9500DWT多用途船中間甲板安裝工藝

賴祥華，黃偉江

（揚帆集團股份有限公司，舟山 316100）

1 9500DWT多用途船簡介

9500DWT多用途船設計載運貨物包括：大型重型貨物、管子、普通散貨、集裝箱（主要堆放在主甲板，中間甲板，艙口蓋，貨艙等位置）、盤裝貨物、木材、谷物、鋼質貨物（包括卷材、型材、板材）、袋裝貨物、桶裝貨物、各種型號的車輛（卡車，履帶式車，火車頭等）、各種鋼結構件及除7類危險品外的其他危險品（桶裝或箱裝）等。

該船共計2個貨艙，1個大貨艙（長×寬=65.6m×15.3m）和1個重吊工具儲藏艙（長×寬=8m×10.17m）。大貨艙的艙口蓋由10塊風雨密艙口蓋組成，重吊工具儲藏艙由一塊風雨密艙蓋組成（圖1）。大貨艙內設有中間甲板，如圖2和圖3所示。中間甲板由11塊甲板組成，分為A、B、C、D、E五種類型。其中A型甲板共7塊，設計為可互換型；C型甲板2塊；B型和E型各為1塊，不能互換。貨艙設有3個高度，距艙底的高度分別為5,306mm、6,420mm和7,990mm，均可放置中間甲板。同時，中間甲板可以組合成2道橫艙壁（分別由A＋C或A＋E兩塊板組成），可布置于FR56、FR70、FR86三個位置，把大貨艙隔成3個不同大小的小貨艙。

圖1 貨艙布置圖

圖2 橫剖面圖

圖3 中間甲板布置圖

2 分段制作

2.1 分段制作的精度控制

本廠實行精度造船模式，基本實現無余量下料、無余量上船臺，以控制制造精度，提高效率。由于結構焊接后會收縮，為實現無余量下料，保證構件焊后尺寸，大的艙壁板和甲板需要放焊接補償量。根據經驗，拼板對接縫時，CO2焊焊縫每條放4mm補償量，埋弧焊焊縫每條放2mm補償量。角焊縫收縮量公式如下：

式中，K為焊腳高度；N為分段補償方向焊接接縫數；A為母材厚度。

分段作為支撐銷盒的載體，其自身的精度將影響到支撐銷盒的定位，也將影響大合攏時其它分段的定位，這將對中間甲板的安裝產生極大的影響。因此，我們在分段制作時要嚴格按照分段的制作工藝進行，以保證精度。

2.2 貨艙段分段建造方案

1）貨艙分段以7650縱壁為基面反造，外板貼板。

2）擴大采用部件、組件裝焊工藝方法。所有肋板、橫梁、小艙壁等小構件做小組件。大艙壁、縱壁等先拼板，矯正平整度，劃出結構線后再安裝加強材，制作成大的部件。

3）以7650縱壁為胎架面，在胎架上拼板，拼板完后按結構圖劃出結構線及分段余量線。為保證中間甲板支撐銷盒的精度，其開孔及定位銷的開孔需在距中7650mm的縱艙壁拼板焊接后，以主甲板為基準，劃線標記，并由他人檢驗確認無誤后開孔，在孔邊緣用洋沖敲上明顯的定位標記，作為支撐銷盒及定位銷的定位點；安裝支撐銷盒及定位銷基座，對準各自定位點與船體板上定位點，點焊固定；吊裝甲板與平臺；吊裝橫艙壁；吊裝縱骨；吊裝肘板、補板等散件；各部件及組件吊裝完成后，燒焊各結構，最后吊裝外板并點焊，待分段翻身后再焊接外板。

2.3 分段焊接的工藝

1）為控制分段變形，在同樣可焊的情況下，先焊對接焊縫，后焊角焊縫；在角焊縫同樣可焊情況下，先焊立角焊縫，后焊平角焊縫。

2）實施分中對稱焊方法，由舯向艏、艉、左、右實施對稱焊接。

3）焊接人員的安排應盡量合理，采用八人同時焊接較為合理。

4）焊前檢查焊縫間隙、焊接坡口的清潔是否符合要求，搭焊有無裂紋。

5）焊縫長度大于2m時，應采用逐步退焊法;多道焊的焊道接頭位置要求錯開，并做好焊道間的清潔工作。

6）大接頭端構件的角焊縫應留300mm緩焊，待大合攏后焊接。

2.4 分段基準線的設置

分段完工后應劃出基準線，并敲上明顯的印沖痕，以利于分段合攏定位的需要。在甲板、縱壁外表面上劃出肋位線（艏、艉兩處），并敲上印痕和明顯的標記；在縱壁外表面上劃出距基3,000mm、9,000mm的對合線，并敲上印痕和明顯的標記。

