吳 紅，包冬進(jìn)，馬蔣永，吳國(guó)妹

(1.江蘇新世紀(jì)造船有限公司，江蘇 靖江 214500；2.江蘇新?lián)P子造船有限公司，江蘇 靖江 214500；3. 中海工業(yè)(江蘇)有限公司，江蘇 江都 225200)

船舶關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處通用模板的應(yīng)用

吳 紅1，包冬進(jìn)1，馬蔣永2，吳國(guó)妹3

(1.江蘇新世紀(jì)造船有限公司，江蘇 靖江 214500；2.江蘇新?lián)P子造船有限公司，江蘇 靖江 214500；3. 中海工業(yè)(江蘇)有限公司，江蘇 江都 225200)

為了確保船舶關(guān)鍵的區(qū)域處中心線對(duì)正，研制了在船舶建造時(shí)使用一種叫做“模板”的定位和檢測(cè)工具。以74 500 DWT化學(xué)品船為例，探討一種通用型模板，使某個(gè)節(jié)點(diǎn)在多種板厚情況下，僅用一塊模板就可進(jìn)行焊前定位與焊后檢測(cè)，達(dá)到方便攜帶且節(jié)省成本的效果。

船舶節(jié)點(diǎn)；板厚；模板

0 引言

船舶在航運(yùn)時(shí)局部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的應(yīng)力，這些關(guān)鍵區(qū)域產(chǎn)生的應(yīng)力必須得到有效的傳遞和釋放，因此在船體建造過(guò)程中盡量保持結(jié)構(gòu)對(duì)正。國(guó)內(nèi)某船廠新建的一艘散貨船曾發(fā)生一事故，壓載艙強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)內(nèi)底板存在細(xì)小裂縫。經(jīng)過(guò)測(cè)量和分析發(fā)現(xiàn)：由于內(nèi)底板上下結(jié)構(gòu)錯(cuò)位產(chǎn)生剪力，使得焊縫缺陷延伸到內(nèi)底板上使其裂開(kāi)。由此可見(jiàn)，應(yīng)力高的關(guān)鍵區(qū)域的結(jié)構(gòu)焊接必須得到嚴(yán)格監(jiān)控，這些關(guān)鍵點(diǎn)位置稱為CM節(jié)點(diǎn)(CONSTRUCTION MONITORING的縮寫)。目前，有些船級(jí)社在監(jiān)造時(shí)已將這些關(guān)鍵區(qū)域節(jié)點(diǎn)作為必檢的重要項(xiàng)目逐個(gè)檢查，以確保結(jié)構(gòu)的合理對(duì)正。

1 基本要求

為確保CM節(jié)點(diǎn)區(qū)域的結(jié)構(gòu)對(duì)正偏差在規(guī)范值以內(nèi),傳統(tǒng)的焊前和焊后檢測(cè)方法為檢驗(yàn)線劃線方法，檢驗(yàn)劃線見(jiàn)圖1。例如在平板上駁移114.3 mm打檢驗(yàn)點(diǎn)，斜板安裝時(shí)檢查斜板下口到檢驗(yàn)線的距離是否為100 mm，以此判斷裝配是否到位。這種檢測(cè)方法會(huì)存在累計(jì)誤差，且焊后由于下口焊肉堆積，需另借用角度樣板檢查裝配精度。通常這些CM節(jié)點(diǎn)處板厚變化多，尤其是散貨船，按1:1比例制作的角度樣板多達(dá)十余個(gè)，不但浪費(fèi)時(shí)間和成本，而且攜帶不便。因此，有必要對(duì)CM節(jié)點(diǎn)模板進(jìn)行研究。

本文以入級(jí)LR(英國(guó)勞氏)船級(jí)社74 500 DWT化學(xué)品船為研究對(duì)象，對(duì)存在較多板厚CM節(jié)點(diǎn)只做一個(gè)模板，就能達(dá)到既可以焊前檢查又能焊后檢查的目的。

圖1 使用檢驗(yàn)線焊前檢驗(yàn)裝配精度(單位：mm)

LR船級(jí)社對(duì)CM節(jié)點(diǎn)的規(guī)范要求，如圖2所示。結(jié)構(gòu)對(duì)正方式有2種：理論線對(duì)正與中心線對(duì)正，前者要求理論線的最大錯(cuò)位量M為最小板厚t的1/3；后者要求中心線最大錯(cuò)位量M為最小板厚t的1/3與5 mm，取2個(gè)數(shù)值中的較小者。具體操作中采用何種對(duì)正方式，主要依據(jù)這些關(guān)鍵區(qū)域所處船舶的位置和考慮施工便利，最終的對(duì)正要求也需得到船級(jí)社的確認(rèn)。該船在詳細(xì)設(shè)計(jì)時(shí)送審了CM圖，各CM模板的制作需參考此船級(jí)社認(rèn)可的圖紙。

