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        2 800客郵輪型客滾船薄板分段工藝與應用

        2020-05-05 02:55:28董帝堯
        江蘇船舶 2020年1期
        關(guān)鍵詞:拼板吊運胎架

        董帝堯

        (廈門船舶重工股份有限公司,福建 廈門361026)

        0 引言

        2 800客郵輪型客滾船(以下簡稱“2 800 RO PAX”)是迄今為止客滾船里“體型”最大、裝修最豪華、高度節(jié)能環(huán)保的新一代郵輪型客滾船,是運輸、旅游、休閑、購物完美的結(jié)合體,其舒適度等級是目前客船要求的最高等級COM-F(V1),達到豪華郵輪內(nèi)裝的舒適度標準。

        2 800 RO PAX居住艙室船體結(jié)構(gòu)大量應用板厚為5~7 mm的板材。該板厚的分段剛性差,裝焊、吊運、堆放、火工等工序控制變形難度大;預制房間單元進艙,對分段精度要求極高,后續(xù)物量大、工序繁雜的總組、搭載作業(yè)也將影響船舶建造精度,留給分段的公差裕度極小。因此,需要有相應的制作工藝來保證分段的平面度和尺寸精度,形成和固化施工習慣和工藝紀律,促進產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定并符合公差要求,從而降低船舶建造成本。

        本文對2 800客郵輪型客滾船薄板分段建造工藝進行研究,從而達到提高船舶建造質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本的目的。

        1 設(shè)計要求

        (1)分段劃分長度、寬度尺寸不宜過大,均須不大于12 m。

        (2)板材訂貨長度與分段長度相宜(不大于12 m),寬度(不大于3 m)。球扁鋼等型材的訂貨長度也參照執(zhí)行。

        (3)排板縫盡量避免出現(xiàn)“T”拼接縫,嵌入的厚板也應盡量減少。

        (4)分段補償值依據(jù)詳細設(shè)計圖、焊接規(guī)格書,按照分段越長(寬)補償量加放越大、板越薄補償量越大、結(jié)構(gòu)越密補償量越大、焊腳越大補償量越大原則進行設(shè)定。

        (5)根據(jù)分段結(jié)構(gòu)特性,確定分段控制的基準點,把基準線相應繪制在生產(chǎn)設(shè)計圖上。

        (6)搭橋工藝如下:分段自由邊甲板、圍壁的開孔下料階段位置線應噴出,圓弧角也需相應割出;直線部分保留,待分段完工翻身總組時再進行割除;駕駛室、居住艙室圍壁的大量門窗開孔,下料階段位置線相應噴出,原則只開四周圓弧角;施工通道位置的門窗開孔也需至少保留300 mm的搭橋,待分段翻身總組后割除。以上要求都需在生產(chǎn)設(shè)計圖紙上詳細標注開孔劃線及切割階段。

