水火彎板與外板排板

閆金忠，高 嵩，韓 冰

(天津中交博邁科海洋船舶重工有限公司，天津 300456)

1 外板分類及水火彎板

1)外板分類。通常船級社規范將外板劃分為中部0.4 L(L為船長)，首尾部0.1 L，和過渡部分3個區域。普通雙曲度板主要集中在過渡區域，復雜雙曲度板主要在首尾。除首尾柱板基本上都可在肋骨線型圖上排板，首尾柱板則需在側面或水線面排板。

外板分為平板和曲板。曲板按加工可分為撓彎、抱彎、撟彎。肋骨橫向彎稱為撓彎，船體縱向彎稱為抱彎，抱彎除用外板加工樣子或數據表查看外，還可用投影法簡單地判別，從該板橫剖面投影上任意畫一直線L1，趨勢平行于整張板，按肋距進行投影，得到的曲線L2即為L1的實形即該板抱彎，測量該曲線舷高便知抱彎的大小。

扭曲彎稱為撟彎，把首肋骨和尾肋骨沿同一軸線疊加即可看出撟彎大小。只有抱彎或只有撓彎的外板稱為單曲度，具有任何兩種彎度或只有撟彎的外板稱為雙曲度板。既無撓彎又無抱彎但具有撟彎的外板稱為平撟。

外板按位置劃分可分為主體外板和附體外板。主體外板:底部、舭部、舷側、首部、尾部、球鼻、球尾、舷墻等。附體外板:舵、假舵、分水踵、突出船體的艉軸包板等。樣箱板較多出現在:首尾柱外板、首尾球腰窩處外板、錨穴及錨臺外板、側推喇叭口處外板、尾滾筒處外板。

對于更換外板的船舶，分為進塢與不進塢兩類。不進塢船舶換新外板都在水線以上，但在船舶修理中，有些船舶已無肋骨線型圖資料，考慮修理的成本、修理周期等原因，放樣間不進行全船的線型放樣工作，線型較大時進行局部線型光順，線型不大基本都可現場做外板。進塢船舶一般分改裝及大修兩類。改裝船多保留機艙與尾部，從機艙前壁新制，或者平行中體處加長。大修一般針對海損船舶，典型的是球鼻首換新，船底板換新，舵板換新。除保證接口處線型精度外，排板時要注意便于水火加工。大型修理時首次進塢確定更換外板范圍，然后進行分段制造，二次進塢進行合龍，這時就得把修船當做造船看待了。

2)水火彎板。水火彎板是沿預定的加熱線用氧－乙炔火工矯正炬對板材進行局部線狀加熱［1］，并用水火進行跟蹤冷卻，使鋼板產生局部塑性變形，從而將鋼板彎成所要求的形狀。水火彎板由經驗豐富的技術工人來操作，非常具有實踐性，很難用語言表達。必須經過長期的摸索實踐來提高水平。所以在考慮技術工人的水火彎板難度時，外板排板顯得尤為重要。

2 水火彎板的外板排板原則

如果把時間用在加工上，不如在分段施工時多焊一道焊縫，尤其復雜外板都在水線以下，一則便于加工，二則不影響美觀。否則在加工過程中斷口就會發生過燒，鋼材產生過燒后，將喪失使用功能。所以，在加熱時必須高度重視加熱溫度和加熱次數，同一部位加熱，一般不超過3次。有些樣箱板由于劃分的不合理，反復進行水火彎板，導致過燒，從而廢板，這是作為一名設計人員不愿看到的。作為一名優秀的放樣人員，不是單純地為了美觀、為了躲開結構線而排板，還必須掌握每塊外板的加工可行性，盡量不要為加工制造復雜方案從而保證修理進度。

船體外板一般先用油壓機加工撓彎，再用水火加工抱彎和撟彎。加熱線的長短、位置、疏密則影響構件的成形效果。加熱線越密，越長則產生的變形越大，成形效果越好。因此，板列劃分時以窄、長為宜。如果撟彎過大，板縫改窄，不要讓撟彎太大。由于水火彎板時撓彎跟著撟彎跑，撓彎跑了，抱彎又不夠。當抱彎夠了，撟彎又不好控制。所以預防這種情況，就要從源頭上予以解決，即劃分時不讓撟彎過大，只有控制住撟彎的程度，那么水火加工就迎刃而解了。外板無外乎如下幾種彎度:正撓正抱，反撓反抱，正撓反抱，反撓正抱，在此基礎上有撟彎。不論何種船型，單曲度板盡量排寬些，復雜雙曲度板盡量排窄些，尤其水下部分。中部區域盡可能減少板列，因為該區域外板雙曲度不是很大。排板時盡量避免正反彎，首部有圓頭的外板，盡量在拐點附近斷口。建議多從線型圖上做籠，盡量減少現場打籠。現場打籠雖然準確，但比較費時費力，不好分板口，加工時也不好操作。線型放樣光順后做籠若有誤差，可由技術工人從現場調整直至合適。

