(南通中遠(yuǎn)重工有限公司，江蘇 南通 226300)

一般的背載式艙蓋系統(tǒng)包括2塊蓋板，2塊蓋板中有1塊帶有動力的滾輪蓋板。開艙口時(shí)，先利用安裝在艙口圍板上的4個液壓頂桿將不帶有動力的那塊蓋板頂?shù)阶銐虻母叨纫员阕寧в袆恿Φ纳w板滾到其下，下方的蓋板頂住被升高的蓋板，2塊蓋板便可一起移動。

62 000 DWT紙漿船艙蓋是TTS設(shè)計(jì)公司首次設(shè)計(jì)的大型背載+折疊式艙蓋，其中HC1/HC6為折疊式艙蓋，HC2-HC5為背載艙蓋，都是封箱體型艙蓋，其中HC2-HC5艙蓋外形尺寸長寬均超過27 m，高度1 m，單塊艙蓋重量約200 t。

由于背載艙蓋單蓋尺寸超大，重量超重，艙蓋制作方場地及吊機(jī)資源有限，其中HC2-HC5采用首尾分兩段單獨(dú)組裝反造制作然后總裝整體正造合攏的制作方法。全船艙蓋布置圖見圖1。

HC2-HC5側(cè)移背載式艙蓋工藝流程：生產(chǎn)設(shè)計(jì)→材料進(jìn)場及檢驗(yàn)→套料及下料→長短梁及端側(cè)板小裝配→頂板拼板及焊接→頂板劃線→頂板球扁鋼裝配及焊接→短梁裝配→長梁及端側(cè)板裝配→組裝焊接→翻身頂板焊接→火工校正→內(nèi)部箱體沖砂一度油漆→翻身封底板→底板火工→總裝前火工→總裝定位分段合攏→合攏處箱角加強(qiáng)封板裝焊校正→合攏處底板裝焊→拉緊器、鎖緊器等舾裝件的安裝校正→滾輪、翻轉(zhuǎn)式舉臂裝置的裝配→背載支撐的裝配→壓力試驗(yàn)→背載試驗(yàn)→噴砂、修補(bǔ)磨、油漆→橡皮等舾裝品安裝→成品堆放。

圖1 全船艙蓋布置示意

1 下料及裝配劃線收縮余量施放

艙蓋制作過程中的收縮是由于氣割、焊接及火工矯正過程中產(chǎn)生熱量引起的，收縮量大小取決于結(jié)構(gòu)類型、裝配間隙、材料厚度、焊接順序及火工量大小。收縮余量施放不準(zhǔn)會導(dǎo)致艙蓋大尺寸偏差及附件的拆移返修。收縮余量按補(bǔ)償余量基準(zhǔn)及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)在零件下料前就提供給技術(shù)套料，裝配劃線需考慮收縮增加余量。測量、評估收縮量并記錄結(jié)果非常重要，通過統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以使實(shí)際收縮值趨于接近實(shí)際收縮。本套艙蓋在船長方向零件下料0.25%，船寬方向0.23%，高度方向不放收縮余量。其中小組裝配劃線收縮比例0.1%，中組船長方向劃線收縮比例0.15%，船寬方向0.13%，總裝合攏在合攏縫加放5 mm收縮余量。

完工檢測數(shù)據(jù)見表1，實(shí)測結(jié)果全部合格。

表1 制作結(jié)果(公差)對比 mm

2 預(yù)拱施放

2.1 本套背載艙蓋蓋板設(shè)計(jì)要求

制造翻身后，校正頂板平面，頂板拱度要求0～10 mm，并使得頂板平面不積水,見圖2。

圖2 艙蓋撐平拱度要求

蓋板均勻地支承在至少16個支承塊上(每邊不少于4個)，此工況下側(cè)板和端板上的水平線的水平公差要求為±2 mm(見圖3)，在胎架上將蓋板支承在蓋板四角的支承塊上，此時(shí)蓋板的四條長邊應(yīng)下垂-10～-20 mm,滿足圖示要求。艙蓋本身自重下?lián)狭坑?jì)算為25 mm。

