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        15000 m3挖泥船舷邊滑塊分段一體化建造技術(shù)研究

        2022-07-09 09:06:58劉向文莊瑞民
        廣東造船 2022年3期

        劉向文,莊瑞民

        (廣東中遠海運重工有限公司,東莞 523146)

        1 前言

        本船舷側(cè)滑塊布置區(qū)域及形狀,如圖1和圖2所示。

        圖1 舷側(cè)滑塊布置圖

        圖2 舷側(cè)滑塊示意圖

        舷側(cè)滑塊的功能與作用:準備挖泥時,吊架將放置在主甲板的耙管吊起移出舷外,耙管沿著滑塊上的導(dǎo)軌往下移,最終耙管的吸口與滑塊吸口嚙合,挖泥準備工作完成。

        舷邊滑塊所在部位特殊,下部區(qū)域存在雙曲面線型結(jié)構(gòu);內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,空間狹小,施工難度大,易造成焊接變形;精密結(jié)構(gòu)多(包括:耙管導(dǎo)軌、耙管吸口、噴水管吸口等),對滑塊制作及安裝精度要求嚴格。

        2 舷側(cè)滑塊建造技術(shù)

        2.1 關(guān)鍵技術(shù)

        舷側(cè)滑塊共兩塊:HD耙管舷側(cè)滑塊,處于船舶左舷FR56~FR62區(qū)域;XL耙管舷側(cè)滑塊,處于船舶右舷FR116~FR123區(qū)域;右舷舷側(cè)滑塊受線型影響,下部區(qū)域存在雙曲面線型,結(jié)構(gòu)型式相對復(fù)雜;舷側(cè)滑塊包括耙管導(dǎo)軌、耙管吸口、噴水管吸口。為滿足耙管使用要求,將舷側(cè)滑塊設(shè)計為分段,獨立建造。

        本研究的關(guān)鍵技術(shù)如下:外板線型加工精度控制;耙管滑軌平面度及平行度的控制;耙管吸口、噴水管吸口、耙管滑軌三者之間距離及平整度控制;舷側(cè)滑塊船臺安裝要求;舷側(cè)滑塊船臺效用試驗。

        2.2 主要步驟

        2.2.1 詳細設(shè)計及生產(chǎn)設(shè)計

        (1)分段劃分

        根據(jù)舷側(cè)滑塊特征,將舷側(cè)滑塊劃分為獨立分段,獨立建造;為保證舷側(cè)滑塊分段的完整性,提高分段的結(jié)構(gòu)強度,將分段合攏口劃分在垂直扶強材兩側(cè)各200 mm位置;

        (2)搭載時機

        分段獨立建造、涂漆;舷側(cè)分段搭載完畢,根據(jù)搭載情況修正分段定位數(shù)據(jù),在甲板面畫出分段安裝線;泥泵艙分段搭載完畢,劃出泥管安裝線及分段安裝線;依據(jù)甲板面及泥泵艙安裝線,對分段進行搭載;

        (3)組立、建造流程

        分段包含:耙管滑軌、耙管吸口及噴水管吸口,建造過程需重點保證上述結(jié)構(gòu)的精度要求,根據(jù)結(jié)構(gòu)特征制定合理的建造流程;依據(jù)分段的結(jié)構(gòu)型式,耙管滑軌預(yù)先預(yù)制為小組立,確保耙管滑軌的平行度及平整度;中組時以外板為胎架面,吊裝耙管吸口、噴水管吸口及其它結(jié)構(gòu);滑塊下端部雙曲面線型部分外板,空間狹小、線型變化大、施工難度大,選用單面焊將焊縫劃分在肋板位置,分段船臺搭載后散裝;

        (4)線型光順

        分段下端外板與舷側(cè)外板對接存在雙曲面線型,依據(jù)肋骨型線圖細化線型,提取數(shù)值供外板加工使用;

        (5)余量設(shè)置

        根據(jù)分段結(jié)構(gòu)形式結(jié)合搭載順序,制定焊接收縮量及余量,為滿足分段制作及搭載精度要求提供保證;

        (6)結(jié)構(gòu)細化

        線型光順完畢,對平直區(qū)域進行結(jié)構(gòu)細化,繪制施工圖紙,選擇適當(dāng)結(jié)構(gòu)型式減少現(xiàn)場施工難度,確保施工安全;舷側(cè)滑塊外板下端部雙曲面線型部分作為散裝板,增設(shè)焊縫,提供排板圖、外板加工圖等施工圖紙,減少現(xiàn)場施工難度。

        2.2.2分段制作

        (1)精度控制標準

        制定精度控制標準,如表1所示。

        表1 精度控制標準

        (2)小組立制作(見圖3)

        圖3 耙管滑軌預(yù)裝示意圖

        耙管滑軌對平面度及平行度安裝精度要求高,耙管滑軌劃分為小組立進行預(yù)制;以底板為基面,在底板上畫出滑軌安裝線及檢驗線,立平面度檢驗標桿;吊裝滑軌,嚴格按要求進行裝配檢驗,焊定位焊;滑軌進行焊接前,在距上下端面300 mm位置增設(shè)臨時加強(見圖4)。

        圖4 耙管滑軌臨時加強安裝型式

        小組立采用雙人對稱退焊法進行焊接,多次測量走軌平行度及平面度。若發(fā)現(xiàn)焊接變形大,需及時上報工藝主管調(diào)整焊接工藝,確保滿足精度要求才能進入下一道工序。

