甄群力，王 江 ，韓洪松

(青島北海船舶重工有限責(zé)任公司 修船分廠，山東 青島 266520)

球鼻艏換新工程的質(zhì)量控制工作

甄群力，王 江 ，韓洪松

(青島北海船舶重工有限責(zé)任公司 修船分廠，山東 青島 266520)

對(duì)于集裝箱船和滾裝船的球鼻艏換新工程，新球鼻艏的線型是否能夠滿足型線圖的要求、球鼻艏外板及其與船體艏部外板的過(guò)渡是否光順，是考核該項(xiàng)工程建造質(zhì)量的重要因素之一，而對(duì)球鼻艏線型的控制又是該項(xiàng)工程的一個(gè)難點(diǎn)。文章分析了新球鼻艏分段建造中產(chǎn)生線型不光順的各種因素，并根據(jù)新分段建造中各階段的具體情況提出了適當(dāng)?shù)目刂品椒ā?/p>

球鼻艏；線型控制；焊接；熱應(yīng)力

近年來(lái)，多家航運(yùn)公司為了適應(yīng)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，與青島北海船舶重工有限責(zé)任公司簽訂了幾十艘船舶球鼻艏的換新改造工程項(xiàng)目。在滿足船舶總體性能的前提下，船東將現(xiàn)有船舶的肥胖型球鼻艏換新成較瘦窄的球鼻艏，用以減小船舶航行阻力，達(dá)到降低主機(jī)燃油消耗的目的。根據(jù)船東的這一換新要求，可以明確的是，船東對(duì)換新后的新球鼻艏外板線型的光順度有很高的要求。因此，在新球鼻艏建造過(guò)程中，必須對(duì)新球鼻艏的線型、合龍時(shí)的外板對(duì)正以及新舊外板線型的光順進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制。

1 造成新分段線型不光順的因素

新球鼻艏分段由于其線型的特殊性，外板需要進(jìn)行三曲度折彎處理，尤其是對(duì)于球頭部位，外板有較大的三曲度彎曲，并且外板周邊不留切割余量，所以對(duì)外板折彎加工的精度要求非常高。新球鼻艏分段通常分為多個(gè)小分段分別建造，然后將各個(gè)小分段進(jìn)行組立合龍，若精度控制不好，會(huì)由此造成整個(gè)分段的累計(jì)建造誤差過(guò)大。再加上大量的焊接和火工產(chǎn)生的熱應(yīng)力，很容易造成新球鼻艏分段外板線型的誤差和不光順。

2 分段建造的線型控制

2.1分段組立階段

首先，外板在進(jìn)行三曲度壓彎時(shí)，應(yīng)確保壓彎加工精度，避免線型不滿足要求的板材進(jìn)入到拼板和組立環(huán)節(jié)。精度不夠但偏差較小的外板，可以經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)乃鸺庸みM(jìn)行校正，水火加工時(shí)應(yīng)注意控制火焰的溫度，比如“馬士基球鼻艏換新”項(xiàng)目所用到的外板材質(zhì)為AH36、厚度為20 mm的高強(qiáng)板，火焰溫度要求不能超過(guò)900 ℃。對(duì)于精度偏差較大的外板，必須進(jìn)行二次壓彎處理。

其次，在小分段組立裝配過(guò)程中，應(yīng)在基準(zhǔn)平臺(tái)上畫出準(zhǔn)確的裝配線和檢驗(yàn)線，使得內(nèi)部框架和構(gòu)件得到精準(zhǔn)的定位和裝配，同時(shí)還要對(duì)外板進(jìn)行二次放線，以保證肋骨間距及內(nèi)部平臺(tái)的間距。在裝配過(guò)程中，應(yīng)盡量減少不必要的火工，避免曲度外板因熱應(yīng)力產(chǎn)生過(guò)多的變形。在組立裝配過(guò)程中還應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙和工藝文件的要求，控制焊接坡口的間隙和角度，坡口間隙應(yīng)控制在6～8 mm，坡口角度控制在40°～ 45°為最佳。但是，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)施工不可避免的需要手工研裝時(shí)，坡口對(duì)接間隙應(yīng)控制在12 mm以內(nèi)。如果間隙過(guò)小，焊接質(zhì)量難以保證，過(guò)大又會(huì)增加焊接量，進(jìn)而會(huì)加大焊接熱應(yīng)力，容易引起外板變形。在施焊過(guò)程中應(yīng)保證足夠的焊角高度，以避免焊接強(qiáng)度不夠，同時(shí)還應(yīng)保證焊角高度不應(yīng)過(guò)大，避免增加焊接成本和焊接熱應(yīng)力，依照焊接工藝，對(duì)接縫焊后余高應(yīng)在3 mm以內(nèi)，最大不超過(guò)5 mm，角接焊縫焊喉控制在5～8 mm最佳。施焊完成后，應(yīng)及時(shí)對(duì)板材進(jìn)行背火，以釋放焊接產(chǎn)生的應(yīng)力。背火時(shí)應(yīng)按照合適的火調(diào)工藝，溫度不應(yīng)過(guò)高以免影響板材的性能。

最后，在小分段組立完成后，要對(duì)分段的焊接質(zhì)量及外觀進(jìn)行檢驗(yàn)，以保證小分段的焊接質(zhì)量和線型的光順，線型不光順的部位要及時(shí)進(jìn)行水火矯正，需要進(jìn)行水火矯正的部位較多或面積較大時(shí)，應(yīng)對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)加強(qiáng)，以防止應(yīng)力轉(zhuǎn)移，造成內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變形。除此之外，還應(yīng)對(duì)分段合龍口進(jìn)行精度測(cè)量，并出具精度測(cè)量表，以保證下一步分段總組時(shí)合龍口的精度與線型。

