1杨隐 2苏义
1江南造船（集团）有限责任公司 上海市 201913； 2南京中船绿洲机器有限公司制造二部，江苏省镇江市，212006
1 前言
在船舶建造过程中，安装在船舶上的系统管路就像动物组织血管一样，遍布在船舶的各个位置，系统庞大繁复。船舶正常运行时所需的油、水、气、风等都需要通过管路系统源源不断的供给到船舶各型设备上。基于船舶管路的功能特性，安装在船船上的管路结构完整形成系统后，需要对系统中的管路进行密性强度试验，保证管路中传输的介质安全稳定性。管路密性强度试验过程中通常需要往管路中注入一定量的压缩空气、氮气、或水等介质在管路中形成一定压力，然后保压一段时间，通过观察管路压力变化情况来检验管路系统（包括管子及管路上的法兰、阀件、套管焊缝等附件）安装的密封性能。这种试验过程需要对部分管路管口进行封堵。
另外，在船舶建造过程中需要对部分舱室进行强度密性试验，这种情况下，贯穿过密性舱室的管路由于机构不完整，同样需要对露在舱室外的管口进行封堵。
船舶管路管口的形式一般有法兰口、螺纹接口、套管或者光口等形式，对于管口为法兰口、螺纹接口等形式封堵起来相对有规可循，易于实施。除此之外，管口为套管或光口行的的管路封堵形式较为多样。一般传统的施工方法是管口端焊接一块临时钢板进行封堵，在密性强度试验结束后拆除。
这种施工方式存在以下不足之处：
1、这种封堵形式在施工中需要进行焊接作业，试验结束后需要拆除临时封板，打磨管口，整个施工周期长，劳动力效率低下。
2、在临时封板焊接、割除过程中会破坏管子内壁的喷涂图层，修复难度大，造成管路易腐蚀损坏，产品质量得不到保证。
3、临时封板焊接质量存在不可控性，封堵效果得不到有效保证，可能造成人员返工，浪费劳动力、影响生产进度。
2 密性装置的发明
针对上述现有技术存在的缺陷及相关问题， 本发明提供了一种船舶管路管口封堵密性装置及使用方法，其主要结构特征分为防位移支撑居中机构和密封机构两个主体部分。其主要原理是通过调节密封机构中拉伸连板顶部的张紧螺母使拉伸连板与止推板及防位移支撑居中机构挤压膨胀橡胶向四周膨胀贴合密封于管子内壁，达到封堵管口使其密封的目的；同时利用调整防位移支撑居中机构中撑筒顶端的顶撑螺母，使顶撑连接盘向前置连接盘位移进而张开撑杆，撑杆末端顶撑作用在管路内壁上，将整个密性装置固定在管路内居中位置并防止装置位移。如（图1：密性装置结构示意图）所示：
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主体之一密封机构由拉伸连板15、膨胀橡胶14止推板13和张紧螺母9四个组件构成。
拉伸连板15为一块圆形板，优选的圆形板尺寸根据管子横截面端口相匹配，与管路内壁留有一定的间隙，其中心处焊接一根圆杆，圆杆顶部有一段外螺纹结构；
止推板13是尺寸与拉伸连板15矩形端长宽一致中心带有圆形贯穿孔的圆形板；
膨胀橡胶14为膨胀弹性较好的圆形橡胶块，其尺寸与拉伸连板15尺寸一致，中心设有圆形贯穿孔；
张紧螺母9安装在拉伸连板15外端圆杆的尾部螺纹端；
上述组件连接形式为膨胀橡胶14和止推板13依次通过中心贯穿孔从拉伸连板15的圆杆端穿过落在拉伸连板15的矩形板上，张紧螺母9连接在拉伸连板15的螺纹杆上。
