一种船舶超短基线的安装方法及科考船与流程

1.本技术属于船舶建造领域，涉及科考船超短基线安装工艺技术领域，特别是涉及一种船舶超短基线的安装方法及科考船。


背景技术：

2.超短基线是一种高精度的定位和导航设备，是科考船采用的必不可少的技术手段，它能为科研设备的作业提供可靠保障。超短基线通常包含接收发射单元、控制箱、升降机构、角钢支撑、换能器箱、dn500阀门、阀门底座和超短基线围井等功能单元，其中控制箱包含阀门控制和升降机构的升降杆控制，通过控制箱的阀门控制面板打开阀门，再通过控制箱的升降杆控制面板将升降杆向水下伸长，使得升降杆的端部的声学定位设备同步升降，接收发射单元负责控制升降杆底部的声学定位设备，当升降机构将声学定位设备降低至工作水深区域，通过接收发射单元来发射和接收声学信号。
3.超短基线系统的安装精度要求很高，但现有技术中，缺少科考船超短基线的系统安装方法，施工人员无参照施工，超短基线支撑角钢和超短基线安装后，精度无法达到要求，导致科考设备难以正常工作。
4.目前超短基线安装过程的弊端主要体现在以下几点：
5.1、超短基线围井的超短基线角钢支撑就近结构进行测量和划线，分段建造中结构划线、装配和焊接，以及总组过程中分段余量修割等因素，累积定位误差不可控。
6.2、阀门底座采用常规顺时针/逆时针焊接顺序，受到焊缝收缩产生的变形影响，对阀门底座圆心与结构开孔圆心带来偏移，导致焊接间隙超差，最后焊接的区域可能存在大间隙，造成结构外板的焊接变形大，从而影响整个超短基线的垂直度。
7.3、dn500阀门处采用常规预紧，导致法兰变形不可控，设备无法承受高压，阀门密性不佳致使后期容易出现漏水现象。
8.如上所述，现有的技术缺少科考船超短基线的系统安装方法，导致角钢支撑和超短基线围井焊接后焊缝收缩导致严重变形，施工过程中缺少全程精度管控工装和方法，dn500阀门处的高压密性差，超短基线垂直度差，后续结构火工需要花费大量时间进行拆除修正，重新装配。现场施工量大返工多，加之角钢支撑和阀门底座报废风险带来的成本，材料和人工总成本较高。
9.因此，需要提供一种针对上述现有技术中的不足的改进技术方案。


技术实现要素：

10.鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种船舶超短基线的安装方法及科考船，本技术的安装方法能够有效减少焊接变形，保证阀门上端和下端的安装质量，且安装全程精度管控，在确保施工质量的前提下降低了人工和材料成本。
11.为实现上述目的及其他相关目的，第一方面，本技术提供一种船舶超短基线的安装方法，所述安装方法包括以下步骤：
12.s1：安装超短基线围井，并对位于所述超短基线围井舱壁的角钢支撑位置进行测量并划线；
13.s2：在所述超短基线围井的舱壁上依次安装多个所述角钢支撑；
14.s3：对船体外板进行安装位开孔；
15.s4：吊装阀门底座至所述开孔位置，并沿船体外板线型修整所述阀门底座；
16.s5：将所述阀门底座安装固定至所述船体外板；
17.s6：在所述阀门底座上安装阀门；
18.s7：将升降机构安装于所述超短基线围井的所述角钢支撑上，所述升降机构端部具有声学定位设备；
19.s8：将换能器箱安装至所述阀门上；
20.s9：在所述超短基线围井上安装接收发射单元和所述超短基线的控制箱。
21.在一个实施方式中，步骤s1中，所述角钢支撑位置的划线以所述超短基线围井底部的基线作为基面。
22.在一个实施方式中，步骤s3中，所述开孔方法为：
23.在船体外板外侧划出居中距离线和肋位线，使用涤纶纸贴合校验，根据涤纶纸信息划出外板开孔外围线和中心线，再根据最新涤纶纸信息对所述船体外板进行开孔。
24.在一个实施方式中，步骤s4中，所述阀门底座在安装过程中需调整其垂直度在
±
3mm内，所述阀门底座方向偏差在
±
5mm内。
25.在一个实施方式中，步骤s5中，所述阀门底座通过焊接方式固定至所述船体外板，焊接依照对角线顺序依次焊接。