2.2分段總組階段

在分段總組時(shí)，應(yīng)先將靠近基線的分段在胎架上放正、放平，作為基準(zhǔn)分段，其余分段與基準(zhǔn)分段合龍時(shí)，要保證各分段的中縱剖面與基準(zhǔn)分段的中縱剖面在一個(gè)垂直平面上，并應(yīng)保證各分段框架及構(gòu)件能精準(zhǔn)對(duì)位，同時(shí)應(yīng)保證合適的平臺(tái)間距和肋骨間距?？傮w定位完成后應(yīng)加以固定，對(duì)外板的對(duì)接合龍縫進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以保證各合龍縫的正確對(duì)位，并留出適當(dāng)?shù)拈g隙和坡口。遇到外板對(duì)接有較大錯(cuò)位時(shí)，應(yīng)適當(dāng)割開(kāi)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，內(nèi)部結(jié)構(gòu)件割開(kāi)的長(zhǎng)度，必須保證外板能夠平滑的過(guò)渡和光順對(duì)接。環(huán)形合龍縫為立焊縫，焊接順序應(yīng)為自下向上焊接，這樣焊接應(yīng)力容易向上轉(zhuǎn)移，加上環(huán)縫頂部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對(duì)較少，所以環(huán)形合龍縫頂部是比較容易產(chǎn)生變形的位置。因此，在裝配時(shí)應(yīng)盡量使用長(zhǎng)碼板固定，起到臨時(shí)加強(qiáng)的作用。焊接時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照焊接工藝進(jìn)行施焊，以減少焊接產(chǎn)生的熱應(yīng)力，并在施焊完成后，及時(shí)背火以消除熱應(yīng)力。分段總組完成后，應(yīng)測(cè)量環(huán)形合龍口的數(shù)據(jù)，并與原船的對(duì)應(yīng)數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，必要時(shí)進(jìn)行調(diào)整，以保證新球鼻艏與原船對(duì)接的精度和線型光順。

2.3塢內(nèi)大合龍階段

船舶進(jìn)塢落礅后，應(yīng)在塢底面畫出船體中心線，用以檢驗(yàn)新球鼻艏分段合龍時(shí)的對(duì)中情況。新球鼻艏分段與原船合龍之前，應(yīng)準(zhǔn)確畫出舊球鼻艏的切割線和合龍檢驗(yàn)線，以保證新球鼻艏與原船內(nèi)部結(jié)構(gòu)能正確的對(duì)接。新球鼻艏合龍時(shí)，應(yīng)保證前后、左右和上下方向均能準(zhǔn)確定位。分段前后方向的定位，應(yīng)以合龍口位置新舊肋骨的肋距為基準(zhǔn)進(jìn)行定位。分段左右方向的定位，應(yīng)以艏柱板中心線及新舊中縱桁為基準(zhǔn)進(jìn)行定位，檢驗(yàn)新球鼻艏的中心線與原船中心線的重合度。分段上下方向的定位應(yīng)以原船平臺(tái)與新球鼻艏上層平臺(tái)的高度為基準(zhǔn)定位，并保證龍骨板合龍后的線型光順。另外，新球鼻艏與原船合龍時(shí)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的對(duì)接較多，加上新球鼻艏存在合理范圍內(nèi)的建造誤差，常常會(huì)遇到平臺(tái)和橫向框架結(jié)構(gòu)與原船平臺(tái)和框架結(jié)構(gòu)對(duì)接時(shí)存在錯(cuò)位。遇到錯(cuò)位時(shí)，應(yīng)根據(jù)錯(cuò)位大小將新舊平臺(tái)或框架結(jié)構(gòu)割開(kāi)，然后將平臺(tái)或框架進(jìn)行平順過(guò)渡和對(duì)接。遇到內(nèi)部結(jié)構(gòu)錯(cuò)位較大時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加扶強(qiáng)材補(bǔ)強(qiáng)或進(jìn)行結(jié)構(gòu)挖換。除了平臺(tái)或內(nèi)部框架以外，鼻梁位置也是較易產(chǎn)生錯(cuò)位及變形的部位，可將原船對(duì)應(yīng)處的外板割除一塊，進(jìn)行散裝，以完成新舊球鼻艏鼻梁板的合龍對(duì)接，也可以用加大焊角方法使線型平滑光順。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于球鼻艏的換新工程，一方面要在各個(gè)小分段建造過(guò)程中，注意減少甚至消除每個(gè)小分段建造過(guò)程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力及變形。另一方面，可以通過(guò)加強(qiáng)對(duì)球鼻艏分段建造的各個(gè)階段的精度控制，進(jìn)一步減小建造誤差，這樣才能保證新球鼻艏分段線型的流暢和光順。

For the bulbous bow modification of container or RO/RO vessels,a fairing shell of new bulbous bow block and a smooth transition between new bulbous and original shell plate are the most important factors to examine the quality of the project.However,it is very difficult to make the shell's fairing under control.In this article,any factors that make new block's fairing unfavorable are analyzed,and any suitable control methods are proposed depending on different stages.

bulbous bow;fairing control;welding;thermal stress

甄群力(1988-)，男，內(nèi)蒙古烏海人，助理工程師，大學(xué)本科，主要從事修船及改裝工程項(xiàng)目的質(zhì)量控制工作。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2015.03.004

2014-12-12