汪戰(zhàn)沖

摘 要：本文通過(guò)散貨船底部分段平面度精度控制研究，了解底部分段建造精度控制重點(diǎn)及難點(diǎn)。針對(duì)底部分段平面度控制設(shè)計(jì)出合理反變形值，完善及優(yōu)化工藝方案，通過(guò)不斷的改進(jìn)，散貨船底部分段平面度均達(dá)到要求，提高了船塢搭載工作效率，減少船塢搭載的修割量和開(kāi)刀率，并減少環(huán)境的污染。

關(guān)鍵詞：平面度；反變形；精度；底部

中圖分類號(hào)：U671.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： By expounding the key and difficulty of the accuracy control for the bottom section planeness during the construction of a bulk carrier， this paper designs a reasonable reverse deformation value for the bottom section planeness control， improves and optimizes the process scheme， achieves the planeness within standard range， which will meet the demand of shipbuilding precision， improve the working efficiency at erection stage， reduce the cutting， cutting rate of the dock erection and reduce the environmental pollution.

Key words： Planeness， Reverse deformation， Precision， Bottom

1 前言

散貨船底部分段處于船舶底層，是船舶龍骨所在位置，在船舶建造過(guò)程中至關(guān)重要。為了適應(yīng)船舶行業(yè)的發(fā)展，需要提高船舶建造精度，從工藝方案的策劃、現(xiàn)場(chǎng)工藝的落實(shí)、施工方法的準(zhǔn)確性等逐步落實(shí)。底部分段平面度受到焊接、板件來(lái)料、裝配精度等因素影響，所以為控制底部分段平面度制定工藝方案，使其建造精度滿足要求。

2 底部分段建造特點(diǎn)

（1）我司建造的散貨船一般均為30 000 DWT左右，底部分段是縱骨架式雙殼結(jié)構(gòu)，主要由外底板、內(nèi)底板、內(nèi)外底板上縱骨、肋板和縱桁等組成。單個(gè)底部分段左右分開(kāi)建造，以內(nèi)底板為基面在胎架面進(jìn)行反造，內(nèi)部結(jié)構(gòu)框架在小組車間單獨(dú)制作，再反扣到內(nèi)底板上；分段完工后單獨(dú)吊離，翻身后三個(gè)單邊底部分段進(jìn)行前后總組，涂裝后吊裝至塢內(nèi)進(jìn)行搭載定位。圖1為底部分段建造工藝流程圖。

（2）底部精度要求高，特別是內(nèi)底板水平精度控制尤為重要。在底部分段中間位置是管弄區(qū)域，左右合攏口位置剛好在該處。圖2為散貨船底部分段典型結(jié)構(gòu)圖，中間無(wú)結(jié)構(gòu)支撐，容易變形下凹。

3 底部分段平面度存在的問(wèn)題

（1）底部分段在胎架建造完工后，在管弄及邊縱桁位置呈現(xiàn)下凹趨勢(shì)，整個(gè)底部分段呈現(xiàn)中拱的趨勢(shì)，不滿足精度要求，需要進(jìn)行大量的開(kāi)刀及火調(diào)工作，影響生產(chǎn)進(jìn)度；

（2）對(duì)建造過(guò)程進(jìn)行分析研究：底部分段上胎階段，隨著底部分段上結(jié)構(gòu)安裝焊接，在管弄區(qū)域的內(nèi)底板呈現(xiàn)下凹趨勢(shì)，焊接后管弄區(qū)域水平度偏低達(dá)8～13 mm；邊縱桁處內(nèi)底板水平焊接后呈下凹趨勢(shì)，下沉量達(dá)5-13 mm，整體平面度不滿足要求：底部分段總組后，底部分段管弄區(qū)域進(jìn)一步下沉，底部分段總段搭載時(shí)，中間合攏口下凹嚴(yán)重，在邊縱絎處同樣下凹；橫艙壁分段搭載時(shí)，其下口在管弄區(qū)域呈現(xiàn)離空現(xiàn)象，需要進(jìn)行開(kāi)刀矯正，耗費(fèi)大量的時(shí)間及精力。

為了改變這些情況，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，確定在底部分段建造時(shí)設(shè)置反變形工藝，以減少管弄及邊縱絎處變形量。

4 改進(jìn)優(yōu)化方案

（1）編制后續(xù)船JNS150船底部分段反變形方案：針對(duì)39K系列船底部分段223/233、224/234、225/235、226/236、227/237、228/238、229/239、241/251、242/252分段，在L16至舷外區(qū)域胎架加放3‰B（7 mm）的反變形量，控制分段管弄區(qū)域和外板舭部區(qū)域的焊接變形；

（2）分段胎架設(shè)置時(shí)就按照上述反變形工藝要求制作，對(duì)胎架精度進(jìn)行自檢、互檢、精度部門(mén)進(jìn)行專檢，底部分段內(nèi)底板上胎后，進(jìn)行上胎板固定，測(cè)量?jī)?nèi)底板水平，要求水平控制在6 mm以內(nèi)，不滿足要求就返工處理；

（3）分段裝配完成后，焊前要進(jìn)行自檢、互檢；焊接過(guò)程中嚴(yán)格按照焊接工藝進(jìn)行施工，先焊立焊、再焊平角焊，做好焊接可視化管理，減少焊接變形；

