船臺快速搭載工藝研究

韋漢群　吳靜波

摘要：本文主要根據船體結構特點，結合造船的生產條件，對船體快速搭載工藝方面進行研究。重點闡述了影響船臺搭載速度的各種因素和有關的工藝方案。

關鍵詞：船舶建造；搭載；精度；工藝流程；焊接

1 前言

當前船舶工業面臨嚴峻的考驗，但同時也是發展機遇。我國提出了要建成造船強國的奮斗目標，因此，我們必須掌握并應用先進的造船技術，縮短與造船強國的差距。要瞄準國際發展動向進行創新研究，追蹤和達到國際先進水平；技術應用要探索符合自己的技術推廣道路，結合實際情況，將先進的造船技術轉化為實際生產力。

船臺搭載周期直接影響到生產效率和建造成本，如何進行快速搭載顯得尤為重要，要在日益劇烈的競爭中立于不敗之地，我們必須采取一系列行之有效的辦法，縮短船臺搭載周期，實現船臺快速搭載，大力提高造船能力。

2 影響快速搭載因素

船臺搭載是一項復合技術，影響船臺搭載速度的因素很多，如場地規劃、配套設施、生產管理、技術工藝水平等。實踐證明，科學技術是第一生產力，船臺搭載效率的決定性因素之一是技術工藝水平，其主要包含以建造技術為依托的分段建造質量、精度和船臺搭載中所應用的工藝方案及工具、工裝設備的研究應用。

3 提高搭載速度工藝方法

3.1 合攏縫及節點的優化

生產設計研究建造船舶的結構特點，找出最合理的合攏縫位置，并盡可能優化各種合攏口節點，為搭載的便利做好充分的準備。如圖1所示，垂直合攏縫改為水平合攏縫后，不僅減少了支墩的擺放及固定碼板的安裝，而且節省了分段的調整定位時間。同樣，經過優化后的接縫節點將使分段搭載更簡單更易操作。

3.2 建造精度的控制

造船精度控制管理技術是現代造船方法中的一項重要內容。所謂精度造船控制管理，就是通過運用先進的工藝技術手段和嚴密的科學管理方法，對造船的全過程實施尺寸的精度分析和控制，從而達到最大限度地減少施工過程中的修整工作量，這對于提高造船生產效率和建造質量具有十分重要的意義。

精度造船要求對船體建造的各工序進行嚴格的精度控制，減少上船臺后的工作量，確保高質量、高效率、低成本地完成船舶產品建造。

建造精度控制首先要做的工作就是根據具體船型制定合理的精度建造方案，提高分段無余量下料和無余量上船臺比例。如上建結構可無余量下料，主船體中間區域分段及其他平面分段實現無余量上船臺，艏艉曲面分段應根據結構形式采用有余量、無余量下料兩種方式相結合，但搭載前一定要進行預修整。

精度管理需要借助先進設備來完成，以提高我們的建造精度及工作效率。如利用激光經緯儀劃構件安裝基準線和分段檢驗線等，而分段的合攏口尺寸和總段定位測量則使用全站儀進行測量、監控，這樣在大大提高測量精度同時又減輕了勞動強度，提高了搭載效率。

精度控制還應做到循序漸進，在分段建造及船臺合攏等及時對各種數據進行分析、研究，找出變形規律，采取相應的工藝技術和控制措施，不斷改進和優化。

3.3 提高分段完整性

加強對分段完整性的控制，盡可能的將工作安排到分段中去完成，以減少船臺工作量。分段完整性一般包括裝焊缺陷修補，變形矯正，加強、吊碼設置安裝，基準劃線，余量切割，舾裝，密試及涂裝等內容。

完整性控制要以自主管理為主，按照相應技術要求合理有序地開展工作，對分段制作的各階段完整性進行嚴格的自檢，最后再提交互檢及報驗。

分段完整性控制中，裝焊缺陷修補及變形矯正，要在分段沖砂涂裝前完成，以減少補涂工作；船臺搭載前已確認的需要返工或修改工作，絕不允許帶到船臺上進行。

分段加強及吊碼的設置應適宜，要根據具體分段結構特點、分段建造方法、分段翻身方案和分段合攏工藝來進行設置。太多的加強在船臺合攏時需要花大量時間進行拆除和補磨、補漆等工作，但加強過少也會使分段轉運、翻身變形嚴重，增加船臺裝配定位及矯正工作量；吊碼設置要合理，不僅要方便分段離胎、翻身，同時要方便船臺合攏吊裝定位。

分段定位基準線（分段中心線、肋位檢驗線、合攏基準線等）在搭載快速進行中起到了先決作用，劃線時機要合理，在分段完工后應進行重點的核查。對于分段的合攏口余量也要進行關注，提早切割并開坡口、清渣打磨。

分段的舾裝件完整性應按工藝要求安裝完整并做好清點記錄，提高分段密試比例，盡量在分段中對焊縫、艙室進行密試并做好密試標記。

3.4 分段工位合理規劃

分段工位規劃要以工藝流程為主線，合理進行分段工位布置，搭載工作才能有條不紊的進行。

同時，分段工位規劃要注重分段建造場地、分段堆放場地、舾裝場地的定置。船體開工前，應根據現有的生產條件（車間布置，建造場地情況，船臺位置及各個場地吊機配置情況）和船體搭載方案等對分段工位進行編制計劃及合理安排。合理的安排分段工位，可以提高工位周轉率，方便分段建造，使分段能夠方便進行舾裝，快速轉運、翻身、吊運，使船臺搭載能夠順暢進行。

