廖建平

摘 要：船體修理改裝是保證船體安全使用的前提。要想提高船舶制造在市場(chǎng)上的綜合競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和船舶的建造質(zhì)量，就必須加強(qiáng)船舶改裝精度管理的力度，提高變形控制技術(shù)的水平，運(yùn)用科學(xué)的測(cè)量方法和先進(jìn)的工藝，為船舶改裝打下堅(jiān)實(shí)有力的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)船舶改裝業(yè)現(xiàn)代化快速發(fā)展的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：船舶改裝;變形;精度;控制

前言：船舶需要具備更佳的性能并確保改裝后的船體結(jié)構(gòu)具有良好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和精度要求才能滿足經(jīng)濟(jì)性的需求。因此，相應(yīng)的對(duì)船舶修理以及改裝提出了新的要求，利用現(xiàn)今的高科技技術(shù)，對(duì)原有的主船體結(jié)構(gòu)根據(jù)使用和強(qiáng)度要求進(jìn)行主船體結(jié)構(gòu)的改裝過(guò)程中進(jìn)行有效控制。在改裝時(shí)，主船體的變形對(duì)船體造成非常不利影響，甚至?xí)饑?yán)重的安全隱患。為此研究船舶改裝的變形控制有著積極意義。

1船體結(jié)構(gòu)變形分類及說(shuō)明

1.1由于大開(kāi)口工藝孔作業(yè)出現(xiàn)變形

在船舶改裝作業(yè)過(guò)程中，出現(xiàn)大開(kāi)口分為以下幾種情況：①作為工藝孔使用的大開(kāi)口;②結(jié)構(gòu)換新時(shí)的大開(kāi)口。

一般情況下，大開(kāi)口的位置主要集中在主甲板、內(nèi)底板、邊縱壁、橫艙壁等參與總縱強(qiáng)

度的主結(jié)構(gòu)上，如開(kāi)設(shè)于甲板的孔過(guò)大而容易造成船舶的中拱或中垂，而船體如在靜水浮態(tài)下則存在左右內(nèi)所變形。從船舶設(shè)計(jì)角度來(lái)講，在船舶實(shí)施改裝中應(yīng)留有20%的中縱強(qiáng)度裕度。

1.2由于總體強(qiáng)度受損出現(xiàn)變形

如船體縱向構(gòu)件被破壞后，使得其總體強(qiáng)度弱化而致使整體結(jié)構(gòu)發(fā)生形變。從船體維修角度來(lái)講，對(duì)強(qiáng)受力構(gòu)件的破壞包括局部切割與完全切割，如在增加中間甲板時(shí)，對(duì)橫艙壁的局部切割則會(huì)引起甲板下沉。對(duì)于該種問(wèn)題，要通過(guò)局部加強(qiáng)、分期及加強(qiáng)監(jiān)控等措施進(jìn)行有效控制。

1.3由于連續(xù)開(kāi)孔引起的變形

連續(xù)開(kāi)孔是船體改裝與維修中常見(jiàn)工藝，尤其對(duì)于船舶雙層底、邊艙及甲板等位置，這種連續(xù)的、系列化的開(kāi)孔會(huì)引起船體強(qiáng)度連續(xù)性的變化，會(huì)對(duì)船體受力結(jié)構(gòu)的造成大面積破壞，從而引起船體的大面積變形;而這種變形在實(shí)際維修與改裝中很難控制與避免，如不加以控制，過(guò)大變形會(huì)造成船體結(jié)構(gòu)主尺寸度超差，引起質(zhì)量及后期檢測(cè)驗(yàn)收問(wèn)題，甚至引起嚴(yán)重的強(qiáng)度安全問(wèn)題。

2船舶改裝的變形控制措施

2.1改裝之前要根據(jù)改裝特點(diǎn)進(jìn)行合理分段劃分，繪制合理的生產(chǎn)設(shè)計(jì)圖紙

合理的分段劃分、改裝方案及優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)設(shè)計(jì)圖紙是確保整個(gè)修理改裝設(shè)計(jì)工作順利開(kāi)展、確保改裝質(zhì)量和精度符合要求的必要前提。設(shè)計(jì)人員要結(jié)合改裝工程的特點(diǎn)（結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能劃分特點(diǎn)）、船廠的生產(chǎn)設(shè)備性能和特點(diǎn)，綜合考慮船廠的生產(chǎn)流程特點(diǎn)等各種現(xiàn)實(shí)因素，編制合理的改裝方案，制定合理的分段劃分。根據(jù)改裝方案，進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)計(jì)出圖，編制合理的施工計(jì)劃和分段吊裝計(jì)劃和方案。