26.在一个实施方式中，步骤s6中，首先对所述阀门和所述阀门底座进行螺栓预紧，螺栓预紧工序包括三个施工阶段：
27.第一阶段：预紧扭力为额定预紧力的30％；
28.第二阶段：预紧扭力为额定预紧力的50％；
29.第三阶段：预紧扭力为额定预紧力的100％。
30.在一个实施方式中，步骤s6中，所述螺栓预紧工序的预紧顺序为：1
→2→3→4→5→6→7→8→9→
10
→
11
→
12
→
13
→
14
→
15
→
16
→
17
→
18
→
19
→
20；其中编号1～20依次为将螺栓所在圆环等分的20个等分点。
31.在一个实施方式中，步骤s7中，所述角钢支撑包括两组，第一组角钢支撑安装于所述超短基线围井的舱壁上，所述升降机构通过与所述第一组角钢支撑逐一对应的第二组角钢支撑安装于所述第一组角钢支撑上。
32.在一个实施方式中，步骤s8中，将换能器箱安装至所述阀门上的施工方法与步骤s6中将阀门安装至所述阀门底座的施工方法相同。
33.第二方面，本技术还提供一种科考船，配置有超短基线，所述超短基线通过上述任一技术方案的安装方法安装完成。
34.与现有技术相比，本技术提供的技术方案具有以下有益效果：
35.本技术超短基线安装采用了无累积误差划线定位法，实现了低应力、高精度安装，确保超短基线公差要求和正常使用。采用了快拆式角钢支撑，从而实现超短基线快速拆卸维修的需求。采用了特殊区域高压阀门螺栓预紧的安装方法，解决了超短基线高精度技术
难题，减少了返工，提高了施工效率，降低了人工成本。
附图说明
36.图1为超短基线角钢支撑安装示意图；
37.图2为超短基线角钢支撑a-a剖视图示意图；
38.图3为超短基线角钢支撑b-b剖视图示意图；
39.图4为超短基线角钢支撑c-c剖视图示意图；
40.图5为超短基线外板开孔示意图；
41.图6为超短基线阀门底座安装示意图；
42.图7为超短基线阀门底座焊接节点示意图；
43.图8为超短基线阀门底座焊接顺序示意图；
44.图9为超短基线阀门下端法兰预紧顺序示意图；
45.图10为超短基线安装示意图；
46.图11为超短基线d-d剖视图示意图；
47.图12为超短基线e-e剖视图示意图；
48.图13为超短基线f-f示意图。
49.附图标记说明：
50.1接收发射单元
51.2控制箱
52.3升降机构
53.4角钢支撑
54.401角钢支撑一
55.402角钢支撑二
56.403角钢支撑三
57.404角钢支撑四
58.405角钢支撑五
59.406角钢支撑六
60.407角钢支撑七
61.408角钢支撑八
62.409角钢支撑九
63.410角钢支撑十
64.411角钢支撑十一
65.412角钢支撑十二
66.413角钢支撑十三
67.414角钢支撑十四
68.415角钢支撑十五
69.416角钢支撑十六
70.417角钢支撑十七
71.418角钢支撑十八
72.419角钢支撑十九
73.420角钢支撑二十
74.421角钢支撑二十一
75.422角钢支撑二十二
76.423角钢支撑二十三
77.424角钢支撑二十四
78.5换能器箱
79.6阀门
80.7阀门底座
81.8超短基线围井
具体实施方式
82.以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。
83.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，遂图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂；本技术的船舶分段场地的管理和调度方法的保护范围也不限于本技术列举的步骤执行顺序，凡是根据本技术的原理所做的现有技术的步骤增减、步骤替换所实现的方案都包括在本技术的保护范围内。
84.参见图1～13，本技术提供一种船舶超短基线的安装方法，安装方法包括以下步骤：
85.s1：安装超短基线围井，并对位于超短基线围井舱壁的角钢支撑位置进行测量并划线；