3.5 擴大總組，進行模擬搭載

總組和模擬搭載是船舶建造中不可忽視的環節，幾乎所有船舶制造企業在船舶建造中都會對其進行重點研究。

船舶建造實行中間產品“殼舾涂”一體化集成制造模式，船體分段劃分趨中小型化，不再走超大型分段的建造路線，因此，船臺搭載前對中小型分段的總組和模擬搭載顯得尤為重要。

總組可減少搭載分段數量，是節省船臺搭載時間最直接有效的方法。

模擬搭載并進行余量預修整是值得深入研究的一個課題。由于分段在轉運堆放、打沙等工序中變形的不確定性、不可控性和已搭載分段合攏口尺寸誤差的隨機性，因此無法統一分段余量預修整的時期和修整工藝方案，解決辦法就是利用計算機進行模擬搭載（如圖2）。分段在搭載前利用儀器如全站儀采集數據并通過電腦進行模擬搭載，其余量、變形等搭載前就得到合理的修割整改，搭載效率也會得到很大的提高。

圖2 分段模擬搭載

3.6 船臺搭載設備的研發應用

在船舶建造中研發應用先進的工具、工裝可以得到事半功倍的效果。

在船舶搭載中所使用的輔助設備主要分為工具類和工裝類。工具類設備在搭載中主要表現為主動作為，如油壓千斤頂、三維調整機、全站儀等，而工裝類設備在搭載過程中則表現為被動防守，如合攏卡馬、活絡墩、活絡定位支座等。

3.6.1 各種工具在快速搭載中的應用研究

在船臺搭載中，應大力開發應用一些力大而又輕便的小型工具的，如液壓千斤頂和液壓拉力器（如圖3）。與螺絲花蘭等其他設備相比，液壓拉力器的拉力大且操作靈活，是實現搭載快速化必不可少的工具。

大型分段搭載傳統定位方法都是依靠吊機調節來完成，定位速度慢、效率低、勞動強度大。這方面要充分發揮三維調整機（圖4）的優勢，對底部大型分段或環形總段的整體搭載利用三位調整機定位不僅速度快，而且定位精度很高，其點動精度可以達到0.5mm左右，三維調整機還可以多臺聯動，基本不受分段尺寸、重量的限制。

全站儀已經在造船業普及運用，應研究如何使其在搭載中發揮更大的作用。全站儀基于激光特性，應用光學系統給出基準水平直線，確定虛擬空間坐標系，通過調整焦距，可以在不同距離獲得測量對象點的三維空間數據，其測量精度高，快捷精準，簡單方便（如圖5）。利用全站儀進行搭載定位測量，直接得出搭載分段的水平度、垂直度、角度和直線度等重要數據，極大地減少了人工誤差以及工作量。

圖5 全站儀應用

3.6.2 工裝在快速搭載中的應用研究

合攏口的定位卡馬在快速搭載中是必不可少的（如圖6）。定位卡馬要在分段建造時，根據已制定的分段搭載工藝要求進行預裝，船臺合攏時配合強力花蘭使用，使分段可以快速拉攏定位。卡馬還可以當封焊馬板使用，節省了重新安裝封焊馬板的時間，不僅提高工作效率，而且減少了勞動強度。

船臺搭載需要進行墩木布置，搭載墩木形式應根據具體情況進行擇取。船臺合攏時使用活絡墩來代替沙箱或鋼性墩，可以更方便分段定位及墩木的拆除，安全性也更高，在降低布墩勞動負荷的同時，實現快速散墩，進行船體快速移位和下水。

對于線型大的艏艉分段、舷側分段或倒L型分段的搭載，不再需要花大量的時間去定位和固定焊接，這個要歸功于活絡定位支座的應用（如圖7）。分段制作時預先安裝頂撐點的座板，搭載前在船臺上布置好活絡定位支座，合攏時直接用活絡支座對分段進行精定位并作為分段支撐加強，不需進行加強焊接和搭設臨時腳手架，可見，搭載中合理利用活絡定位支座，不僅達到了快速搭載的目的，而且提高定位準確度和安全性。

圖6 合攏卡馬設計

圖7 活絡定位支座

3.7 船體搭載工法改進

船舶種類多，性能各異，為滿足性能要求，船體結構、線形也隨之多樣、復雜化，因而構成船體的基本單元“分段”也是千奇百怪。因此，搭載的工藝方案要針對每個單獨分段或總段進行制定，合理安排分段吊裝合攏順序，確定所使用的工具、工裝，編制搭載操作流程和必要的應急預案等，使（下轉第頁）（上接第頁）搭載過程中少走彎路。

深度挖掘提高搭載效率，縮短船臺周期的工法，如適當應用模塊化搭載，采用高效焊接技術等。

模塊化搭載是以系統性能或區域功用為基礎對船體進行模塊劃分，并經過模塊制作后整體搭載，其特點是搭載的完整性很高，幾乎達到了完工狀態（如圖8）。

圖8 上建模塊化搭載

焊接技術是造船業的主導技術，船舶搭載焊接中應致力于焊接工藝流程的優化，高度采用機械化、自動化的焊接方式和高效的焊接方法，如單面焊雙面成型自動焊、埋弧自動焊、垂直氣電焊等。船臺合攏針對不同的部位，選取最佳的焊接形式，節能環保，提高焊接速度、焊接質量，減少焊縫修補量，為后續工作提供充裕的時間和良好的施工環境。

4 結束語

船臺搭載周期是體現船舶建造能力的一個重要指標。通過以上的分析研究和在實踐中不斷摸索總結，以實際應用為基礎，不斷優化建造工藝，相信我們的船臺搭載速度一定會有一個新的飛躍。