩余的銅礦砂無法儲(chǔ)存，只能放在砂船上，用帆布蓋住以避免下雨造成損失，砂船積壓，造成周轉(zhuǎn)失控。

1.2 供砂一體化的實(shí)際思路

考慮到修船在崇明發(fā)展的需要以及在上海本部多年來的經(jīng)驗(yàn)，提出了供砂一體化的概念，即以下3點(diǎn)。

1)為降低用砂成本，購買散砂運(yùn)送至崇明修船碼頭，用門吊配專用抓斗，將銅礦砂裝入砂庫，同時(shí)也節(jié)約了用砂方的勞動(dòng)力成本和時(shí)間。

2)建立1 500 t銅礦砂庫，再配備每只可容納3 t銅礦砂的砂箱240只，使銅礦砂儲(chǔ)存量一次就可達(dá)2 220 t，可滿足船殼噴砂Sa2級(jí)37 000 m2，或供貨艙噴砂Sa2級(jí)24 650 m2，由此，可完全扭轉(zhuǎn)由于臺(tái)風(fēng)等其他因素對(duì)涂裝用砂的影響，確保在修船舶噴砂作業(yè)的完成。

3)將砂庫的銅礦砂經(jīng)振篩之后，裝入砂箱，由專用平板拖車配備拖車動(dòng)力車 (35匹的拖拉機(jī))將其運(yùn)到用砂場所，鏟車將砂箱鏟到噴砂砂缸上，即可進(jìn)行噴砂作業(yè)。

1.3 供砂一體化所需配備的設(shè)備

1 500 t的砂庫;振篩機(jī);專用抓斗;專用平板拖車;15 t門吊;砂箱;砂缸。

2 供砂一體化實(shí)施

在設(shè)計(jì)思路明確之后，針對(duì)具體的方案逐一進(jìn)行細(xì)化，對(duì)遇到的每一關(guān)鍵點(diǎn)都發(fā)揮了修船工程技術(shù)人員的聰明才智和專業(yè)優(yōu)勢(shì)逐一解決。

2.1 1 500 t砂庫選址

了解和參考了2家船廠和我廠浦西廠區(qū)的砂庫情況。

1)中船澄西船廠的大型砂庫建立在廠區(qū)里，離碼頭較遠(yuǎn)，直徑15 m，考慮地面的承受力，采用打樁加強(qiáng)，建了一個(gè)砂庫，儲(chǔ)砂1 500 t。砂船靠碼頭之后，采用4臺(tái)長距離的皮帶輸送機(jī)，將銅礦砂裝入砂庫，它的特點(diǎn)是:工程量大、占地面積大、設(shè)備多、不易于日常使用及維修保養(yǎng)。

2)廣州文沖船廠的供砂情況類似我廠崇明修船基地早期供砂狀況，無參考價(jià)值。

3)位于浦西廠區(qū)的砂庫分廠自行建造的500 t砂庫1個(gè)，經(jīng)振篩后再用輸送帶放入用砂庫，但砂庫和用砂庫在廠區(qū)內(nèi)，離碼頭較遠(yuǎn)，采用吊車裝砂，容量較小。

根據(jù)以上3種情況以及崇明現(xiàn)狀考慮了以下3種方案。

方案一:在修船碼頭東面，2根門型機(jī)軌道中間建造1個(gè)能儲(chǔ)砂1 500 t的大型砂庫，2根軌道之間的最大距離為10.5 m，離江面最近，便于砂船的?？亢椭苯舆\(yùn)上碼頭，見圖1。

方案二:在修船廠區(qū)東面防汛墻內(nèi)建造1個(gè)1 500 t大型砂庫，采用長距離輸送帶運(yùn)砂入砂庫 ，見圖2。

方案三:在修船碼頭5#引橋東面門機(jī)內(nèi)側(cè)建造3個(gè)儲(chǔ)砂500 t的砂庫，見圖3。

經(jīng)過討論和計(jì)算，否定了方案一和方案二。方案一最主要的問題是碼頭根本不具備對(duì)1 500 t砂庫所占據(jù)面積的承受力，兩軌之間距離僅為10.5 m，如果1 500 t的容量，則其高度將使門型機(jī)根本不能使用。方案二的問題類似于中船澄西船廠砂庫的缺點(diǎn)。而方案三的優(yōu)點(diǎn)是將1 500 t的承受力分解為3處，經(jīng)計(jì)算和上海船廠建筑設(shè)計(jì)室審核確定，方案可行，但已經(jīng)是極限承載。最后確定了方案三，即制造3個(gè)直徑為8 m，高為12.5 m，儲(chǔ)砂共1 500 t的砂庫。

