(高清版)GBT 12916-2024 船用金属螺旋桨技术条件

船用金属螺旋桨技术条件2024-04-25发布国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件代替GB/T12916—2010《船用金属螺旋桨技术条件》,与GB/T12916—2010相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：a)更改了螺旋桨材料中的材料名称(见5.3,2010年版的4.3);b)增加了不锈钢螺旋桨的技术要求(见5.3、6.10.2、6.10.3);c)更改了螺旋桨机加工后轴孔的粗糙度(见5.4.2,2010年版的4.4.2);d)增加了螺旋桨截面宽度、局部螺距、截面厚度需测量截面半径的要求(见5.5.1);e)增加了螺旋桨局部螺距测量点控制位置的要求(见5.5.1);f)更改了螺旋桨桨叶纵斜几何尺寸公差要求(见5.5.1,2010年版的4.5.1);g)增加了螺旋桨半径、局部螺距、截面螺距、叶片螺距、总螺距最小值公差(见5.5.1);h)更改了螺旋桨静平衡中计算挂重最小重量公式中的错误(见6.2.1、6.2.2,2010年版的5.2.1、i)更改了螺旋桨平衡工装摩擦力矩公式中的错误(见6.2.3,2010年版的5.2.3);j)更改了螺旋桨立式平衡检测方法中配重合格的重量要求(见6.2.5,2010年版的5.2.5);k)增加了高速螺旋桨动平衡试验要求(见6.3);1)增加了完工螺旋桨重量控制的要求(见6.11)。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国船用机械标准化技术委员会(SAC/TC137)提出并归口。本文件起草单位：武汉重工铸锻有限责任公司、中国船舶集团有限公司综合技术经济研究院。本文件于1991年首次发布，2010年第一次修订，本次为第二次修订。1船用金属螺旋桨技术条件1范围本文件规定了船用金属螺旋桨(以下简称螺旋桨)的技术要求、检验方法、标志、包装、贮存和运输。本文件适用于整体式、组合式定距螺旋桨的制造，可调螺距螺旋桨的制造参照执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T1176—2013铸造铜及铜合金GB/T2100通用耐蚀钢铸件GB/T7233.1—2023铸钢件超声检测第1部分：一般用途铸钢件GB/T7727.3船舶通用术语性能GB/T15822.1—2005无损检测磁粉检测第1部分：总则CB/T3095民用铜合金螺旋桨补焊要求CB/T3290民用船舶铜合金螺旋桨渗透检测JB/T6405—2018大型不锈钢铸件技术条件3术语和定义GB/T7727.3界定的以及下列术语和定义适用于本文件。螺旋桨半径radiusofpropeller螺旋桨旋转时，其叶梢轨迹圆的半径。螺旋桨桨叶与同轴圆柱面的交切面在螺旋桨上所处的半径。截面宽度widthofbladesection螺旋桨桨叶与同轴圆柱面的交切面的展开宽度。局部螺距propellerlocalpitch螺旋桨桨叶压力面同一截面半径处放射夹角为β的不同位置两点的轴向高度差与(360/β)的乘积。截面螺距pitchofbladesection螺旋桨桨叶与同轴圆柱面的交切面上各局部螺距值的算术平均值。2螺旋桨桨叶为等螺距时，为各截面螺距值的算术平均值；螺旋桨桨叶为变螺距时按图样规定要求，图样无规定时取0.7R截面的螺距值。总平均螺距meanpitch每片桨叶叶片螺距的算术平均值。盘面比arearatio螺旋桨各叶片展开面积之和与盘面积之比值。相邻两桨叶的叶面参考线夹角。桨叶截面厚度thicknessofbladesection螺旋桨桨叶截面上各处的厚度。