2.5 分段完工測量

待分段內所有焊接、校平等工作完成之后，根據船體分段測量圖、縱艙壁限位孔及限位裝置安裝測量劃線定位圖進行測量并記錄數據，以備查。測量時需注意以下幾點：

1）測量檢查時應注意俯視圖中分段縱向大合攏口為外板合攏位置，個別分段合攏口并非一刀切。

2）分段合攏時應檢查分段中支撐銷高度安裝定位基準為上甲板或10,500mm平臺，此圖高度定位基準為基線，并據此修割分段下口余量。

3）應檢查分段圖中活動甲板支撐銷高度的測量定位點，即為縱艙壁限位孔和限位裝置安裝測量劃線定位圖（圖4）縱壁上支撐銷盒的標注高度，以防止不合格支撐銷盒的使用。

圖4 支撐銷定位圖

4）俯視圖中支撐銷的定位尺寸，左舷是以分段外板縫為基準標注，右舷是以分段肋位檢驗線為基準標注，測量時只能選一個定位基準，需視分段制作準確度進行確定。

5）測量結束后，對不符合要求的部位進行火工校正或返工，結束后重新測量，直至滿意。根據分段外形數據修割大合攏口余量，分段縱向合攏口留3mm大合攏縫焊接補償量，分段下合攏口15mm余量不割，留大合攏調節垂直高度后切割。底部分段合攏后，內底板兩邊有可能下塌，為保證型深，需調節貨艙舷側分段高度。

3 分段大合攏

3.1 分段定位

分段大合攏以支撐銷盒定位點為水平基準線，7650艙壁為垂直基準面（7650縱艙壁需向外放5mm的反變形量，防止合攏后由于焊接收縮縱壁向內倒，使中間甲板不能順利吊入）；分段的間距以支撐銷盒中心線之間的間距為定位尺寸，定位后點焊固定，使用激光儀校正后再焊接。分段大合攏縫需放焊接補償量，分段單邊放3mm，每條大合攏縫放6mm，在定位時計入分段間距，如圖5所示。

圖5 大合攏定位圖

3.2 合攏允許誤差

1）分段合攏時，要結合以上單塊活動甲板支撐銷的距離以及前、后兩塊活動甲板的間隙尺寸綜合考慮分段定位（前后分段互補）。其中支撐銷的間隙誤差±5mm是在左右舷同肋位支撐銷位置完全一致的情況下的最大值，不包含活動甲板對角線偏差，故在分段合攏時一定要注意左右分段支撐銷在船長方向安裝的同位性。

2）尾部三塊活動甲板合攏后箱腳長度誤差要求±2mm，因此要嚴格控制尾部分段的合攏誤差，在控制支撐銷的安裝精度的同時，還要控制各分段合攏長度誤差在±2mm之內。其它活動甲板的間隙要滿足擺放40'集裝箱時±4mm的堆放要求。

3）分段大合攏時，所有支撐銷定位點在垂直基線方向上允許的高度誤差為±3mm。

3.3 檢驗及調整

船體大合攏及船體水平報驗完畢后，劃出貨艙的縱向中心線、水平線及左右舷的垂直線作為定位基準線。具體要求如下：

1）水平線及左右側壁的垂直線應用激光儀找平。水平線沿艙壁一周，且平行于基線，按照中間甲板的三個高度畫一道基準線。左右側垂線應與水平線成90°夾角，且左右垂線對稱，位于各支撐銷盒中心線處。測量各支撐銷與基準線的偏差，并做好記錄。