圖3 艙蓋四角支撐拱度要求

2.2 封底板預(yù)拱

根據(jù)設(shè)計(jì)要求的拱度值，大型背載封箱體艙蓋分段制作的關(guān)鍵在于封底板工序。底板由80多塊小底板封在大小梁面板上，封底板對接縫采用埋弧焊。為了抵消埋弧焊朝頂板方向收縮的影響，需要提前給出封底板的反變形預(yù)拱以抵消焊接收縮引起的拱度變形，封板前艙蓋四角調(diào)好水平并封胎固定，在各小梁硬檔處墊好相應(yīng)厚度的鋼板支撐，以放好拱度。拱度值為長邊朝底板拱40～45 mm,中間為20～25 mm，封底板預(yù)拱工藝說明示意于圖4。

圖4 封底板預(yù)拱工藝說明

2.3 合攏預(yù)拱施放

合攏流程。正造先定位首段→測量尺寸、修割余量→定位尾段→將2個分段合攏→合攏縫裝配焊接。

合攏預(yù)拱。合攏后用卡馬(每0.5 m一段)將頂板對接縫固定住，將合攏縫兩端用油泵支撐頂高，拱度頂至預(yù)拱值：5～10 mm；合攏縫中間比兩端多拱5～8 mm。

合攏預(yù)拱的施放是為了抵消合攏自重的影響。合攏結(jié)束后撤掉油泵支撐在四角支撐狀態(tài)測量拱度為-15 mm，見表1。拱度值符合設(shè)計(jì)要求(圖2、3)。

3 背載支撐的安裝

高頂升蓋板兩側(cè)共8個堆放腿，在重力作用下，背載狀態(tài)時(shí)是與滾行蓋板接觸的；靠近艙蓋中心設(shè)置兩個堆放腿，主要作用是防止?jié)L行蓋板上拱變形時(shí)，艙蓋上的扭鎖頂上高頂升蓋板的底板，保護(hù)高頂升蓋板的底板，不需要支撐高頂升蓋板的自重。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)這2個堆放腿與滾行蓋板之間預(yù)留10 mm間隙，如中間的堆放腿間隙無法測量，可以不需要給出間隙數(shù)值，不接觸即可。背載試驗(yàn)時(shí)，可以觀測確定支撐間隙。側(cè)部的8個堆放腿需要處于接觸狀態(tài)，靠近艙蓋重心的2個堆放腿要有間隙。

實(shí)際在總裝制作時(shí)相同位置的背載支撐是分別在上下兩蓋上。上蓋的支撐腿安裝在上蓋底板上，下蓋的支撐墊板安裝在頂板上。由于兩蓋相同位置的拱度值不一定完全一致，高頂升艙蓋上的支撐腿圓管座的高度方向定位是根據(jù)下蓋滾輪蓋板的支撐墊板的水平標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整安裝制作，另外2個方向的尺寸按艙蓋的CL及ML確定，這樣三向定位就可以保證背載試驗(yàn)時(shí)計(jì)測數(shù)據(jù)在公差范圍。

4 背載試驗(yàn)

在艙蓋制作廠家做背載試驗(yàn)只是檢測上下蓋接觸的支撐腿和支撐塊的間隙和尺寸，因?yàn)榕撋w制作廠家吊機(jī)重量的限制無法起吊200 t重量的單只艙蓋，艙蓋制作廠采用500 t平板車多次頂升的方案進(jìn)行背載試驗(yàn)。船廠使用時(shí)是液壓油缸頂升上蓋配合下蓋，在艙蓋廠家因?yàn)闂l件限制，采用下蓋配合上蓋達(dá)到背載試驗(yàn)的目的和要求。

具體流程：P4/P2 (高頂升蓋板) 采用500 t平板車移出艙蓋車間→試驗(yàn)堆場500 t平板車和支撐配合多次頂升至要求標(biāo)高→利用平板車把P5/P3滾行蓋板(P5/P3)移動到P4/P2蓋板下方→根據(jù)中心線微調(diào)P5/P3蓋板→下蓋滾輪墊塊位置加一拖四油泵支撐→一拖四500 t油泵頂升滾行蓋板至支撐墊塊和支撐腿接觸→現(xiàn)配安裝導(dǎo)向板→測量數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)測量兩側(cè)8個支撐腿和支撐塊都是接觸，中間觀測不接觸符合設(shè)計(jì)要求。靜態(tài)背載試驗(yàn)工藝說明見圖5。

圖5 背載支撐數(shù)據(jù)測量

5 結(jié)論

背載方案成功解決了艙蓋制作廠家因?yàn)樵O(shè)備資源和場地資源的限制而無法整體制造的難題，為后續(xù)制作此類艙蓋提供了制作經(jīng)驗(yàn)，可為其他廠家提供參考。