2.2制定有效的精控方案，準(zhǔn)備相關(guān)的測(cè)量?jī)x器

首先，企業(yè)要備有現(xiàn)代化的測(cè)量?jī)x器，變形控制和改裝過(guò)程中的精度控制提供可靠的保障。其次，在原船結(jié)構(gòu)測(cè)量、分段制作過(guò)程、分段搭載及改裝過(guò)程中的撓度測(cè)量要合理選用激光經(jīng)緯儀和全站儀，以便能用最經(jīng)濟(jì)、最快速的方法獲得所需的數(shù)據(jù)。在精控方案中，要明確測(cè)量的階段、頻率及測(cè)量點(diǎn)位;并制定相關(guān)表格，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行記錄、分析、反饋，供技術(shù)人員作為施工工藝、流程、壓載的調(diào)整依據(jù)，確保改裝過(guò)程精度可控，避免因變形累計(jì)過(guò)大而造成無(wú)法挽回的后果。

2.3制定科學(xué)合理的精度標(biāo)準(zhǔn)

船舶改裝中變形控制的管理，就是通過(guò)制定科學(xué)的精度標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，考慮外界因素的影響，形成一系列的后續(xù)保障。在規(guī)范船舶改裝精度標(biāo)準(zhǔn)時(shí)必須考慮當(dāng)前因素，如果船舶改裝中降低了某道工序的精度，那么下道工序的修整成本也會(huì)隨之增加。由此看來(lái)，只有選擇合理的精度等級(jí)，制定相應(yīng)的管理標(biāo)準(zhǔn)，才能最終確保改裝工程質(zhì)量。此外，因?yàn)榇爸圃炱髽I(yè)具有特殊性的特點(diǎn)，所以導(dǎo)致我國(guó)造船業(yè)在歷史因素的影響下，其變形控制中的精度管理成為了一個(gè)亟待解決的難題，并長(zhǎng)期阻礙著船舶建造質(zhì)量的提升和船舶制造業(yè)的進(jìn)步。為此，我國(guó)船舶制造業(yè)一定要從長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展角度出發(fā)，讓船舶改裝過(guò)程中的變形控制和精度管理有機(jī)結(jié)合，加強(qiáng)過(guò)程控制技術(shù)的研究，從而促進(jìn)船舶改裝工程獲得最高水平的成果，讓船舶工業(yè)迅速崛起。

2.4提高改裝人員的專業(yè)知識(shí)

要進(jìn)行高附加值的船舶改裝，對(duì)船廠的改裝人員的技術(shù)儲(chǔ)備具有著較高的要求。相關(guān)人員必須具備豐富的專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備，這是開(kāi)展船舶改裝工作的必要基礎(chǔ)條件。在我國(guó)傳統(tǒng)的船舶改裝過(guò)程中，僅僅是常規(guī)船舶的改裝，對(duì)于脫硫、壓載水、豪華游輪的改裝鮮有涉獵，使得我國(guó)的船舶改改裝工作在高新及高附加值方面進(jìn)程一直進(jìn)行緩慢。專業(yè)技術(shù)知識(shí)是確保船舶改裝質(zhì)量的基本要求，不容有疏忽，需要大力培養(yǎng)技術(shù)創(chuàng)新型人才，以高質(zhì)量來(lái)促使變形控制工作的有效開(kāi)展，推動(dòng)我國(guó)船舶業(yè)的進(jìn)步。

2.5加強(qiáng)局部變形控制

船體局部變形主要指因施工需要而對(duì)船體局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞而發(fā)生的變形，控制方案可以通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)以及臨時(shí)加強(qiáng)為主：

（1）生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段

首先根據(jù)詳細(xì)設(shè)計(jì)圖紙，根據(jù)改裝結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，進(jìn)行合理的分段劃分，同時(shí)要考慮新老結(jié)構(gòu)的對(duì)接問(wèn)題、老結(jié)構(gòu)拆除對(duì)局部和整體強(qiáng)度的影響問(wèn)題;必要時(shí)須隊(duì)原船進(jìn)行測(cè)量、復(fù)核，以確保圖紙的準(zhǔn)確性，減少現(xiàn)場(chǎng)修割造成影響;

其次，制定合理的施工方案，確定最佳的施工順序，將因?qū)辖Y(jié)構(gòu)的破壞而導(dǎo)致的強(qiáng)度減弱及變形的影響降到最低，必要時(shí)需要通過(guò)調(diào)整施工順序、進(jìn)行局部加強(qiáng)、調(diào)載等手段來(lái)進(jìn)行確保;