各區域需水火加工彎板排列原則。

1)大多數改裝船平行中體舭部位置為1/4圓弧板或1/4橢圓板，根據工廠的加工能力，盡量排成一張板，板縫不要放在切點上，一是避開應力集中點，二是圓弧曲率處焊接時易變形，所以要帶一段直伸，直伸長100～200 mm為宜，太大也不好，與其相連接線型開始向首尾過度的雙曲度外板可以考慮分為2塊。否則水火彎板時由于既有抱彎又有撓彎不好做板。

2)除非單曲度板，否則上下口不要90°劃分，此板俗稱鍋底板，雖然很短，但水火彎板很是困難，要避免此種分法，可以把該板分為上下2塊到3塊。

3)由于板厚區域的劃分，結構線的位置，分段的劃分，總會有部分外板本身既有平也有曲，如平底或平邊向線型過渡區域板，需局部加工，排板時可使撓彎短一些，方便水火彎板。

4)排板時要盡量避免三角形，一是焊道過近，二是水火彎板易變形。可采用階梯形避免，由2塊板過渡為一塊板。

5)底部區域龍骨板在首尾有升高處較難加工，排板時抱彎不要過大。抱彎劃分過大，水火彎板會出現加工不到位的情況。

6)首柱板長度控制在2 m以下，寬度600～800 mm為宜，加工深度最好在300 mm以內。這樣可使撟彎盡量的小，便于水火彎板。

7)尾柱板受力較大，中縱壁大多設計為探出外板，使外板左右對稱，這時每塊首柱外板寬度以600～800 mm為宜，方便水火加工。

8)舷墻板和分水踵外板一般容易加工。舷墻如果僅縱向單曲度，只沿板中走一遍水火即可。分水踵外板一般撟彎不大，可分寬一些。

9)對于反撓彎外板，加工樣板16 mm以上要減掉一個板厚，16 mm以下可近似認為線型內外一致，即反加工，這時要注意坡口的朝向。反撓正抱外板一般在球鼻或球尾腰窩處，考慮水火彎板，板列不要太寬。

10)如果一張外板曲度不是很大，塞焊孔可以在加工前開出，水火時變形不會太大，如果彎度較大，盡量不要開塞焊孔，在冷加工時，塞焊孔處易起折，水火時更易變形，達不到加工要求。加工后再開塞焊孔。

11)舷頂列板與甲板邊板圓弧連接時，圓弧板板口不要放在切點及圓弧上，宜放在切點外100 mm左右，一般僅在首尾局部有撟彎。水火彎板加工量很小。

12)木籠板要注意四周加放余量，在水火加工后二次切實。

掌握了以上原則，應用起來就較為容易了。

3 案例

例1:某海損船舶球鼻首換新，在一次進塢后割下損壞的球鼻，封堵保證水密后出塢。在出塢前測量好球鼻接口處板寬，進行線型光順、排外板、結構下料。往往外板劃分的不合理，球鼻建造很是費時，這時外板劃分就甚為關鍵。該球鼻結構為縱骨架式，屬撞角形球鼻，較瘦且上翹。首柱板按600 mm寬，2 000 mm長一塊劃分。腰窩處外板為馬鞍形，分為600 mm寬2塊。這樣幾個難點劃分好了，水火加工起來就快多了，既縮短了建造周期又保證了塢期。

例2:某3萬噸改裝船舶只保留機艙前壁到船尾部分，從機艙到首部新制并加長，這時主甲下共新制8個12 m長循環段，除保證龍骨板及舷頂列板重焊縫外，若在有線型區域，還是錯開為好，這樣就不必拘泥于重焊道而排板，有了更大的排列空間，但前提要保證板厚區域。由于該船比較大，首柱板需分成3道門，即中一塊，左右各一塊，有正反彎處外板需從拐點處斷口，不要在一張板上既有正撓彎又有反撓彎，其余外板根據線型按常規排板，水火加工時起到了很好的收效。

4 結束語

外板主要在以下幾個地方容易有問題:球鼻腰窩處，舭部平行中體向首尾過渡處，平板起線型處，首尾柱處。所以控制住這幾個地方的外板排板，根據每張板的實際情況對癥下藥合理劃分，不要讓撟彎過大，水火彎板時就會事半功倍，為分段制造提供方便從而保證修船進度。尤其近年來大連船舶重工集團有限公司、廣州廣船國際股份有限公司分別研究開發了水火彎板計算機應用系統程序，這些研究成果已在生產實際中開始應用，所以外板的劃分更應考慮水火彎板的可行性，實現外板加工自動化。

［1］黃振.船體火工 ［M］.北京:國防工業出版社，2008.