        (7)管子、風管、電纜支架、裝修板支架等鐵舾件不能直接焊在甲板及圍壁上,應盡可能焊在型材結(jié)構(gòu)上,特殊情況需加墊板處理。

        (8)從設(shè)計源頭控制焊腳尺寸,在滿足強度計算和規(guī)范要求前提下取最小值。

        (9)管子、風管、電纜貫通件選型要小。壁厚和焊角在符合要求的前提下取最小值。

        (10)設(shè)計時避免間斷焊。

        2 材料訂貨及轉(zhuǎn)運

        (1)鋼板生產(chǎn)廠商應將多張板疊在一起打包運輸供貨。

        (2)變形的鋼板和型材,特別是因直接用鋼絲繩或夾鉤裝卸鋼板引起的“豬嘴” 變形,以及麻點鋼板不能直接進行下料切割。

        (3)單件板的吊運采用電磁吊,多件板采用桁架式托盤吊運。

        (4)成品或半成品的壁板吊運時,應采用專用吊夾且不得在壁板上焊接吊碼。

        (5)所有壁板和甲板片體制作完成后,應放置在專用平板托架上運輸。

        3 工藝流程

        3.1 板材檢查

        薄板分段的板材下料前,需對板材的原材料進行篩選。下列情況的板材屬于不合格板材,不能用于下料。

        (1)表面有麻點、夾層等缺陷,且缺陷范圍超出規(guī)范要求。

        (2)板材的平面度應不小于15 mm,型材直線度應大于10 mm。

        (3)外觀有壓痕、劃傷、油漬等。

        3.2 預處理和校平

        (1)檢查合格后的鋼材要進行預處理。鋼板拋丸除銹至Sa2.5,型鋼需經(jīng)過拋丸除銹至Sa2。

        (2)在車間將板材底漆噴涂均勻,膜厚應符合油漆產(chǎn)品說明書的要求。

        (3)鋼板預處理后進行校平,務必保證橫向拱度不大于±1 mm。

        3.3 下料加工

        (1)鋼材上切割平臺前應檢查是否有變形現(xiàn)象。平整度不符合要求的鋼板要上矯平機矯平后才允許下料。

        (2)5~7 mm的鋼板采用激光切割下料后,對拼接縫刨邊處理。

        (3)切割機每天開機要進行自檢,檢查精度是否有異常。切割平臺每天班后要進行清理,對有缺損、變形和松動的胎板及時修正或更換,保證切割平臺的平整。

        (4)手工切割時,采用便攜式等離子切割。

        (5)變形型材經(jīng)冷加工矯直后方可下料切割。

        3.4 拼板

        (1)拼板焊接采用埋弧自動焊。

        (2)在拼板板縫兩端加裝引、熄弧板,規(guī)格為100 mm×100 mm,板厚與拼板板厚相同。

        (3)將焊縫兩側(cè)約30 mm范圍的銹、油污、氧化皮等清除干凈。

        (4)確認焊材和焊接工藝參數(shù)選用正確。具體參數(shù)見表1。

        表1 埋弧焊接參數(shù)表

        (5)埋弧焊需雙面焊接。大的拼板件需用翻轉(zhuǎn)架進行翻身,小的拼板件用吊排進行翻身。

        (6)加厚嵌入板的4個圓弧角放最后焊接。

        (7)焊后應用圓柱形壓鐵進行板縫處的滾壓,或用木錘對焊縫進行錘擊,以釋放拼板焊縫的焊接應力。

        3.5 片體制作

        (1)片體制作需在桁架平臺上進行。

        (2)上層建筑、公共區(qū)圍壁以及其他大量門窗開孔的居住及生活處所,其門窗開孔只開出四周圓角(在下料階段開出),漏開的用便攜式等離子切割機靠模切割。

        (3)型材安裝采用真空馬或磁鐵馬以保證扶材與板面貼合,間隙為“0”。定位焊的焊腳尺寸不能超過所規(guī)定的最小焊腳尺寸。

        (4)局部壓鐵或卡馬壓載,需要保證片體與平臺貼合。

        (5)除要求雙面連續(xù)焊區(qū)域外(如露天和潮濕區(qū)),盡量采用兩端包角的二氧化碳(CO2) 單面連續(xù)自動角焊。

        (6)扶材經(jīng)過焊縫處,須用打磨機將焊縫余高磨平,不得使用割槍吹平,保證“0”間隙。

        (7)禁止在壁板上進行零件的切割作業(yè),避免壁板局部受熱變形。

        (8)采用 二氧化碳(CO2) 氣體保護焊焊接,焊絲直徑為1.0 mm。

        (9)采用分離裝焊法。先裝焊縱向結(jié)構(gòu)再裝焊橫向結(jié)構(gòu)。

        (10)片體焊接前須采用~150 mm 高度的角鋼或槽鋼在離上下口~200 mm 處進行臨時加強。內(nèi)圍壁允許裝在非結(jié)構(gòu)面,外圍壁須裝在結(jié)構(gòu)面。加強材要平直且盡可能連續(xù)。

        (11)片體焊接完畢后進行背燒,以消除內(nèi)應力?;鸸囟瓤刂圃?550~650 ℃,不能長時間和多次烘烤。背燒根據(jù)返出(結(jié)構(gòu)反面)的結(jié)構(gòu)線,對甲板面進行背燒,以消除甲板應力,見圖1。