螺旋桨静平衡挂重adding-weightofpropellerstillbalance螺旋桨做静平衡时，挂在各桨叶叶梢最大厚度处使其能向下转动的挂重物质量。螺旋桨质量massofpropeller螺旋桨叶片质量、桨毂质量以及圆角处填料质量之和。螺旋桨转速speedofpropeller螺旋桨在额定功率时运转的转动速度。螺旋桨叶片数numberofpropellerblades单只螺旋桨的桨叶叶片总数。吸力面suctionside船体前进时，螺旋桨桨叶负压吸水的一面。压力面pressureside船体前进时，螺旋桨桨叶推水的一面。垂直于螺旋桨转轴的参考平面。4符号下列符号适用于本文件(见表1)。3符号名称单位盘面比b截面宽度毫米D螺旋桨直径m米G螺旋桨静平衡挂重最大允许挂重千克m螺旋桨质量千克n螺旋桨转速转每分P总平均螺距毫米叶片螺距毫米局部螺距毫米截面螺距毫米R螺旋桨半径m米截面半径毫米t桨叶截面厚度毫米Z螺旋桨叶片数片局部螺距高差毫米α桨叶夹角o度β局部螺距测量点放射角o度θ螺旋桨纵斜角度5技术要求5.1螺旋桨类型5.1.1螺旋桨按直径可分大型螺旋桨、中型螺旋桨、小型螺旋桨3种：5.1.2螺旋桨按结构形式可分为整体式螺旋桨、组合式定距螺旋桨和可调螺距螺旋桨。5.2螺旋桨精度螺旋桨的精度等级分为S级、1级、2级及3级，如表2所示。表2螺旋桨制造精度等级螺旋桨精度等级制造精度S级特高精度1级高精度2级中等精度3级一般精度45.3螺旋桨材料螺旋桨材料按表3选用，经船检机构认可，也可采用其他性能不低于表3规定的金属材料。表3螺旋桨材料螺旋桨类型材料牌号文件编号大型ZCuAl9Fe4Ni4Mn2、ZCuAl8Mn13Fe3Ni2、ZCuAl8Mn14Fe3Ni2、ZCuAl8BelColGB/T1176—2013ZG06Cr13Ni4Mo、ZG15Cr13JB/T6405—2018中型ZCuAl9Fe4Ni4Mn2、ZCuAl8Mnl3Fe3Ni2、ZCuZn40Mn3FelGB/T1176—2013ZG12Cr18Ni9Ti、0Cr17Nil2Mo2、ZG08Cr20Nil1Mo4JB/T6405—2018小型ZCuAl9Fe4Ni4Mn2、ZCuAl8Mn13Fe3Ni2、ZCuZn40Mn3Fel、ZCuZn21Al5Fe2Mn2GB/T1176—2013ZG06Cr13Ni4MoJB/T6405—20185.4表面粗糙度5.4.1不同精度等级螺旋桨表面粗糙度应符合表4的规定。表4螺旋桨表面粗糙度单位为微米适用范围螺旋桨类型不同精度等级螺旋桨的表面粗糙度(Ra)S级1级桨叶0.3R截面向外的表面中、小型螺旋桨大型螺旋桨桨叶0.3R截面向内的表面中、小型螺旋桨大型螺旋桨桨毂表面大、中、小型螺旋桨5.5螺旋桨桨叶几何尺寸和公差5.5.1螺旋桨几何尺寸见图1～图6,其公差应符合表5的规定。5标引符号说明：O₁、O₂——压力面上同一半径处放射夹角为β的测量点。图1局部螺距示意图标引符号说明：cl——理论螺距参考线；s——沿截面半径(R、)伸展的截面；h₁——测量点O₂到V平面的轴向高度；h₂——测量点O₁到V平面的轴向高度。图2机翼形截面局部螺距标引符号说明：R₁——测量点O₂R₂——测量点O₁到理论螺距参考线的轴向高度；到理论螺距参考线的轴向高度。标引符号说明：R₁——测量点O₂R₂——测量点O₁到理论螺距参考线的轴向高度；到理论螺距参考线的轴向高度。图3梭形截面局部螺距图4月牙形截面局部螺距6a)圆柱叶切面示意图b)厚度测量方向示意图标引符号说明：O——桨叶截面厚度(t)位于压力面的测量点。