浅谈无余量分段搭载合拢的精度控制与船体成型精度的关系

浅谈无余量分段搭载合拢的精度控制与船体成型精度的关系

张小辉

广东中远海运重工有限公司

摘要：现如今，我国造船业效益指数和技术水平均在不断提升，但与世界（日韩等）先进的造船水平比较还存在着一定差距，造船业的技术引进后消化吸收再创新环节尤其需要加强[1]。其中，提高精度控制水平，才能有利于企业的可持续发展，才能对造船企业的经济效益与社会效益带来有利影响。本文中提到的无余量分段搭载合拢精度控制是影响船体成型精度的重要工艺，优化此工艺可以使我国造船精度进一步提高。

关键词：无余量；分段搭载；船台合拢；精度控制；船体成型精度

在科学技术飞速发展的今天，各行业不断进行着技术的更新，造船市场也极其火爆地发展着，若使用传统的搭载建造工艺，会出现分段有余量的情况。首先需要进行一次定位测量来进行合拢预算，由于船舶建造合拢时过程比较复杂，劳动比较密集且需要各个相关工种配合到位，加之余量切割的作业时间长，在此之后又要二次合拢定位调整。该过程中吊车作业时间就会长达8h以上，劳动强度过大，船舶建造分段搭载的效率明显过低，影响船台周期，使得企业效率过低[2-3]。传统的测量手段很难对船体分段在船体成型过程中的变化进行有效统计，不能为无余量生产与反变形的施放提供数据支持，传统造船业采用的船舶建造测量手段比较落后，明显不适应现代造船对时间、精度的要求[4]。为此本文中进行了创新后的分段无余量合拢精度的控制工艺的分析，分段建造与船台合拢统一进行，使吊车的作业时间大大减少，一步到位，减少船台定位的工作量，实现分段无余量的精度合拢，促进精度管理的发展。

一、船体的成型精度

船体成型后船体龙骨板及主尺度精度。

主尺度包括以下内容：船体垂线间长度、船体总长度、型宽度、型深度、艏高、艉高。型宽度、型深度、艏高、艉高的公差标准分别是±15mm、±10mm、±30mm、±20mm，垂线间长度及总长度的公差视船体长度的而定，船体长度l两百米以下的，两者长度的公差均为±50mm，船体龙骨板的公差为±25mm，超过两百米的船身长度，两者的长度公差均为±100mm，船体龙骨板的公差为±35mm。

二、影响船体成型精度的因素

（一）合拢口焊接收缩的影响

多个分段合拢后才能形成一个完整的船体，一般造船时采取平台的分段总装或搭载合拢方法进行造船，不管哪种都会使合拢后每道接口的焊接出现一定的收缩，笔者经过多年经验，合拢接口在经过焊接以后，正常板厚在20mm左右、合拢口间隙在10mm左右时的收缩量不超过3.5mm，一般200m以下的船体至少有10道合拢口，这样经过焊接后，船身长度收缩的长度可长达35mm。可以看出焊接后合拢口的收缩量能够严重影响到船体的成型精度。无余量分段在进行搭载合拢过程中，须找正精度合理控制，避免焊接合拢口的收缩对船体成型精度带来的影响，避免给企业的造船施工造成巨大损失[5]。

（二）合拢口矫正的影响

合拢口焊接工作不是完全顺利的，很可能会有凹凸变形现象发生，一般在变形后采用“水火”矫正，其是用于对合拢口的调平，如此合拢口会二次收缩，根据实际测量结果，以之前提过的正常板厚为例，经调平后合拢口收缩量不超过2.5mm。