（2）合理選擇工藝孔的位置和尺寸。做好工藝孔開(kāi)設(shè)位置的選擇，在實(shí)際維修中應(yīng)合理設(shè)計(jì)工藝孔的尺寸并選擇正確的位置，如盡量不開(kāi)或少開(kāi)，減少對(duì)整體強(qiáng)度的影響。而開(kāi)孔區(qū)域應(yīng)盡量避開(kāi)強(qiáng)力構(gòu)件位置。同時(shí)，開(kāi)孔作業(yè)應(yīng)提高精度，開(kāi)孔四角要有圓弧過(guò)渡以避免應(yīng)力集中。另外，對(duì)大開(kāi)孔的工藝，宜結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用分期開(kāi)孔的形式，將對(duì)強(qiáng)度的影響減少到最小，從而減少變形。避免在橫艙壁開(kāi)設(shè)工藝孔，且開(kāi)孔尺寸不得超過(guò)三分之一橫艙寬度，以減少總體強(qiáng)度的損失。

（3）對(duì)開(kāi)孔位置進(jìn)行臨時(shí)加強(qiáng)，在變形控制中，在工藝孔周圍的安裝臨時(shí)加強(qiáng)，對(duì)切斷構(gòu)件及原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)。加強(qiáng)材料的設(shè)置原則應(yīng)遵循保證原有結(jié)構(gòu)連續(xù)使力得以有效傳遞，以保證其它部位發(fā)生結(jié)構(gòu)變形。一般情況下，對(duì)工藝孔周圍區(qū)域的加強(qiáng)可采用扁鋼及型鋼加強(qiáng)材料，對(duì)控制工藝孔變形起到一定作用。而對(duì)在被切斷構(gòu)件的加強(qiáng)，可采用焊裝與原構(gòu)件一致的材料，并應(yīng)經(jīng)過(guò)初步強(qiáng)度計(jì)算，以避免造成變形。

（4）連續(xù)強(qiáng)受力構(gòu)件改裝過(guò)程的臨時(shí)代替控制。如一些船體改裝中，縱艙壁、艙口連接甲板等常需要被臨時(shí)性斷開(kāi)，在該工藝流程操作中，由于上述區(qū)域受力較大，容易產(chǎn)生應(yīng)力較為集中現(xiàn)象。故開(kāi)口前應(yīng)做好臨時(shí)加強(qiáng)替代結(jié)構(gòu)的選擇。對(duì)臨時(shí)加強(qiáng)構(gòu)件設(shè)置位置的選擇，應(yīng)以不遠(yuǎn)離原結(jié)構(gòu)及影響新構(gòu)件安裝作業(yè)為前提，如打開(kāi)艙壁，則應(yīng)在艙壁同向設(shè)置臨時(shí)性扶強(qiáng)構(gòu)件，且需注意空間尺度限制，不得影響作業(yè)空間及影響加強(qiáng)效果。

2.6保證改裝施工質(zhì)量和精度要求

在進(jìn)行船舶改裝的過(guò)程中，必須嚴(yán)格按照相關(guān)部門、船級(jí)社的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)改裝的各個(gè)過(guò)程嚴(yán)格把關(guān)，保證質(zhì)量的可靠性、變形在可控范圍內(nèi)。主管部門嚴(yán)控把控，開(kāi)工前進(jìn)行有針對(duì)性的交底，確保所有參與工程人員均了解相關(guān)要求，在日常工作中適時(shí)對(duì)他們的工作給予肯定，提升工作人員的工作積極性，保證工作效率。同時(shí)，監(jiān)管好每一個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量問(wèn)題，重大動(dòng)作前后均應(yīng)進(jìn)行相關(guān)測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。在改裝工作完成后要進(jìn)行總結(jié)與分析，對(duì)整個(gè)工作過(guò)程以及工作的效果進(jìn)行真實(shí)的反思與評(píng)價(jià)，為下一步工作的開(kāi)展提供了良好的基礎(chǔ)。

結(jié)語(yǔ)：船舶修理改裝是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的過(guò)程，需要多方面的綜合考慮影響因素。同時(shí)為適應(yīng)新時(shí)代的發(fā)展需求，相關(guān)的改裝工作人員也需要不斷加強(qiáng)學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，切實(shí)提高自己的改裝技術(shù)水平，真正改裝出功能完善的船舶設(shè)備，為我國(guó)的工業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王春娜. 船舶修理中工藝孔開(kāi)設(shè)質(zhì)量管理與改進(jìn)[D].天津大學(xué)，2017.