淺談船舶建造精度控制方法

摘 要：船舶精度控制技術(shù)是研究在船體建造過程中如何加放尺寸精度補(bǔ)償量取代余量，通過合理的建造公差，有效的工藝技術(shù)與管理技術(shù)，對船體零部件結(jié)構(gòu)進(jìn)行尺寸精度控制，以提高建造質(zhì)量。船舶在建造過程中的精度控制是一項(xiàng)十分重要的技術(shù)，不僅是保證船舶質(zhì)量、縮短建造周期、降低造船成本的重要手段，而且是實(shí)施盆舾裝等先進(jìn)造船工藝和科學(xué)管理的基礎(chǔ)。文章介紹了船舶建造的特點(diǎn)和船舶建造精度控制的內(nèi)容，說明了船體建造精度控制的具體方法。

關(guān)鍵詞：船舶建造；精度控制；補(bǔ)償量；對合基準(zhǔn)線

1 船舶建造與船舶精度管理

1.1 船舶建造的特點(diǎn)

船舶建造具有以下特點(diǎn)：①船體建造的周期長、工序多，導(dǎo)致累計(jì)誤差較大；②船體構(gòu)件大，其形狀尺寸允許的偏差，相對構(gòu)件本身尺寸的比例很??；③船體建造過程中受力、受熱情況復(fù)雜，導(dǎo)致變形情況無法預(yù)測，想要掌握構(gòu)件在切割、冷熱加工、焊接、矯正、轉(zhuǎn)運(yùn)和沖砂過程中的彈塑性與熱塑性變形規(guī)律更加困難；④建造過程中自動(dòng)化程度不高，導(dǎo)致人為操作誤差難以控制。

1.2 船體建造精度管理

船體建造精度管理是以科學(xué)的管理方法和先進(jìn)的建造工藝相結(jié)合，以先進(jìn)的建造工藝為基礎(chǔ)，通過科學(xué)的管理對船體建造進(jìn)行全過程的尺寸精度分析和控制，以最大限度地減少現(xiàn)場修整工作量，縮短建造周期，降低建造成本。

2 船舶建造的精度控制

2.1 船舶建造精度控制的內(nèi)容

船體精度控制只要包括船舶建造前技術(shù)準(zhǔn)備和建造過程控制，技術(shù)準(zhǔn)備是指在船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮船舶建造過程中的收縮和變形，通過添加收縮補(bǔ)償量和反變形量來減小焊接收縮及變形對船體精度的影響；建造過程控制是指對板材下料、零件加工、構(gòu)件裝配、分段總組、總段合攏每一個(gè)制作工位，按照精度控制的要求進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測和統(tǒng)計(jì)，并將上一道工位數(shù)據(jù)提供給下道工位，以作為下道工位正確施工的依據(jù)，尤其是在總組及合攏階段達(dá)到模擬搭載和快速脫鉤的目的。

2.2 船舶精度控制在船舶建造中的意義

船舶精度控制在船舶建造中的意義主要有：第一，通過對構(gòu)件添加反變形，減少構(gòu)件因加工、焊接和吊裝產(chǎn)生變形而進(jìn)行矯正的工作量；第二通過補(bǔ)合理的補(bǔ)償量的設(shè)置，減少加工和建造過程中的二次切割、打磨、開坡口等工作，從而提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本；第三通過設(shè)置檢驗(yàn)線方便現(xiàn)場施工，同時(shí)提高施工準(zhǔn)確度；第四通過對施工數(shù)據(jù)全面的檢測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)處理問題，減小對后道工序的影響，降低處理問題的施工難度；第五通過對施工數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析，為下道工序提供施工依據(jù)，降低施工差錯(cuò)的出現(xiàn)，提高施工效率；第六通過精度控制的積累為先進(jìn)的工藝技術(shù)的推廣打好基礎(chǔ)。

3 精度控制的具體方法

3.1 增加反變形

增加反變形主要有兩個(gè)方面：一是在易產(chǎn)生較大變形區(qū)域的構(gòu)件下料時(shí)添加反變形量，利用反變形量來補(bǔ)償變形所帶來的誤差；二是在分段胎架數(shù)據(jù)中添加反變形，即在分段易產(chǎn)生變形的區(qū)域的胎架數(shù)據(jù)中增加一定與變形反方向的量，從而抵消此區(qū)域的變形。

3.2 加放補(bǔ)償量

補(bǔ)償量是指對零件、工件和小分段由于加工、裝焊以及火工矯正等多道工序，所產(chǎn)生的辨析及收縮進(jìn)行定量分析后，加放的工藝量值，補(bǔ)償量不需要在分段建造過程中割除，它將在船舶建造過程中消耗。補(bǔ)償量的確定是船體精度控制技術(shù)中的核心內(nèi)容，精度控制的最終目的就是用補(bǔ)償量來代替余量，補(bǔ)償量的加放恰當(dāng)與否，將直接關(guān)系到船體精度控制的成敗。