2）根據測量數據調整支撐銷。由于支撐銷在垂直方向放了5mm余量，可適量調整基準面位置，使基準面位于最低點。支撐銷材質為耐磨鋼，不允許堆焊，不允許火焰切割，只允許車床精加工或用打磨機打磨。調整前需標記出所有支撐銷及相應支撐盒的編號，以便支撐銷調整結束后，放回對應支撐銷盒內。再次測量各支撐銷與基準線的偏差，并做好記錄。

4 中間甲板

中間甲板作為最終的基準面，其精度對最終的結果會產生直接的影響，所以在中間甲板的制作過程中，要嚴格的控制制作精度。

4.1 中間甲板的制作精度

1）所有零件使用數控切割，組裝前校對尺寸，不得使用不合格零件，以免把誤差帶入下一道工序。

2）使用高精度測量工具對所有零件定位。由于A型中間甲板為互換式，故最好使用同一個胎架、同一套測量工具和同一批施工隊施工；平臺應有足夠的強度及精度，以保證甲板的精度。在組裝之前，應定好甲板的三條基準線，并用洋沖敲上印記：（1）甲板中心線；（2）與甲板中心線垂直的橫向基準線；（3）水平線。其它所有構件的定位都要以這三條基準線為準。

3）盡量使用小組立，在小組立安裝之前，應結束自身的焊接及校正工序，并確定已符合要求。

4）組裝及焊接順序應根據制造廠家的設備及相關經驗進行確定，MacGREGOR提供的制作工藝應作為參考。

5）由于中間甲板自身有很多舾裝件（箱腳，綁扎件等）和噴淋管系，必然會有焊接收縮和變形，根據制作廠家的經驗，須放一些焊接收縮補償量及反變形量。

6）所有工序結束之后，測量每塊甲板的尺寸，并記錄在對應的測量表格中。

4.2 中間甲板支撐銷盒的精度控制

中間甲板支撐銷盒（假設支撐銷為標準件，誤差可以忽略不計）作為中間甲板的支撐點，在安裝定位沒有誤差的情況下，支撐銷盒固定即意味著中間甲板的高度基準點已經確定。若支撐銷盒定位點與實際有偏差，則會導致中間甲板的基準點也會偏差，影響船廠安裝定位支撐銷和分段合攏定位基準點，故需把中間甲板支撐銷盒的精度控制在±1mm之內。

中間甲板支撐銷盒一共分為4種：75T單式、75T雙式、100T單式、100T雙式，如圖6所示。使用數控切割零件并下料，理論上該工序是沒有誤差的。焊接前需要矯平零件，劃線定位各零件安裝位置，定位結束后應由專人復檢，復檢合格后采用小電流多道焊，以免電流過大，導致板材變形移位。焊接、打磨、火工等結束后，先自檢，自檢合格后報船東船檢。如有不合格者，調整校正后重新報驗，直至合格為止。由于支撐銷盒直接焊接在7650縱艙壁上，與邊壓載艙相鄰，故需做密性試驗，密性合格后，沖沙除銹并做底漆，以為大合攏階段減少工作量。船廠不得使用不合格產品，以免把誤差帶入下一道工序。為防止安裝過程中產生誤差，支撐銷上放5mm余量，等支撐銷盒安裝結束后，用激光儀找平調整。

圖6 支撐銷盒圖

4.3 中間甲板的檢驗

在車間內，按照測量手冊，將每塊甲板放置于一水平基準面上，并有支撐腳支撐（支撐腳之間的間距按照支撐銷的間距布置），測量所有支撐座板到甲板面板的尺寸及相鄰兩塊甲板之間的高度差，并記錄在測量表格中。甲板間的高度差最大不得超過5mm。甲板間的水平間隙按照縱艙壁限位孔及限位裝置安裝測量劃線定位圖測量。