86.具体地，参见图1～4，角钢支撑位置的划线以超短基线围井底部的基线作为基面，使用全站仪对角钢支撑进行定位划线，角钢支撑4分为两组，此步骤中首先对第一组角钢支撑进行定位划线，第一组角钢支撑包括上下依次排布的六对支撑角钢，依次为：支撑角钢一401、支撑角钢二402、支撑角钢三403、支撑角钢四404、支撑角钢五405、支撑角钢六406、支撑角钢七407、支撑角钢八408、支撑角钢九409、支撑角钢十410、支撑角钢十一411和支撑角钢十二412。不得采取连续划线方式，避免产生累积误差，另外位于同一理论高度的角钢需保证位置精准地处于同等高度，角钢支撑4的划线高度精度要求为
±
1mm。角钢支撑4采用同一基准面进行定位划线，可有效较少累积误差，保证角钢支撑4的安装精度。
87.s2：在超短基线围井8的舱壁上依次安装多个角钢支撑4；
88.具体地，继续参见图1～4，角钢支撑4通过点焊的方式固定于超短基线围井8的舱壁上，角钢支撑4点焊后对精度进行复查，精度要求为
±
1mm。焊接采用二氧化碳气体保护焊，焊脚范围4.0～5.0mm，电流210～220a，电压27～28v，速度45～47cm/min，焊接后精度要求为
±
2mm。角钢支撑4板安装采用小电流，慢速焊，可有效控制焊接处超短基线围井舱壁、
角钢支撑4的焊接变形。
89.s3：对船体外板进行安装位开孔；
90.具体地，参见图5，开孔方法为：在船体外板外侧划出居中距离线和肋位线，使用涤纶纸贴合校验，根据涤纶纸信息划出外板开孔外围线和中心线，再根据最新涤纶纸信息对船体外板进行开孔。
91.s4：吊装阀门底座7至开孔位置，并沿船体外板线型修整阀门底座7；
92.具体地，参见图6，在安装和修整阀门底座7的同时调整阀门底座7的高度，调整阀门底座7的垂直度、前后左右方向；使垂直度在
±
3mm内，阀门底座7方向偏差在
±
5mm内(法兰面水平中心线与船体最近舱壁平行偏差)。
93.s5：将阀门底座7安装固定至船体外板；
94.具体地，参见图7～8，阀门底座7经检验合格后，对阀门底座7与结构对接处进行点焊，与外板的焊接采用全焊透型式，焊接依照对角线顺序依次焊接，参见图8，焊接顺序为1
→2→3→
4，阀门底座与外板之间的焊缝采用mt和100％ut检测，mt采用jisg2320-2007标准：1、2级合格；ut采用jisz3060-2002标准：1、2级合格。
95.s6：在阀门底座7上安装阀门6；
96.具体地，参见图9，本技术中的阀门6采用dn500阀门，dn500阀门适用于大流量的管道系统，常见用于工业领域和大型管道工程中，具体的阀门类型可以根据应用需求而异。
97.首先对阀门6和阀门底座7进行螺栓预紧，螺栓预紧工序包括三个施工阶段：
98.第一阶段：预紧扭力为额定预紧力的30％；
99.第二阶段：预紧扭力为额定预紧力的50％；
100.第三阶段：预紧扭力为额定预紧力的100％。
101.可以理解的，三个阶段的预紧扭力范围不限定于30％、50％和100％。三个阶段为确保扭力增加平稳，提高安装质量的工艺改进，根据实际情况第一和第二阶段可以为20％～40％，40％～60％之间数值范围。
102.参见图9，螺栓预紧工序的预紧顺序为：
[0103]1→2→3→4→5→6→7→8→9→
10
→
11
→
12
→
13
→
14
→
15
→
16
→
17
→
18
→
19
→
20；其中编号1～20依次为将螺栓所在圆环等分的20个等分点。依次按照三步进行预紧，尽量缩小螺栓在紧固过程中对于法兰变形的影响，保证每个螺栓紧固力一致。
[0104]
s7：将升降机构3安装于超短基线围井8的角钢支撑4上，升降机构3端部具有声学定位设备；
[0105]