2.2 3個(gè)500 t銅礦砂罐設(shè)計(jì)制造

1)為了能儲(chǔ)存500 t銅礦砂以及下部放砂的需求，將箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成由圓筒和下部的圓錐體組成，見圖4。

圖4 500 t砂罐示意圖

2)為了考慮在抓斗裝砂時(shí)，抓斗空中打開的沖擊力，在砂罐頂部專門設(shè)計(jì)了放砂槅架，由D273×10 mm的鋼管組組成，以承受帶砂抓斗的沖擊力。

3)為了防止銅礦砂受潮，以及下雨對(duì)銅礦砂的影響等天氣原因，在砂罐的上部，放砂槅架的下面設(shè)計(jì)了砂罐的蓋板門及移動(dòng)裝置，同時(shí)為了操作方便，采用手動(dòng)鋼絲絞車啟閉，安裝在砂罐底部，使人在地面上就可以根據(jù)需要進(jìn)行啟閉蓋板門。

4)為了考慮箱體結(jié)構(gòu)中500 t銅礦砂的承載以及放砂時(shí)砂箱的高度，設(shè)計(jì)由管子D400×12 mm和D127×6 mm組成的高為6.8 m的桁架結(jié)構(gòu)。

5)為了防止崇明地區(qū)的臺(tái)風(fēng)和強(qiáng)對(duì)流天氣，還在3個(gè)砂罐安裝區(qū)域周圍，設(shè)計(jì)風(fēng)暴樁和砂罐上的耳環(huán)，以便在緊急狀況時(shí)能保證1 500 t砂庫的安全。

6)為了維修的操作需要，設(shè)計(jì)控制室、清掃平臺(tái)、放砂閥門開啟機(jī)構(gòu)、扶梯和扶手欄桿、中間平臺(tái)、上平臺(tái)等。

2.3 砂罐和振篩一體化

在確定砂庫選址方案的時(shí)候，已經(jīng)考慮到在84 m×10.8 m的碼頭上建立3個(gè)砂罐，沒有了常規(guī)振砂、篩砂的工作區(qū)域，因此，設(shè)想將砂罐和振篩裝置整合在一起，一方面減去了儲(chǔ)砂和篩砂的占地面積，使整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更為緊湊，另一方面，省去長距離運(yùn)送銅礦砂的過程，提高出砂效率。在對(duì)振篩機(jī)進(jìn)行改進(jìn)之后，委托江蘇海安振動(dòng)機(jī)廠進(jìn)行制造。

將振篩機(jī)安裝在砂罐出砂口的下部，經(jīng)過振篩之后的銅礦砂就可直接進(jìn)入砂箱，對(duì)振篩機(jī)安裝的方式有2個(gè)設(shè)想。

設(shè)想一:將振篩機(jī)直接吊在砂罐的圓錐箱體上，將吊接點(diǎn)采用重磅給予加強(qiáng)，見圖5。

圖5 砂罐與振篩機(jī)一體化的設(shè)想一

設(shè)想二:將振篩機(jī)用機(jī)座放于砂罐出砂口下方，而機(jī)座則是直接安裝在地面上，見圖6。

圖6 砂罐與振篩機(jī)一體化的設(shè)想二

基于振篩機(jī)在啟動(dòng)初和關(guān)車后的強(qiáng)烈振動(dòng)以及振篩機(jī)的使用頻繁，選用了設(shè)想二。經(jīng)過多年來的使用實(shí)踐證明，當(dāng)初的選擇是正確的，該方案在2011年獲得了國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局頒發(fā)的實(shí)用新型專利證書。

2.4 選擇裝砂抓斗

在砂庫的選址、砂罐的設(shè)計(jì)制造和儲(chǔ)振篩一體化構(gòu)思完成之后，將銅礦砂從砂船上吊運(yùn)至砂庫的裝載母體——抓斗的選擇成為必須。

由于一開始就決定采用吊車加抓斗的方式進(jìn)行卸砂，放棄了皮帶輸送機(jī)的方法，所以抓斗就跟門機(jī) (吊機(jī))聯(lián)系在一起。

1)卸砂過程已不采用人工控制操作的方法進(jìn)行，整個(gè)過程是全機(jī)械化的，15 t門吊只有單索。因此選擇單索散貨抓斗，在與上海起帆科技股份有限公司的探討中，要求單索，抓斗經(jīng)擱底后，空中打開，完成抓砂、起吊、經(jīng)砂庫頂部擱碰后空中打開使砂入庫的整套動(dòng)作。