（三）船体龙骨板挠度的影响

船舶的载重线、吃水、主尺度等参数与船体龙骨板的挠度有关，其精度的确保可以由无余量分段进行合拢时找正，其精度的高低决定了船体成型精度的高低。

三、加强无余量分段搭载合拢精度的措施

以集装箱多用途船为例，探讨无余量分段搭载合拢的找正精度怎样有效地加强，以减少对船体成型精度的影响。

（一）精确掌握无余量分段搭载的数据

要求进行合拢工作的工作人员对无余量分段数据亲自复查并精确地掌握，包括无余量分段的长度、高度及宽度，为下一步的合拢工作打好基础。

（二）把握船台基线的准确性

船台基线是分段合拢中重要基准，对于基准线的制作要认真完成，保证数据的准确性和完整性，才能让合拢工作顺利地进行

（三）保证基准线的分段找正定位精度符合标准

如4800DWT多用途集装箱船的合拢，基准分段分为货舱底部及舷侧两个分段，前者是首个要合拢找正的分段，是整个船身的绝对基准分段，后者要依据不同状况来选择机舱的舷侧分段或货舱的舷侧分段。货舱的基准分段中，首先，船艏、船艉应当与船台的中心线保持在一条直线上，公差为±2mm；其次，保持基准线分段的底部两端水平要比分段的中部高，如此可确保舷侧分段的高度适中，型深精度得以有效保证，另外，还要保证让龙骨板分段的纵向水平公差为±5mm，这个纵向水平控制精度的误差越小越好，这样可以保证船体成型后的精度更加精确；最后，基准分段的大口（船艏及船艉部）要确保与船台大口一样大。舷侧的基准分段中，不论以哪个舷侧分段作为基准段，都需要控制好半宽、端口平齐度及型深，其中，型深的控制是控制的重点，此处要求型深值高于理论值，保持高出部分不超过10mm，以确保分段重力下垂导致的船体型深度不够精确。

四、船体分段无余量合拢精度控制方法的具体实施步骤

第一步，建造起初，船体的各个分段处于倒置的状态，即船底板朝上，船内铺板朝下，在船内的铺板进行结构划线时把两端的余量切割线一并划出并，合拢接口处作一十字型检验线（200mm），作标识、打洋冲、贴上保护膜，余量切割线此时不进行切割，在第三步中重新测量后才可切割，分段间隙不超过2mm；第二步，建造船体分段，遵循我国焊接工艺中的要求焊接分段的结构部分，以分段的中间为基准，向前后、左右进行对称的焊接，焊接进行时若构件或钢板发生变形、不平整或出现错位，需要进行重新校正修复后方可焊接，建造成型的船体分段用专业吊车翻身；第三步，翻好船身后，将船内铺板作为水平面，使用重物法对船四个角的水平进行调整，船内铺板的平面度误差应在不超过3mm，依据理论尺寸来检验实际建造的精度水准，若出现于理论不符的情况，根据理论尺寸合理调整；第四步，按照船体分段理论的尺寸在两端的合拢口肋位方向划出长度方向检验线，打洋冲并作标识，再画出分段环形合拢口余量切割线，在此线向内侧一段距离，划出与该线平行的切割检验线，向船艏的小号码及向船艉的大号码分段合拢打磨后的长度为理论长度-6mm，船体大合拢的间隙为8mm，误差不超过2mm；第五步，划出分段环形合拢的余量切割线及检验线之后，船体上的分段若大于理论尺寸，要进行切割，在与合拢口相接近的板材部分做二氧坡口，进行焊接，合拢口船内的底板上的坡口向上，船外板坡口要向内，中间纵坡口向左，纵向结构的坡口向中；最后，将所有分段切割好，上船台并进行合拢。

结束语

我国造船业的造船水平在不断地提高，其中船体建造精度控制技术是一项适应新的造船模式的一种关键性技术，一些造船发达国家在这方面已取得了显著的经济效益，积累了很多的经验，我国与发达国家技术水平的差距也日益缩小，现代化的精度造船正在全面的应用中，无余量的分段搭载合拢是精度造船的重要因素，控制好无余量的分段搭载合拢精度，造出具有高质量、高水准的船，将有利于企业的大力发展。

参考文献：

[1]杜佳悦，李聂.无余量分段搭载合拢的精度控制与船体成型精度的系[C].2010年中国造船工程学会优秀学术论文集，2011.

[2]任刚.船体分段三维测量及对位系统控制策略研究[D].大连理工大学，2013.

[3]周波，刘玉君，纪卓尚，等.船体板自重成型数学模型的研究[J].哈尔滨工程大学学报，2006，27（3）：323-328.

[4]陈明.75m平台供应船船体分段建造精度控制方法研究[D].集美大学，2015.

[5]潘敏.船体外板加工成型复杂曲面自动检测方法的研究[D].广东工业大学，2012.