具体地，参见图10～13，阀门6与换能器箱法兰预对齐，同时升降机构3与角钢支撑4进行螺栓连接，角钢支撑4包括两组，第一组角钢支撑安装于超短基线围井的舱壁上，升降机构3通过与第一组角钢支撑逐一对应的第二组角钢支撑安装于第一组角钢支撑上，第二组角钢支撑包括依次安装于第一组角钢支撑上的角钢支撑十三413、角钢支撑十四414、角钢支撑十五415、角钢支撑十六416、角钢支撑十七417、角钢支撑十八418、角钢支撑十九419、角钢支撑二十420、角钢支撑二十一421、角钢支撑二十二422、角钢支撑二十三423和角钢支撑二十四424，第二组角钢支撑的一端与升降机构3通过螺栓进行连接，另一端与第一组角钢支撑通过螺栓进行连接。角钢支撑4上螺栓开孔采用现场配钻，需确保超短基线安装后必须保证倾角不得大于1
°
。
[0106]
s8：将换能器箱5安装至阀门6上；
[0107]
具体地，参见图8，将换能器箱5安装至阀门6上的施工方法与步骤s6中将阀门6安装至阀门底座7的施工方法相同：阀门6与换能器箱5进行螺栓预紧，螺栓预紧工序包括三个施工阶段：
[0108]
第一阶段：预紧扭力为额定预紧力的30％；
[0109]
第二阶段：预紧扭力为额定预紧力的50％；
[0110]
第三阶段：预紧扭力为额定预紧力的100％。
[0111]
参见图9，螺栓预紧工序的预紧顺序为：
[0112]1→2→3→4→5→6→7→8→9→
10
→
11
→
12
→
13
→
14
→
15
→
16
→
17
→
18
→
19
→
20；其中编号1～20依次为将螺栓所在圆环等分的20个等分点。依次按照三步进行预紧，尽量缩小螺栓在紧固过程中对于法兰变形的影响，保证每个螺栓紧固力一致。
[0113]
s9：参见图10，在超短基线围井上8安装接收发射单元1和超短基线的控制箱2；在安装过程中、安装后应使用三防布保护。
[0114]
本技术还提供一种科考船，配置有超短基线，超短基线通过上述技术方案的安装方法安装完成。超短基线包括接收发射单元1、控制箱2、升降机构3、角钢支撑4、换能器箱5、阀门6、阀门底座7和超短基线围井8。
[0115]
接收发射单元1安装在超短基线围井8舱壁上，接收发射单元1负责控制升降杆底部的声学定位设备，当升降机构3将声学定位设备降低至工作水深区域，通过接收发射单元1来发射和接收声学信号；控制箱2装在超短基线围井8舱壁上，用于控制超短基线，控制箱2包含阀门控制和升降机构的升降杆控制，通过控制箱2的阀门控制面板打开阀门，再通过控制箱2的升降杆控制面板将升降杆向水下伸长，使得升降杆的端部的声学定位设备同步升降。
[0116]
升降机构3与角钢支撑4通过螺栓连接；所述角钢支撑4与超短基线围井8连接；所述换能器箱5与升降机构3通过法兰和螺栓连接，换能器箱5内部的换能器通过升降杆驱动上升和下降；所述阀门6上端与换能器箱5通过法兰和螺栓连接，下端与阀门底座7法兰和螺栓连接；所述阀门底座7与超短基线围井8底板连接。
[0117]
阀门6上端和换能器箱5通过法兰和螺栓连接，阀门6下端和阀门底座7通过法兰和螺栓连接，此处是高压阀门区域，螺栓安装顺序和预紧力要求严格安装要求。所述阀门底座7与超短基线围井8底板连接，阀门底座7高度方向设置余量，现场根据实际尺寸测量后进行修割，修割后与超短基线围井8底板连接。
[0118]
综上所述，本技术提供一种船舶超短基线的安装方法及科考船，本技术的超短基线安装方法填补了现有技术的空白，实现了低应力、高精度安装，确保超短基线公差要求和正常使用。采用了无累积误差划线定位法，采用了无累积误差划线定位法，采用了快拆式角钢支撑，从而实现超短基线快速拆卸维修的需求，阀门上端和下端采用了特殊区域高压阀门螺栓预紧的安装方法，解决了超短基线高精度技术难题，减少了返工，提高了施工效率，降低了人工成本。所以，本技术有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值和推广性。
[0119]
上述实施例仅例示性说明本技术的原理及其功效，而非用于限制本技术。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本技术的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因