a)低侧斜螺旋桨b)高侧斜螺旋桨标引符号说明：PP'——桨叶纵斜测量基准线；d(A)——测量点A到V平面的轴向高度；d(B)——测量点B到V平面的轴向高度；图6桨叶纵斜测量基准线7表5螺旋桨几何尺寸公差序号S级1级2级说明1半径(R)或最小值或士1.5mm或士1.5mm或士2.5mm导管螺旋桨的公差在图样中规定2截面宽度(b)或最小值或士10mm或士12mm所列公差用直径除以螺旋桨叶片数(D/Z)的百分数表示3局部螺距(P₁)或最小值士1.5%或土10mm或±15mm或±20mm或士25mm螺距测量点一点接近导边，另一点接近随边，且中值，相邻两螺距测量点的间距不大于400mm4截面螺距(P,)或最小值或士7.5mm或士10mm或士15mm或士25mm为各P₁值的算术平均值5叶片螺距(P₁)或最小值或士7.5mm或±10mm或士20mm叶片为等螺距时，为各P。值的算术平均值；叶片为变螺距时，可取0.7R处P。值来衡量6总平均螺距(P)或最小值或±7.5mm或±15mm均值7截面厚度(t)(以被测点的百分数计)+2%或—1%或—1mm+2.5%或一1.5%或+4%或—2%或+6%或—4%或—4mmS级与1级每个截面不少于5点，2级和3级不少于3点(特殊要求螺旋桨按图样要求测量)8桨叶夹角9桨叶沿轴毂轴向位置[以直径(D)计]测量各叶片中线上0.6R处沿桨轴方向上离轴毂端面的偏差桨叶纵斜[以直径(D)计]测量叶面0°参考线上在0.3R或0.4R,0.6R或0.7R,0.9R或0.95R;高侧斜螺旋桨以桨叶截面弦长中点连线作为基准计算纵斜(见图8GB/T12916—2024表5螺旋桨几何尺寸公差(续)序号S级1级3级说明相邻桨叶轴向相对位置[以直径(D)测量各叶片中线上0.6R处沿桨轴方向的偏差序号3和序号4中，为避免线型不连续，从局部螺距和厚度连续测得的偏差的差不应大于正负公差所包范围的一半(如公差为+2%和—2%,允许相邻偏差为2%)。序号3中，为避免在整个拱弧内产生不适当的偏差，从任意两个相邻局部螺距测量所得偏差百分数的代数和不应超过1.5倍公差(如公差是±2%,相邻偏差的和应在±3%之间)。序号1至序号7中，公差选用两者中最大值。序号2、序号3和序号7中，S级和1级对桨毂附近的截面半径、0.4R、0.5R、0.6R、0.7R、检测，2级和3级应对桨毂附近的截面半径、0.5R、0.6R、0.7R、0.8R、0.9R截面半径检测5.5.2螺旋桨由桨叶的0.4R开始(特殊要求螺旋桨由0.3R开始到叶根处各截面的截面螺距(P、)、局部螺距(P₁)、截面宽度(b)和截面厚度(t)允许按表5规定的正负公差值加大50%。5.5.3经设计部门或订货部门同意后，允许采用变更螺旋桨直径(D)的方法来补偿螺距(P)的超差。5.5.4桨叶纵斜是由基准线PP'的位置体现。它是由到V平面的距离来测量，V平面在A、B、C3个点处垂直于螺旋桨的旋转轴线。A、B、C3个点分别位于0.3R或0.4R,0.6R或0.7R,0.9R或0.95R。5.6表面缺陷螺旋桨侧斜角区域的划分以及表面缺陷修复按产品入级的船级社规范执行，船级社规范没有规定时应按附录A执行。6检验方法6.1测量工具精度要求各种测量工具允许的最大误差不应超过被测螺旋桨几何尺寸或被测量的公差的一半，或者在尺寸测量时，大、中型螺旋桨不超过0.5mm,小型螺旋桨不超过0.25mm,两者选用大值。6.2静平衡6.2.1螺旋桨在做静平衡检验之前，应先进行随遇平衡检验。当螺旋桨直径D≥1.5m时，挂重试验时的螺旋桨静平衡挂重最大允许挂重(G)按公式(1)计算。式中：C——系数，按螺旋桨转速(n)及螺旋桨精度等级的系数(K)而定：当n≥180当n<180r/min时，,K值见表6。9GB/T12916—2024螺旋桨精度等级S级1级3级K6.2.2当螺旋桨直径D<1.5m时，挂重试验时的螺旋桨静平衡挂重最大允许挂重(G)按公式(2)计算。G=0.025×D²+0.02 (2)6.2.3检验静平衡装置的心轴的摩擦力矩(M)应不大于公式(3)的计算值。 (3)6.2.4螺旋桨在卧式平衡仪上做静平衡检验时，将挂重分次挂于各桨叶叶梢最大厚度标记点，然后将挂重的桨叶叶梢最大厚度标记转到水平位置并使其静止，当去掉支承后，挂重的桨叶向下转动即为合格。6.2.5螺旋桨在立式平衡仪上做静平衡检验时，各叶片上最大半径处不平衡质量之和不大于在卧式平衡仪上作静平衡所计算的挂重所得值的1/2时，螺旋桨静平衡即为合格。6.3动平衡转速大于500r/min的螺旋桨应进行动平衡试验，允许的不平衡力矩应符合批准图纸的要求。如批准图纸无要求时，则要求螺旋桨的剩余不平衡质量不应超过按公式(4)计算得出的Upr。Up=30000G'm/(πrn)…………(4)式中：U——许用不平衡质量，单位为克(g);G'平衡品质等级，单位为毫米每秒(mm/s),不同等级数值见表7;r平衡半径，r取0.8R,单位为毫米(mm),表7平衡品质等级(G')单位为毫米每秒螺旋桨精度等级S级2级6.4局部螺距6.4.1测量局部螺距(P₁)时，可按压力面上同一半径处放射夹角为β的O₁、O₂两点的轴向高差(△h)计算(见图1)。6.4.2当机翼形截面展开后压力面为一直线，与理论螺距参考线重合时(见图2),局部螺距(P₁)按公式(5)计算。6.4.3当梭形截面展开后压力面为一曲线，位于理论螺距参考线之上时(见图3),局部螺距(P₁)按公式(6)计算。GB/T12916—20246.4.4当月牙形截面展开后压力面为一曲线，位于理论螺距参考线之下时(见图4),局部螺距(P)按公式(7)计算。……………6.5截面厚度测量截面厚度(t)的方法是：在压力面的R,线上确定轴向各测点O(见图5a)],然后从O点所在截面的理论螺距参考线的垂直方向上测量(见图5b)]。6.6轴孔锥度制造厂根据锥度量规加工螺旋桨轴孔，完工后检验锥度间隙，达到制造技术要求则为合格。检测螺旋桨轴孔加工的锥度量规的大头应刻有进线和止线，2条线的间距应不小于2mm,且不大于5mm。6.7螺旋桨叶根圆角螺旋桨叶根圆角采用圆角样板做法向检查。6.8边缘形状S级、1级螺旋桨的导边及随边边缘应用样板进行检验，样板本身误差应不大于0.15mm、间隙不大于0.75mm,长度为被检测截面宽度的20%,长度不超过300mm。6.9材料6.9.1螺旋桨材料用的试样类型、检验项目应按GB/T1176—2013、GB/T2100、JB/T6405—2018或船检机构的规定执行。6.9.2凡已合格准备出厂的螺旋桨，在材料的化学成分分析和力学性能试验的报告单上，都应有船检部门或船检部门委托的全权代表签字认可，对于不需要经船检机构验收的螺旋桨，应由制造厂检验部门负责人在报告单上签字认可。6.10无损探伤6.10.1完工后的金属螺旋桨应按CB/T3290的方法进行表面液体渗透着色探伤检查，检查评定按相应船检机构规范执行，如船检机构规范无要求，则按CB/T3290执行。6.10.2对于马氏体不锈钢螺旋桨，可用磁粉代替液体渗透着色探伤检查，检测结果应符合批准图纸要求或公认的有关标准要求。磁粉检测程序提交给相应船检机构审核，并应符合GB/T15822.1—2005或船检机构认可的标准。6.10.3特殊要求时，马氏体不锈钢螺旋桨采用超声波检测，检测方法按照GB/T7233.1—2023执行，其验收等级应符合批准图纸要求或公认的有关标准要求。6.11螺旋桨质量6.11.1完工后的螺旋桨应进行称重，首件成品螺旋桨质量偏差应不超过理论质量的±4%,后续同型号成品螺旋桨质量偏差应不超过首件质量±2%。6.11.2对于双桨螺旋桨，左旋螺旋桨和右旋螺旋桨的质量差值应不大于公式(8)计算的△G。△G=m×2%+0.5…式中：△G——左右螺旋桨的实际质量差，单位为千克(kg)。7.1每个螺旋桨出厂时，都应附有合格证书，证书上除注明以下标志的内容外，还应注明材料标准号(包括试验项目和检验结果)及其他应说明事项。