3.2.1 船體分段補(bǔ)償量加放原則（以我公司64000散貨船為例）

（1）船塢基準(zhǔn)定位分段的艏、艉環(huán)形接縫端頭全部正足，縱骨、縱桁同樣正足。（2）船塢搭載的其它分段艏、艉端，以基準(zhǔn)定位分段為界。向艏的分段前端正足，后端有補(bǔ)償量；向艉的分段前端有補(bǔ)償量，后端為正足；縱骨、縱桁與分段端頭一致，補(bǔ)償量一般為5mm。（3）艏艉端機(jī)艙半立體分段要求傍板下口加放7mm的補(bǔ)償量，前后接縫的一端加放5mm補(bǔ)償量，如線型曲率大的根椐工藝要求再加放30mm余量。（4）貨艙區(qū)舷側(cè)分段，上企口全部正足、下企口加放7mm補(bǔ)償量。（5）散貨船的貨艙區(qū)舷側(cè)“P”、“D”型分段一端補(bǔ)償量為7mm，另一端為正足。（6）上頂邊水艙分段，外板下口加放7mm接縫補(bǔ)償量。（7）下邊水艙分段外板上口正足，內(nèi)口加放7mm補(bǔ)償量。（8）貨艙區(qū)甲板分段、左右舷端頭，加放7mm補(bǔ)償量；甲板上墩座下口加放7mm補(bǔ)償量。（9）貨艙下墩座分段，下口加放7mm補(bǔ)償量。（10）貨艙隔艙分段：左右分段向舯企口正足，向舷側(cè)加放10mm余量；上口斜旁正足；下口斜旁加放15mm余量，下口平直加放5mm補(bǔ)償量。（11）貨艙隔艙中間分段：左右向企口正足，上口正足，下口加放7mm補(bǔ)償量。（12）貨艙雙層底左右分段四周企口正足。

3.2.2 船體焊接收縮補(bǔ)償量加放原則

（1）主船體對接縫14mm以下，加放1mm～1.5mm，14mm以上加放0.5mm～1mm。（2）主船體角焊縫，板厚14mm以下，加放0.35mm～0.5mm，板厚14mm以上加放0.2mm～0.35mm。（3）上層建筑、機(jī)艙棚、煙囪、艙口圍、艙口蓋等12mm以下薄板，每檔肋距、每檔縱骨間距，加放0.5mm收縮補(bǔ)償量；橫向薄板每1000mm寬度加放0.5mm收縮補(bǔ)償量。高度方向不加收縮補(bǔ)償量，下端企口加放10mm余量，與主甲板相接的分段加放30mm。

3.3 檢驗(yàn)線設(shè)置

檢驗(yàn)線是船舶建造過程中定位的基準(zhǔn)線，包括分段肋檢線、縱向?qū)暇€、水平檢驗(yàn)線、合攏口100mm檢驗(yàn)線等，在分段建造和檢測過程中，檢驗(yàn)線降低了施工難度，提高了施工精確度。檢驗(yàn)線一般設(shè)置在分段殼板上，在劃線后確定檢驗(yàn)線后，用洋銃打點(diǎn)膠帶保護(hù)的形式將檢驗(yàn)線保護(hù)起來，作為后續(xù)分段定位檢測的依據(jù)，在必要時(shí)需用雙面尺將結(jié)構(gòu)面檢驗(yàn)線反到便于測量的一面。

3.4 現(xiàn)場數(shù)據(jù)檢測及分析

通過精度控制人員對現(xiàn)場施工各零件外形尺寸、定位尺寸、焊后尺寸、平整度、垂直度等船舶精度參數(shù)的檢測、記錄，在發(fā)現(xiàn)和解決施工中存在的問題的同時(shí)，將造成問題的原因查找出來，避免類似問題的重復(fù)出現(xiàn)。另外通過對現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)的整理分析，制作出船臺(tái)合攏模擬搭載圖，在分段合攏時(shí)可以在上船臺(tái)前將分段余量切割并開設(shè)好坡口，達(dá)到無余量上船臺(tái)快速合攏的目的。

4 結(jié)束語

精度控制根據(jù)每一個(gè)船廠實(shí)際情況有它的獨(dú)特性，需要大量的現(xiàn)場實(shí)際測量數(shù)據(jù)的積累，通過對數(shù)據(jù)的分析總結(jié)，制定合理的船舶建造工藝以及科學(xué)的管理方法，并嚴(yán)格按照建造工藝及規(guī)定流程進(jìn)行現(xiàn)場施工，才能達(dá)到精度控制的目的。一套完整的精度控制方法是一個(gè)不斷完善和長期堅(jiān)持的過程，只有通過現(xiàn)場實(shí)際施工的檢驗(yàn)，并不斷對精度控制方法進(jìn)行完善，才能使得精度控制更適合現(xiàn)場施工要求；也只有長期的堅(jiān)持精度控制，才能達(dá)到提高生產(chǎn)效益，降低生產(chǎn)成本，為先進(jìn)的造船工藝提供基礎(chǔ)。

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作者簡介：莊亞龍（1978，2-）男，籍貫：江蘇省揚(yáng)州市，現(xiàn)職稱：助理工程師，學(xué)歷：大學(xué)專科，本科在讀，研究方向：船舶制造。