        (3)中組立建造(見圖5)

        圖5 地樣線布置示意圖

        以外板為建造基面,畫地樣線、立胎架;畫出耙管滑軌、耙管吸口中心點、噴水管吸口中心點地樣線;立耙管滑軌、耙管吸口法蘭面、噴水和吸口法蘭面高度標桿。

        依次吊裝耙管滑軌小組立、耙管吸口法蘭及噴水口法蘭,以地樣線為基準,配合高度標桿進行精確定位;重點控制滑軌、耙管吸口法蘭及噴水口法蘭三者之間相應(yīng)距離及平整度;吊裝其它結(jié)構(gòu),由里到外采用多人對稱方式進行焊接;焊接過程多次復(fù)核滑軌、耙管吸口法蘭及噴水口法蘭三者之間相應(yīng)距離及平整度,若發(fā)現(xiàn)超出精度控制要求范圍,需及時上報工藝主管調(diào)整焊接工藝,確保分段滿足精度控制要求。

        舷側(cè)滑塊下端部雙曲面線型部分,雖然作為散裝件,分段建造階段仍需吊裝上胎預(yù)安裝;散裝件預(yù)安裝時,僅進行封焊固定,每塊封焊不少于三處,每處封焊長度不小于200 mm。

        分段建造流程圖,如圖6所示。

        圖6 分段建造流程示意圖

        (4)完工檢驗

        分段建造完畢,在胎進行自檢、修整;自驗安畢,對分段進行翻身,利用全站儀進行報驗工作。

        檢驗內(nèi)容包括:分段主尺度;兩滑軌內(nèi)側(cè)距離及平行度、表面平整度;滑軌與耙管吸口法蘭及噴水口法蘭三者相應(yīng)距離;滑軌與耙管吸口法蘭及噴水口法蘭平整度;分段下端部雙曲面線型部分線型的精度。

        分段檢驗完畢,按要求劃出肋檢線及高度安裝線,打洋沖,做檢驗線保護。精度檢驗結(jié)果如下:長、寬、高度誤差均小于5 mm,曲面外板加工誤差小于4 mm,耙管滑軌平行度0 mm,耙管滑軌平面度0 mm,其他各項實測數(shù)據(jù)也均滿足精度要求。

        2.2.3船臺安裝

        舷側(cè)分段搭載完畢,在甲板面畫出舷側(cè)滑塊肋檢線,在外板上畫出舷側(cè)滑塊水平安裝線;首泥泵艙搭載完畢,在泥泵艙內(nèi)劃出泥管安裝線及舷側(cè)滑塊安裝線;舷側(cè)滑軌分段吊裝前,需將下部分雙曲面外板散裝件拆除,后續(xù)獨自吊裝。

        分段吊裝前,對分段進行模似搭載,余量預(yù)修整,無余量搭載;甲板面預(yù)先安裝拉碼卡板,方便后定位工裝使用;對現(xiàn)場吊裝情況進行干涉排查、整改;以安裝線為基準對分段進行搭載,搭載過程需重點控制滑軌垂直度,控制標準:1.2 mm/1 m;實測數(shù)據(jù):高度誤差3 mm<標準誤差±5 mm,四角水平小于5 mm<標準誤差±8 mm,合攏口肋距誤差5 mm<標準誤差±10 mm,滑軌垂直度誤差0.5 mm,均滿足精度要求。

        為提高焊接效率,推廣高效焊焊接使用范圍,舷側(cè)滑塊搭載時選用全方位焊接小車自動焊接方式;舷側(cè)滑塊下端部雙曲面線型部分外板,空間狹小,線型變化大,施工難度大,采用單面焊方式,待舷側(cè)滑塊分段船臺搭載后散裝。

        2.2.4船臺效用試驗

        舷側(cè)滑塊分段搭載完畢,結(jié)合生產(chǎn)計劃及各方面需求,將舷側(cè)滑塊效用試驗安排在船臺階段。

        船臺效用試驗時,甲板面耙管吊臂液壓系統(tǒng)尚未完成,通過研究,以安全、實用為原則,制定合理的效用試驗方法,將已制作成型的耙管滑塊模塊吊運到舷側(cè)滑軌位置,利用現(xiàn)有船臺450 t吊車作為升降動力設(shè)備,對舷側(cè)滑塊進行效用試驗。

        效用試驗內(nèi)容,包括:耙管滑塊在滑軌上滑動過程是否流暢;耙管滑塊能否滑動至指定位置;耙管吸口法蘭面壓緊情況;噴水口法蘭面壓緊情況。

        實際試驗過程中,耙管滑塊在滑軌上滑動流暢,耙管吸口法蘭面貼緊情況良好,噴水口法蘭面貼緊情況良好,效用試驗獲得船東、船檢認可。

        3 結(jié)語

        采用舷邊滑塊分段一體化高精度滑軌模塊化設(shè)計,實現(xiàn)了舷邊滑塊分段一體化建造、安裝,曲面舷側(cè)結(jié)構(gòu)上滑軌、耙管吸口法蘭、噴水管吸口法蘭集成模塊化總裝及搭載,高效完成滑塊的效用試驗,掌握了挖泥船舷邊精密滑塊在曲面舷側(cè)安裝精度技術(shù)。

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