经检验合格的螺旋桨，应在靠近桨毂小端、两叶之间的回转面上，刻印下列标志(包括商标):a)制造厂名；b)直径(D);c)螺距(P);d)盘面比(A。/A。);e)旋向；f)材料；h)炉号；i)制造日期。7.2叶片序号应用钢印打在桨毂小端的回转面上。7.3船检机构的检验钢印应打在显著位置。7.4经检验合格的螺旋桨表面应清洗干净，去除铜锈并涂刷防锈油后，用塑料布或其他包装材料将叶片包装，用橡胶或其他塑性材料将叶片边缘包裹。7.5在贮存和运输过程中，作好防震、防损措施。(规范性)螺旋桨区域划分及表面缺陷修复A.1螺旋桨侧斜角及区域划分A.1.1螺旋桨的侧斜角由螺旋桨桨叶的侧斜角来描述。螺旋桨的最大侧斜角为：在桨叶的正投影图上，从叶尖到桨轴中线作出与螺旋桨的桨叶截面弦长中点连线相切的直线的夹角(见图A.1)。高侧斜螺旋桨的侧斜角大于25°,低侧斜螺旋桨的侧斜角不大于25°。标引符号说明：LE——桨叶导边；0、——侧斜角。a)压力面b)吸力面标引符号说明：TE——桨叶随边。图A.1侧斜角示意图图A.2低侧斜螺旋桨区域划分A.1.2为将检测要求与桨叶中的缺陷极限相联系并减少修补后疲劳裂纹的风险，将桨叶划分为A、B、C3个危险区域。a)A区是承受最大应力的区域，因此检测要求最高。一般在该区域桨叶的厚度最大，对修补焊缝的约束度最大，反过来也导致在修补焊缝内部和周围的残余应力最大。高的残余拉应力在以后的服役中经常导致疲劳裂纹，因此在该区域的任何焊接修补必须经过消应力热处理。b)B区是可能有高工作应力的区域。c)C区是工作应力低并且桨叶厚度相对较薄的区域。A.1.3低侧斜螺旋桨区域划分A.1.3.1A区位于叶片的压力面，其范围为叶根至0.4R处并介于距导边0.15b的界限及距随边0.2b的界限之间的区域(见图A.2)。当桨毂半径超过0.27R时，A区为从叶根圆角至1.5倍桨毂半径之间的区域。A区还应包括分体浇铸桨毂镗孔处的区域(见图A.3)及可调桨桨叶的法兰及根部(如图A.4)。A.1.3.2B区为压力面叶根至0.7R范围内除A区以外的区域及吸力面叶根至0.7R的区域(见图A.2)。A.1.3.3C区为叶片两面位于0.7R以外的其他区域。整体浇铸螺旋桨桨毂的所有表面，及可调桨桨毂除定义为A区以外的其他表面均作为C区。A.1.4.1压力面A区的范围为叶根与随边及从导边与叶根相交处至随边0.9R处，并与0.4R弦线交于距导边0.3b处，与0.7R弦线交于距导边0.5b处的弧线所围成的区域。位于0.4R弦线以内的其余区域也属于A区。吸力面A区的范围为沿随边，始于叶根止于0.9R,宽度为距随边0.15b的区域(见图A.5)。A.1.4.2B区范围为叶片表面除A区以外的所有表面(见图A.5)。A区方ba-a剖面图A.4aA区(包括螺栓孔)B区可调桨桨叶法兰及根部区域划分da)压力面b)吸力面图A.5高侧斜螺旋桨区域划分A.2缺陷检查A.2.1无损检测所有螺旋桨成品铸件均应在A、B、C3个区域进行表面无损检测，通常A区检测应在船检机构人员在场下进行，对B区和C区进行检测时船检机构人员可要求在场。A.2.2着色渗透检测A.2.2.1螺旋桨的表面检测通常用着色渗透检测方法进行。着色渗透检测应按船检机构认可的标准或规则进行。着色渗透检测的显影时间应符合渗透剂生产厂的建议值或不少于10min。A.2.2.2对显示进行评定时应以100cm²大小的正方形或长方形(长边不超过250mm)作为评定区。评定区应选在显示最密集的部位。A.2.2.3渗透剂显示按图A.6划分为圆型、线型和连续型等3种。不同区域内的缺陷显示大小和数量应不超过表A.1所示之值。a)圆型b)线型c)连续型标引符号说明：a——显示的最大尺寸；b——显示的最小尺寸；l——连续显示的总长度；d;——显示之间的距离。图A.6渗透剂显示类型表A.1着色渗透检测判定区内显