角焊缝充气试验在11万吨油轮建造过程中的推广与应用

摘 要：目前各国的造船规范对船舶密性试验都有一条相同的规定，即“在船体未经密性试验之前，不应对水密焊缝进行涂装油漆或敷设绝缘材料”。这条规定对各大船厂采用分段或总段法建造工艺造船带来很大麻烦，因为当分段或总段装焊完工除锈后进行涂装时，要将水密焊缝处用胶带纸覆盖的方式提前预留出，待船台（船坞）合拢结束至密性试验后，方可进行涂装作业。这样大量的密性试验工作以及涂装作业需要在船台（船坞）阶段进行，直接影响船舶建造周期和成本。因此，各国船企在分段建造阶段就着手对水密焊缝进行密性试验。目前我厂在11万吨油轮的建造过程中首次对角焊缝充气试验进行了推广与应用。

关键词：水密焊缝；角焊缝充气试验；应用

前言

大型船舶的舱室密性试验是船舶建造过程中的一项重要工作，以前的方法是在船体舱室结构完整性提交后，在需进行密性试验的舱室内充气或注水来检查焊缝的焊接质量，但这两种方法在应用上都存在一些问题，为此提出了有别于以上两种方式的船体焊接密性检查方法。

1 船体角焊缝充气试验工艺提出的原因

舱室注水是最原始的密性检验工艺，就是按照规范要求在舱室内加水至规范要求的高度，使船体结构和焊缝处于受压状态，然后检查焊缝的密性情况。但是该方法在使用中有如下缺点：（1）必须安装加水和排水管系，浪费大量的时间和人力，在试验舱容较大的舱室时特别明显。（2）注水试验后船体和船坞湿滑，为保证安全，舱室内搭设的脚手架等工装无法使用，舱室内的工作在舱室未干燥前不方便进行。（3）舱室内外较大温差时，舱室外部会产生冷凝水，给焊缝质量的检查带来不便。（4）在焊缝有缺陷需要修复时，必须将试验水舱内的水排完，并在缺陷整改后重新加水，对焊缝重新检查。

鉴于这些缺点，现在普遍采用了压气试验来代替部分压水试验，就是向密闭舱室内充入空气到规范要求的压力，通过检查焊缝反面的肥皂水是否产生气泡来确定焊缝是否渗漏。但也存在如下缺点：（1）有的舱室需另外安装密封板，加大了工作量。（2）舱室容积较大时，充气耗费的时间较长。（3）质检员工作量大且工作效率不高，尤其是对舱容较大的舱室，缺陷的查找比较困难。（4）在温度较低时要在肥皂水中添加防冻剂，施工过程繁琐。

因此，压水试验和压气试验都有效率不高、耗时费力的问题，并且质检员和验船师检查时需进行高空作业，工作强度高并且不利于安全生产，另淡水使用量也比较大。

角焊缝充气检验工艺是将整个舱室的密性检查，改为对每条焊缝的分别检查，这样就能够把密性检查提前到船体制造的分段制造阶段和分段总组阶段进行，最大限度的减少船坞内的密性检查工作。另外此工艺还能够保护全分段的油漆不被破坏，实现一次性涂装完工，有利于满足IMO图层性能标准（PSPC）的涂装要求。

2 角焊缝充气试验工艺

2.1 角焊缝充气试验的原理

角焊缝是一块板材的边缘与另外一块板材的平面成一个角度的连接。密性舱室的角焊缝一般为双面连续焊焊缝，两侧焊缝中间存在如图1所示的中空区域，如果中空区域是密闭的，那么密闭区域的两侧角焊缝一定要是水密的，因此，通过检验中空密闭区域的密性就可检验双面连续焊焊缝的密性。角焊缝充气检验装置如图2所示。

焊前将连接板安装在两个板材之间（两头分别安装一块），焊接时要将该连接板与板材及周围焊缝牢固连接，同时保证焊接后连接板与板材之间间隙与中空密闭区域相连通。在一头的连接板上装上压力表，在另一头通过充气管向中空密闭区域注入压力空气到工艺要求的压力，20分钟后检查压力表数值，如压力降低则说明角焊缝有渗漏，应对渗漏区域补焊后重复检查；直至压力表数值没有降低时则说明焊缝气密。为保证焊缝检查方便，可以在焊缝上涂肥皂水，充气后检查肥皂水是否有气泡。

2.2 应用区域

在货舱平直区域内，要求进行密性试验的舱室的周界角焊缝（全焊透焊缝、深熔焊焊缝和有自然坡口的双面连续焊缝除外），可以做角焊缝充气试验。

2.3 试验要求

2.3.1 当环境温度不高于-5℃时，不可以对角焊缝进行充气试验。

2.3.2 当环境温度不高于0℃时，需要在充气用的肥皂水中加放防冻液，以免在焊缝密性检查过程中肥皂水结冰。

2.3.3 在角焊缝充气前，需要充气的焊缝必须焊后处理完成，并且焊缝表面需保证清洁。

2.4 注意事项

2.4.1 舱壁拉入前，应将内壳板、外板、甲板等大板架在舱壁处的自动焊缝磨平（比舱壁板厚稍大即可），大板架上的杂物清理干净。

2.4.2 舱壁板拉入后，检验装配间隙，尽量使间隙不超过2mm，且对间隙较大处，使用小电流进行打底焊，再进行整缝焊接，保证形成气道。

2.4.3 在舱壁板焊接前，应将水密补板装配完成。如在舱壁、肋板拉入时，将补板遗漏，需将补板切开，在补板装配前，应将补板拼接完整，并将其与舱壁贴合面焊缝磨平，再进行装配。

2.5 试验步骤

2.5.1 安装充气口的压力表及充气口连接组件。

2.5.2 用0.05MPA高压空气，将气道吹通（出气口方向注意在充气前不能有人，注意安全）。

2.5.3 关闭充气。

2.5.4 安装另一端压力表。

2.5.5 使用0.02MPA空气缓慢对焊缝进行充气（防止压缩空气压力过大损坏压力表）。

2.5.6 保压20分钟后，需在角焊缝两侧用检测液（肥皂水等）进行焊缝密性检测。

2.5.7 漏气处修补：如焊缝漏气，则进行焊缝修补，修补时注意清刨的焊肉不能太深，不能影响补焊时的气道形成。

2.5.8 修补后再次检验，直至密性试验合格。

2.5.9 角焊缝充气试验后，连接件的所有开口将通过适当的焊接封闭，并检验其气密性。

3 结束语

目前，中海工业（江苏）有限公司已在11万吨油轮上成功使用了角焊缝充气试验，并得到了驻厂船东代表、船级社驻厂验船师的高度认可。

参考文献

[1]魏丽洁，何志标.船舶建造工艺[M].哈尔滨工程大学出版社，2010.

作者简介：朱晓先（1981，11-），男，江苏省淮安市（籍贯）；现职称：工程师；学历：本科；研究方向：船舶制造。