4.4 中間甲板的安裝調試

4.4.1 安裝調試前準備

1）在中間甲板安裝前，確認所有中間甲板的附件組裝、焊接、校平等工序全部完成，并記錄好所有尺寸核對結果。

2）檢查甲板面上是否已經按照中間甲板蓋板編碼圖的要求標出所有基準線。

3）測量貨艙的開口大小及縱橫艙壁垂直度，并記錄。核對艙口開口數據和中間甲板布置測量數據，確認其是否能達到中間甲板安裝詳圖的間隙要求。

4.4.2 安裝調試

滿足4.1要求后，把中間甲板支撐銷轉動到工作位置，按照中間甲板的布置原理圖布置甲板（3個高度任選其一）。

1）7塊A類甲板可以互換，其它4塊（B、C、D、E）必須布置在指定位置。C和E這兩塊甲板型號相同，但由于壓力及張力等因數不同，故其位置不可互換。

2）由于貨艙角上有肘板，打開時按順序進行，在起吊E板之前要先吊走D板。關閉時順序相反。

3）每塊甲板的定位銷應該與艙壁上的定位銷座吻合。

4）布置完成之后，檢查支撐銷與中間甲板托座的吻合度，以及中間甲板上表面甲板間的平整度，并做好記錄。7塊A型中間甲板互換后，再次檢查上述數據，并做好記錄。支撐銷與甲板托座允許最大間隙為3mm，中間甲板上表面間的允許高度差為5mm。若超出允許誤差，按照3.3、4.3兩點的測量數據，再次調整支撐銷或中間甲板托座。

5）在其他兩個高度位置上重復以上操作，并記錄所有數據，超出允許誤差的點需要調整到誤差范圍內。

4.4.3 中間甲板安裝工藝改進

按照傳統的中間甲板安裝工藝，需要在貨艙段大合攏結束后才能在7650縱艙壁上畫線開孔，修割內部結構，安裝支撐銷盒，以保證安裝精度要求。但該施工會嚴重影響后續工作的展開，如艙室完整性報驗、密性試驗、打磨油漆等，造成船臺周期延長一個月左右。并且最高一層中間甲板位置距離內底板高8,790mm，需要搭腳手架，施工條件不佳，嚴重影響施工安全。

世界造船工藝的發展方向是提高分段預裝率，提高船臺預裝率，為下一階段工作創造條件，縮短整體工期。為改進船廠的造船工藝，達到中間甲板的安裝精度，縮短工期，節約成本，改善施工條件，特制定安裝工藝如下：支撐銷盒分段預裝，大合攏后中間甲板整體調試。安裝過程包括支撐銷盒的安裝和中間甲板的安裝調試。其中支撐銷盒的安裝又分為支撐銷盒的制作，支撐銷盒分段預裝，分段大合攏三部分；中間甲板的安裝分為中間甲板的制作，中間甲板安裝調試兩部分。

為達到安裝精度要求，需要控制好以下四個關鍵點的精度尺寸：

1）甲板支撐銷盒的的制作精度。

2）分段的制作精度控制，包括支撐銷盒的開孔及安裝精度。

3）分段大合攏的精度控制。

4）中間甲板的制作精度控制。

只有控制好以上四個關鍵點的精度，才能為最終中間甲板的安裝調試創造條件。在生產的過程中，一定要嚴格地把關每一道工序，控制好質量和精度，發現問題及時處理，不能將問題遺留到下一道工序，避免合攏后中間甲板精度達不到要求而大量返工。

5 結束語

目前國內船廠在建造同類型多功能貨船時都采用傳統工藝，為安裝支撐銷盒花費了大量船臺時間，并且由于施工條件限制，施工質量和施工安全得不到保證。現在世界造船工藝的發展方向是數字造船、精度造船、提高每一階段的預舾裝率、大合攏總段化等，這些新的造船工藝都是為了縮短造船周期這一目標服務。造船周期是造船企業的生命線，與日、韓造船企業相比，國內大多造船企業的造船周期長了三分之一，像滬東船廠、外高橋船廠等國內先進的船廠在造船周期上也只是接近日、韓水平。中國已成為世界第一的造船大國，但離造船強國還有很長一段距離，造船工藝、造船理念全面落后日、韓。此9500DWT多用途船1號船已經下水，中間甲板順利通過船東船檢報驗，精度基本達到了設計要求。此安裝工藝雖然提高了分段制作和船臺大合攏的精度要求，但縮短了船臺周期一個月左右，為船廠創造了大量效益。

[1]LR.船舶入級規范與規則(2007)[S].

[2]中國造船質量標準(2005)[S].

[3]CCS.材料與焊接規范(2006)[S].

[4]康漢元.船體建造工藝余量的探討[J].造船技術,1988(03).