（4）分段脫胎后，分段堆場(chǎng)堆放時(shí)增加鋼凳支撐點(diǎn)，在靠近中間合攏口強(qiáng)檔位置擺放兩個(gè)鋼凳（首尾口處），減少管弄的下沉量。

5 方案實(shí)施情況

（1）前期船分段胎架未實(shí)施反變形，后續(xù)船優(yōu)化方案實(shí)施了反變形，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)工藝要求落實(shí)。圖3為未加放反變形工藝圖，圖4為實(shí)施胎架加放反變形工藝圖。

（2）分段上胎板測(cè)量檢驗(yàn)平面度，查看管弄區(qū)域加放反變形數(shù)量，同時(shí)檢查胎架板與胎架的貼胎情況，原則上上胎板應(yīng)與胎架貼胎；驗(yàn)證胎架的制作是否滿總精度要求。胎架實(shí)施反變形工藝前、后測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)圖5、圖6。

（3）前期船底部分段脫胎管弄區(qū)域呈現(xiàn)上翹趨勢(shì)，主要是由于管弄區(qū)域T梁焊接因素導(dǎo)致板件上翹，現(xiàn)場(chǎng)焊接不規(guī)范，未按照焊接工藝要求順序焊接；后續(xù)船根據(jù)反變形工藝施工后脫胎階段，管弄區(qū)域水平數(shù)據(jù)良好，無(wú)下沉趨勢(shì)，因加放的反變形量反彈抵消了燒焊的變形量。加放反變形前后數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)圖7、圖8。

由圖7、圖8數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，后續(xù)船明顯比前期船數(shù)據(jù)良好，因此反變形工藝的實(shí)施起到了一定的效果，管弄區(qū)域下沉趨勢(shì)明顯減小。

（4）分段堆場(chǎng)階段，由于管弄區(qū)域外板與結(jié)構(gòu)焊接是在分段翻身后堆場(chǎng)階段施焊，外板焊接造成管弄區(qū)域下沉量變形因素較小，而分段長(zhǎng)期堆放因素也造成下沉影響，因此為了防止堆放及翻身后焊接因素影響管弄區(qū)域下沉量，后續(xù)船堆場(chǎng)分段堆放階段管弄位置增加鋼凳，以減少下沉量。增加鋼凳支撐后，管弄區(qū)域下沉量減少3～5 mm，如圖9所示。

6 數(shù)據(jù)分析

（1）根據(jù)分段脫胎階段數(shù)據(jù)對(duì)比分析，前期船JNS146系列船底部分段平面度數(shù)據(jù)較差，平面度呈現(xiàn)中拱趨勢(shì)，整體分段平面度誤差達(dá)10～20 mm，管弄區(qū)域下沉8～15 mm，嚴(yán)重影響了分段總組及搭載的精度，增加了施工的工作量。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)偏差較大處進(jìn)行開(kāi)刀處理；根據(jù)前期船出現(xiàn)的問(wèn)題，后續(xù)船JNS150系列船進(jìn)行了反變形工藝優(yōu)化，平面度精度有很大的提高。中拱趨勢(shì)明顯降低，管弄區(qū)域下沉量減少，JNS150系列船底部分段管弄區(qū)域下沉量在3～5 mm。JNS146系列船分段平面度在[-4， +6]區(qū)間比例在74%左右，JNS150系列船分段平面度在[-4， +6]區(qū)間比例在95%左右。

JNS146系列船搭載時(shí)，分段管弄區(qū)域管弄下沉量較大，中間合攏口位置需開(kāi)刀，加長(zhǎng)排矯平處理，造成內(nèi)部涂層的破壞和增加了大量的搭載工時(shí)；實(shí)施反變形后JNS150船搭載時(shí)，管弄區(qū)域合攏較好，拉粉線檢查中間合攏口幾乎成水平狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需開(kāi)刀，可直接裝碼板焊接。JNS150船底部分段搭載裝配時(shí)間相對(duì)JNS146系列船約減少了48小時(shí)。

（2）后續(xù)船JNS150船管弄區(qū)域水平良好，使槽壁分段總組時(shí)下口修割量減少；前期船JNS146船管弄區(qū)域偏低，為保證槽壁搭載層高和下口裝配間隙，每個(gè)槽壁下口需進(jìn)行局部修割；后續(xù)船JNS150船底部分段平面度改觀后，JNS150船相對(duì)JNS146船船塢搭載節(jié)省了約16小時(shí)。

（3）船塢管弄區(qū)域開(kāi)刀量的減少，減少了對(duì)環(huán)境的污染量，動(dòng)能的使用量減少。

（4）管弄區(qū)域開(kāi)刀量及修割的減少，保護(hù)了原有油漆涂層，減少了PSPC區(qū)域的破壞。

7 小結(jié)

此項(xiàng)目研究取得了較好的成效，船塢搭載的效率和搭載的精度得以提高，減少了許多不必要的開(kāi)刀和修割；后續(xù)船按照現(xiàn)在執(zhí)行的控制方案，對(duì)分段建造精度進(jìn)行控制、過(guò)程監(jiān)督檢查，在保證現(xiàn)在良好的狀態(tài)下，繼續(xù)穩(wěn)步提升，給后續(xù)船的搭載提供有利的條件，減少塢內(nèi)的搭載周期。

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