此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本技术所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本技术的权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种船舶超短基线的安装方法，其特征在于，所述安装方法包括以下步骤：s1：安装超短基线围井，并对位于所述超短基线围井舱壁的角钢支撑位置进行测量并划线；s2：在所述超短基线围井的舱壁上依次安装多个所述角钢支撑；s3：对船体外板进行安装位开孔；s4：吊装阀门底座至所述开孔位置，并沿船体外板线型修整所述阀门底座；s5：将所述阀门底座安装固定至所述船体外板；s6：在所述阀门底座上安装阀门；s7：将升降机构安装于所述超短基线围井的所述角钢支撑上，所述升降机构端部具有声学定位设备；s8：将换能器箱安装至所述阀门上；s9：在所述超短基线围井上安装接收发射单元和所述超短基线的控制箱。2.根据权利要求1所述的船舶超短基线的安装方法，其特征在于，步骤s1中，所述角钢支撑位置的划线以所述超短基线围井底部的基线作为基面。3.根据权利要求1所述的船舶超短基线的安装方法，其特征在于，步骤s3中，所述开孔方法为：在船体外板外侧划出居中距离线和肋位线，使用涤纶纸贴合校验，根据涤纶纸信息划出外板开孔外围线和中心线，再根据最新涤纶纸信息对所述船体外板进行开孔。4.根据权利要求1所述的船舶超短基线的安装方法，其特征在于，步骤s4中，所述阀门底座在安装过程中需调整其垂直度在
±
3mm内，所述阀门底座方向偏差在
±
5mm内。5.根据权利要求1所述的船舶超短基线的安装方法，其特征在于，步骤s5中，所述阀门底座通过焊接方式固定至所述船体外板，焊接依照对角线顺序依次焊接。6.根据权利要求1所述的船舶超短基线的安装方法，其特征在于，步骤s6中，首先对所述阀门和所述阀门底座进行螺栓预紧，螺栓预紧工序包括三个施工阶段：第一阶段：预紧扭力为额定预紧力的30％；第二阶段：预紧扭力为额定预紧力的50％；第三阶段：预紧扭力为额定预紧力的100％。7.根据权利要求6所述的船舶超短基线的安装方法，其特征在于，步骤s6中，所述螺栓预紧工序的预紧顺序为：1
→2→3→4→5→6→7→8→9→
10
→
11
→
12
→
13
→
14
→
15
→
16
→
17
→
18
→
19
→
20；其中编号1～20依次为将螺栓所在圆环等分的20个等分点。8.根据权利要求1所述的船舶超短基线的安装方法，其特征在于，步骤s7中，所述角钢支撑包括两组，第一组角钢支撑安装于所述超短基线围井的舱壁上，所述升降机构通过与所述第一组角钢支撑逐一对应的第二组角钢支撑安装于所述第一组角钢支撑上。9.根据权利要求1所述的船舶超短基线的安装方法，其特征在于，步骤s8中，将换能器箱安装至所述阀门上的施工方法与步骤s6中将阀门安装至所述阀门底座的施工方法相同。10.一种科考船，配置有超短基线，其特征在于，所述超短基线通过权利要求1～9任一项安装方法安装完成。

技术总结
本申请提供一种船舶超短基线的安装方法及科考船，方法包括：S1：安装超短基线围井，并对位于超短基线围井舱壁的角钢支撑位置进行划线；S2：在超短基线围井的舱壁上依次安装多个角钢支撑；S3：对船体外板进行安装位开孔；S4：吊装阀门底座至开孔位置，并沿船体外板线型修整阀门底座；S5：将阀门底座安装固定至船体外板；S6：在阀门底座上安装阀门；S7：将升降机构安装于超短基线围井的角钢支撑上；S8：将换能器箱安装至阀门上；S9：在超短基线围井上安装接收发射单元和超短基线的控制箱。本申请超采用了无累积误差划线定位法，实现了低应力高精度安装，确保超短基线公差要求和正常使用，提高了施工效率，降低了人工成本。降低了人工成本。降低了人工成本。


技术研发人员：段彦宇 童代俊 张红兵 韦耀拱 汤旭
受保护的技术使用者：江南造船（集团）有限责任公司
技术研发日：2023.06.28
技术公布日：2023/9/16