2 模板制作

圖3為74 500 DWT化學(xué)品船部分CM節(jié)點(diǎn)位置。現(xiàn)以CM1為例說(shuō)明模板制作方式。該船CM1節(jié)點(diǎn)采用中心線對(duì)正的方式，見(jiàn)圖4。本例中根據(jù)工廠的裝配順序，邊縱桁、內(nèi)底板進(jìn)行裝配焊接完成后，再裝配斜板，故圖4中模板是采用平行于肋位方向，貼靠邊縱桁和內(nèi)底板來(lái)檢測(cè)斜板的安裝精度。

圖2 船級(jí)社對(duì)CM節(jié)點(diǎn)板厚對(duì)正的要求

圖3 74 500 DWT化學(xué)品船部分CM節(jié)點(diǎn)位置示意

第1步：從邊縱桁理論線向舷側(cè)任意長(zhǎng)度L取2點(diǎn)，為圖中標(biāo)記點(diǎn)3和標(biāo)記點(diǎn)4。兩點(diǎn)確定一條直線，相交內(nèi)底板于A點(diǎn)。

第2步：從A點(diǎn)向斜板做垂線，交與B點(diǎn)，垂線AB長(zhǎng)度設(shè)定為Y。

圖4 適用CM1節(jié)點(diǎn)的通用模板

第3步：斜板與內(nèi)底板夾角為θ，依據(jù)三角函數(shù)可計(jì)算出這時(shí)Y值所對(duì)應(yīng)的公式：

Y=(L+0.5t1)sinθ+0.5t3cosθ-0.5t2

第4步：為測(cè)量方便，Y值減去一個(gè)定值X得到較小的變量b值，X為A點(diǎn)到模板檢測(cè)邊的垂直距離。為定位X值，從A點(diǎn)作斜板平行線，在平行線上任取兩標(biāo)記點(diǎn)1和2。

第5步：根據(jù)此CM節(jié)點(diǎn)在不同肋位處t1、t2、t3值，就可分別計(jì)算出這些肋位對(duì)應(yīng)的Y值，見(jiàn)表1。

表1 部分CM1節(jié)點(diǎn)的計(jì)算表格

第6步：為確保使用過(guò)程中通用模板的精確度，在模板制作時(shí)繪制標(biāo)記點(diǎn)1～4，并如圖4中連成直線。每次使用前，只需檢查這2條直線距離模板邊的L值、X值是否為表1中給定的定值，即可確定此模板的準(zhǔn)確性。

通用模板高度在200 mm左右，使用薄板下料即可。焊前和焊后檢查時(shí)，拿通用模板及這份檢查表格，就可進(jìn)行節(jié)點(diǎn)對(duì)正的快速檢測(cè)。表格可以貼在模板上。上述涉及到的公式，可以運(yùn)用Excel快速計(jì)算出結(jié)果來(lái)。

根據(jù)上面的方法，對(duì)于該船CM5節(jié)點(diǎn)與CM6節(jié)點(diǎn)也可快速繪制出這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)位置的通用模板，見(jiàn)圖5，然后再通過(guò)套料軟件將模板轉(zhuǎn)換成切割機(jī)代碼，下料之后即可使用。

3 結(jié)語(yǔ)

本文研制的通用模板已在74 500 DWT化學(xué)品船、82 000 DWT散貨船、176 000 DWT散貨船等中得到應(yīng)用。經(jīng)實(shí)際證明，此模板的運(yùn)用使工人在焊前對(duì)關(guān)鍵區(qū)域結(jié)構(gòu)對(duì)正得到有效控制，同時(shí)又便于船檢人員在焊后可使用模板進(jìn)行檢查。通用模板化繁為簡(jiǎn)，不僅使模板得到了重復(fù)利用，也有效提高了船體的建造精度和產(chǎn)品質(zhì)量。

圖5 CM5、CM6節(jié)點(diǎn)的通用模板

2013-05-09

吳紅(1979-)，男，工程師，主要從事船體設(shè)計(jì)工作；包冬進(jìn)(1986-)，男，助理工程師，主要從事船體設(shè)計(jì)工作；馬蔣永(1988-)，男，助理工程師，主要從事船體設(shè)計(jì)工作；吳國(guó)妹(1981-)，女，助理工程師，工程碩士研究生，主要從事船體設(shè)計(jì)工作。

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