另一主体部分防位移支撑居中机构由撑筒1、前置连接盘2、顶撑连接盘3、顶撑弹簧4、撑杆5、中空撑杆6、防滑套7、顶撑螺母8、嵌入销10、连接销11、防脱销12十一种构件组成。
防位移支撑居中机构中通过旋紧撑筒1上的顶撑螺母8挤压顶撑连接盘3、顶撑弹簧4及前置连接盘2使撑杆5和中空撑杆6向远端位移。4个组件的相互作用实现机构的张紧及防位移功能。
撑筒1其下半部为锥筒型，上半部为圆柱筒，圆柱筒的顶端为一段外螺纹结构。撑筒的轴向贯穿型筒体为其主要结构特征，这一结构特征能够实现撑筒套装在拉伸连板15上的目的。
前置连接盘2和顶撑连接盘3尺寸大小一致，均为圆柱形结构，所述的两个连接盘边口处均开有四个槽口，为更好的实现顶撑防位移的目的，槽口在连接盘上程90度角度互相垂直布置。其连接盘中心的圆形贯穿孔结构可实现将其套装在撑筒1上半部的圆柱筒上，前置连接盘2套装在圆柱筒底端，顶撑连接盘3套装在上端，两个连接盘之间套装的顶撑弹簧4可实现两者之间自由状态下保持相对位置。
撑杆5为条形结构，其中间为贯穿孔用于安装连接销11，防滑套7通过防脱销12套装固定在撑杆5的顶撑端，防滑套7为有一定摩擦系数的优选材质。撑杆5的连接端同样为贯穿孔结构，通过嵌入销10从前置连接盘2槽口一侧将撑杆5固定在前置连接盘的槽口中。
中空撑杆6为条形结构，中空撑杆6侧端为中空结构，其中间同样为贯穿孔用于安装连接销11，防滑套7通过防脱销套12装固定在中空撑杆的顶撑端，防滑套7为一定摩擦系数的优选材质。中空撑杆6的连接端同样为贯穿孔结构，通过嵌入销10从顶撑连接盘3槽口一侧将中空撑杆固定在顶撑连接盘3的槽口中。
撑杆5和中空撑杆6通过连接销11连接固定组成一组撑杆连接件，四组撑杆连接件共同作用形成顶撑机构。
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3 具体实施方式：
如图1-图2所示，管口封堵密性装置在应用时，将密性装置从管口放置到管路内，通过调节顶撑螺母，缩紧张紧机构进而使四组顶撑机构中的撑杆连接件顶紧在管路内壁四个角，达到固定密性装置的目的；进一步调节拉伸连板顶端的张紧螺母，使拉伸连板向止推板挤压膨胀橡胶，通过膨胀橡胶向四周挤压膨胀填充管路内壁进而达到密封贯穿件的目的。
具体实施步骤如下：
第一步：将密性装置从管口放置到管路内；
第二步：拧紧顶撑螺母8，使四组顶撑机构中的撑杆连接件完全张开，其顶端防滑套7完全顶撑在管路的内壁上；
第三步：拧紧拉伸连板15上的张紧螺母9，使拉伸连板15的矩形板向止推板13方向挤压膨胀橡胶14，直到膨胀橡胶14的边角完全膨胀填充贴合到管路内壁；
第四步：对管路或密性舱室进行密性试验；
第五步：密性试验结束后，松弛张紧螺母9、顶撑螺母8将密性装置取出。
4 效果分析与总结：
管口封堵密性装置主要思路是利用两块圆形板相互作用挤压中间的膨胀橡胶来填充封堵管口。考虑到实际密性试验中管路存在一定的压力会向外顶压密封机构，因此在工装上设置一个防位移支撑居中机构来保证装置在应用时的稳定性。
综上所述，本发明提供的管口封堵密性装置结构性能稳定，其功能实现操作便捷，易于实施。满足船舶管路系统和密性舱室密性试验中管口封堵密封的要求，同时能够克服传统施工方法中烧焊临时封板的诸多弊端。有利于成本节约，生产效率和产品质量的提升，具有一定的实用性。