2)考慮到擬采用15 t老式門機(jī)來進(jìn)行卸砂、砂船與門機(jī)的半徑距離以及抓斗的自重，最后選用5 t單索散貨抓斗，經(jīng)多年使用的結(jié)論:故障率低、效率高、成本低。

2.5 專用平板拖車的選用

在上述一系列成型的設(shè)計(jì)中，供砂一體化已全部是機(jī)械化操作，整個(gè)過程除去人力搬運(yùn)，大大縮短了供砂的成本及時(shí)間。

經(jīng)振篩后的銅礦砂進(jìn)入砂箱后，應(yīng)是由鏟車將砂箱鏟至專用平板拖車，再用動(dòng)力機(jī)車將其拖至用砂場地，放到噴砂砂缸上，這是參照了中船澄西船廠的供砂使用經(jīng)驗(yàn)，但有2點(diǎn)不同。①專用平板拖車尺寸不一樣，根據(jù)我廠的道路情況，采用的尺寸是:3.6 m(長) ×1.8 m(寬)，每個(gè)平板拖車上可放2個(gè)砂箱，共計(jì)10 t;②制作廠家不同，澄西船廠是利用自己的優(yōu)勢(shì)建造的，我們則委托安徽合力叉車有限公司按尺寸定制，購置費(fèi)用比澄西船廠的低。8年使用驗(yàn)證，故障率較低，這些平板拖車使用廣泛，非常有利于涂裝作業(yè)。

2.6 15 t門機(jī)局部改造

用于裝砂的1542門機(jī)，是原修船分廠浦西碼頭1976年制造的東門吊門機(jī)，由于浦西碼頭的修改造工程，該門機(jī)準(zhǔn)備報(bào)廢，考慮到供砂一體化的需要，經(jīng)大修后給予使用，但由于軌距不同，需要進(jìn)行改造，當(dāng)時(shí)浦西碼頭的軌道間距為10 m，而崇明碼頭軌道間距為10.5 m，所以采用了最簡單且實(shí)效的方法，制造4只高600 mm，兩邊各外傾250 mm的中間座。解決了軌道間距差的問題，考慮到門機(jī)重心的上移，經(jīng)過計(jì)算和第九設(shè)計(jì)院的復(fù)核，確認(rèn)對(duì)門機(jī)的安全吊運(yùn)，行走沒有任何影響，從而完成了裝砂門吊的局部改造。

3 供砂一體化實(shí)施完成的時(shí)間

上海船廠修船事業(yè)部從2005年7月獲得公司對(duì)該項(xiàng)目的批準(zhǔn)之后，經(jīng)過2個(gè)月的設(shè)計(jì)及前期準(zhǔn)備，于2005年9月開始施工，至2006年3月10日投入使用，在這期間還制訂了1 500 t砂庫的使用辦法和供砂一體化實(shí)施的細(xì)則，從安全、設(shè)備使用，維修分工、管理職能各方面進(jìn)行了規(guī)定。使用7年多來，對(duì)修船涂裝作業(yè)發(fā)揮了很大的作用。

4 結(jié)束語

俗話說:兵馬未動(dòng)，糧草先行。供砂一體化的實(shí)施，給予了修船3大主體工程之一的涂裝工程巨大的動(dòng)力，也在2006年以及之后的3年修船牛市中發(fā)揮了巨大的作用，因供砂問題造成修船脫期的局面一去不復(fù)返。修船人用自己的設(shè)計(jì)、自己的施工建造，完成了修船供砂一體化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，展示了修船人的聰明才智。

當(dāng)然，我們還有很多的事要做，要努力，我們還曾經(jīng)設(shè)想過，要把砂庫建在船塢上。利用塢吊，利用船塢的艙室，把供砂供得更直接，時(shí)間更短，成本更低，更有實(shí)用價(jià)值，更有利于涂裝工程周期的縮短，當(dāng)然這一設(shè)想還有待時(shí)機(jī)、有待其需求的迫切性來完成?？傊薮藢M懷工作的激情，修身養(yǎng)性，苦練內(nèi)功，迎接修船牛市的再一次到來。

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U672

C

1001－8328(2013)05－0024－04

林隆 (1956-)，男，浙江寧波人，高級(jí)工程師，大學(xué)?？?，主要從事船舶修理的技術(shù)質(zhì)量及設(shè)備工作。

2013－05－10