        3.6 分段組立

        3.6.1 胎架

        胎架為 800 mm×800 mm 模板式胎架,胎架高度不小800 mm,基準板四周自由邊設(shè)置模板壓平。

        圖1 片體背燒

        3.6.2 上胎

        (1)基準板上胎須保證貼胎。

        (2)分多塊基準板上胎時,板間接縫采用埋弧自動焊單面焊。另一面焊接留在分段翻身后總組或搭載時埋弧自動焊完成。

        (3)為了減小裝焊變形,胎架板使用“7”字形卡板與胎架拉靠固定。卡板拉靠時應根據(jù)分段實際情況進行增設(shè),嚴禁用耳板與基準板和胎架直接焊接。

        3.6.3 板邊修割

        板邊修割采用軌道等離子切割機切割。圓弧等不方便使用軌道切割的,采用靠模切割。

        3.6.4 結(jié)構(gòu)裝焊

        (1)存在變形的結(jié)構(gòu)須修整后方可安裝,切忌強行組裝,以免造成整個板架的變形。

        (2)采用分離建造法。首先進行密集方向骨材安裝,采用真空馬或磁鐵馬裝配, 裝配間隙控制在“0”;采用 CO2自動角焊機焊接。然后進行另外一個方向結(jié)構(gòu)(T型梁)裝焊。

        (3)縱骨的焊接應采用雙數(shù)半自動角焊機,進行對稱、間隔、交替從中間向兩側(cè)施焊。焊絲直徑選用Φ1.0 mm。

        (4)T型橫梁及隔艙壁安裝后,采用先立角焊后平角焊,由內(nèi)到外,雙數(shù)焊工對稱施焊,且焊工人數(shù)不超過 6 人。焊接時,由中間向四周擴散焊接,不得集中在一個區(qū)域, 必要時采用跳焊法;對于較長焊縫,由中間向兩端焊接。

        (5)為控制焊接變形,應先焊收縮量大的焊縫,后焊收縮量小的焊縫。

        (6)不允許直接利用結(jié)構(gòu)充當切割平臺,如不可避免,應用墊板進行保護。

        (7)組裝施焊完成后,對結(jié)構(gòu)位置進行背燒處理,以釋放裝焊過程中的應力。

        (8) 內(nèi)外圍壁下的臨時加強,采用平直角鋼或槽鋼進行加強平直,內(nèi)圍壁允許加在結(jié)構(gòu)反面,外圍壁統(tǒng)一加在結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)。

        3.7 吊運

        (1)單件板的吊運采用電磁吊,多件板采用桁架式托盤吊運。

        (2)吊運成品或半成品的壁板時,采用專用夾吊。吊運過程中如需使用吊碼,吊碼要安裝在扶強材等結(jié)構(gòu)上。

        (3)所有壁板和甲板片體制作完成后,吊運至專用平板托架上進行運輸。

        (4)分段下胎依據(jù)吊碼布置圖紙,采用多點吊裝,分散受力。吊碼布置見圖2。

        圖2 吊碼布置圖

        (5)分段下胎后采用門型托架堆放,大型分段采用單墩多點擱置。

        3.8 鐵舾件安裝

        (1)管子及貫通件開孔要先用樣板劃線,盡量采用等離子小割嘴靠模切割。

        (2)管子、風管、電纜貫通件安裝時要控制好裝配間隙,間隙不大于 0.5 mm,焊腳尺寸達到設(shè)計要求即可。

        (3)控制好門框、窗框、附壁座架裝配間隙,間隙不超過 0.5 mm。

        4 結(jié)語

        薄板分段的制作尚無成熟的規(guī)范可以參考遵循,2 800 RO PAX薄板段的建造工藝基于傳統(tǒng)設(shè)施、設(shè)備進行編制,且已進行實船建造,效果良好。

        本工藝適用于5~7 mm 薄板立體分段建造,可以大幅地減少分段的完工變形,保證分段精度可控,從而滿足薄板立體分段的公差要求,對縮短船舶建造周期、降低建造成本,起著至關(guān)重要的作用。

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